Engineering
Аксиально-поршневой насос
Наклоните шайбу девятипоршневого насоса и смотрите, как линия A наполняется до давления, которого требует нагрузочное отверстие: рабочий объём следует за тангенсом угла наклона, обратный наклон гонит поток в другую сторону, нулевой наклон оставляет мотор на холостых оборотах. Сосчитайте пульсацию подачи девяти поршней и сравните её с замкнутой формулой, перекройте нагрузку — и весь поток уйдёт через предохранительный клапан, понизьте давление подпитки — и обратная линия оголодает. Работа вала и подпитки сводится с энергией давления в линиях и потерями в отверстии, утечках и клапане.
Что происходит
Мотор вращает блок цилиндров аксиально-поршневого насоса против наклонной шайбы: каждый из девяти поршней ходит по cos θ, почковидные окна распределителя подключают камеру к линии A, пока её объём уменьшается, и к линии B, пока растёт, так что рабочий объём за оборот равен n·A·2R·tan α, а подача пульсирует с кинематической частотой девяти поршней. Две линии — сжимаемые объёмы масла, соединённые нагрузочным отверстием, внешними и межпортовыми утечками, насосом подпитки, доливающим ту линию, что упала ниже его давления, и предохранительными клапанами с полосой открытия 10 бар; вал крутит шунтовой мотор. RK4 с шагом 20 мкс; работа вала и подпитки сходится с запасённой энергией давления и всеми потерями до округления.
Что попробовать
Наклоните шайбу и смотрите, как растёт линия A; переверните её — и работает B; обнулите — мотор крутится вхолостую. Сравните пульсацию с формулой, затем перекройте нагрузку и смотрите, как клапан берёт поток.
Модель и её ограничения
Жёсткие поршни без утечек башмаков и перекоса блока, сосредоточенный объём линии с постоянным модулем упругости, линейная полоса клапана, прямая характеристика мотора. Давления и пульсация — этого идеализированного насоса.
Уравнения модуля
Уравнения V_g = n·A·2R·tan α, dV_k/dφ = A·R·tan α·cos θ_k dp_A/dt = (β/V_L)·(Σ Q_k − Q_load − Q_leak − Q_relief + Q_charge) J·dω/dt = T_s·(1 − ω/ω_0) − Σ p_k·dV_k/dφ − T_f − c·ω δ_odd = (π/2n)·tan(π/4n), δ_even = (π/n)·tan(π/2n)
