СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТОРМОЗА
HYDRAULIC BRAKE CONTROL METHOD

Область техники
Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно связанной с испытаниями высокооборотных лопастных машин, оснащенных гидравлическими тормозами.
Предшествующий уровень техники
Известен способ регулирования нагрузки гидравлического тормоза, осуществляемый путем подачи в тормозную камеру рабочего тела, состоящего из жидкости и газа, при этом производится выключение из работы тормозных дисков путем последовательной подачи воздуха после подачи жидкости по одним и тем же каналам. (Аналог см. авторское свидетельство СССР №389324, МПК F16D 57/02, 1971).
Однако этот способ недостаточно надежен в диапазоне скоростей вращения от 4000 до 20000 об/мин, что связано с парообразованием рабочей жидкости в каналах гидротормоза.
Известен способ регулирования нагрузки гидравлического тормоза путем подачи в тормозную камеру рабочего тела, состоящего из жидкости и газа, при этом производится предварительное смешивание жидкой и газообразной фазы и подачу рабочего тела осуществляют в смешанном виде. Скорость вращения тормозных дисков увеличивается пропорционально увеличению газообразной фазы. (Прототип см. авторское свидетельство СССР №827875, МПК F16D 57/02, 1981).
Однако данный способ регулирования нагрузки гидравлического тормоза, основанный на изменении вязкости рабочего тела путем смешения рабочих тел, находящихся в различных агрегатных состояниях, например вода+воздух, не может обеспечить надежную работу гидротормоза, так как невозможно получить равномерную мелкодисперсную фракцию и подать ее в тормозные камеры, что приводит к разрыву сплошности рабочего тела и возникновению колебательных процессов в тормозных каналах гидротормоза.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является повышение надежности работы гидротормоза во всем диапазоне скоростей вращения за счет создания регулируемой кавитации на рабочей поверхности диска гидротормоза.
Эта задача решена за счет того, что в способе регулирования нагрузки гидравлического тормоз, основанного на подаче в тормозную камеру рабочего тела, состоящего из жидкости и газа, предварительно смешанных между собой, в качестве рабочего тела используют воду, насыщенную углекислым газом, при этом насыщение воды углекислым газом осуществляют в процессе испытания при различных скоростях вращения и различной степени нагрузки гидротормоза.
Технический результат состоит в повышении точности определения крутящего момента турбины и надежности работы гидротормоза.
Перечень чертежей
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен стенд для испытания турбин, где регулирование нагрузки гидравлического тормоза осуществляется путем изменения концентрации углекислого газа в рабочем теле (воде).
Пример осуществления способа
Стенд содержит смесительный бак 1, который соединен с магистралью подачи воды через вентиль 2. Баллон 3 высокого давления с углекислым газом соединен с баком 1 вентилем 4 и редуктором 5. Выход из бака 1 через вентиль 6 и дроссель 7 соединен с гидравлическими каналами 8 гидротормоза 9. Гидротормоз 9 в свою очередь через вал 10 соединен с турбиной 11. Рабочая жидкость из тормозных камер 12 поступает в сливной трубопровод 13, проходная площадь которого регулируется дросселем 14.
Работа стенда
Работа стенда основана на способе регулирования режимов нагрузки гидротормоза, за счет изменения силы трения вращающегося диска с рабочей жидкостью, находящейся в тормозных каналах гидротормоза. Сила трения пропорциональна вязкости рабочего тела, при этом изменение вязкости рабочего тела достигается за счет выделения пузырьков углекислого газа на поверхности вращающегося диска и пропорциональна концентрации углекислого газа в рабочем теле. Гидравлический тормоз работает в зоне регулируемой кавитации.
Насыщенная углекислым газом вода из бака 1 через вентиль 6 и дроссель 7 направляется в тормозные каналы 8. Минимальное значение скорости вращения 4000 об/мин достигается при максимальном заполнении гидротормоза рабочей жидкостью, дроссель 14 закрыт до минимального проходного сечения. Дальнейшее повышение скорости вращения (более 4000 об/мин) осуществляется изменением проходного сечения дросселя 14 и подачей различного количества углекислого газа в бак 1 от источника питания углекислым газом (баллон 3) через вентиль 4 и редуктор 5. Изменение концентрации углекислого газа в расходном баке 1 позволяет получить устойчивые режимы работы гидротормоза при различной степени нагрузки.
Предлагаемый способ регулирования нагрузки гидравлического тормоза за счет изменения концентрации углекислого газа в рабочем теле позволяет получить устойчивые режимы его работы при испытании высокооборотных агрегатов питания во всем диапазоне изменения скоростей вращения от 4000 об/мин до 20000 об/мин, что повышает точность определения крутящего момента, а также сокращение времени на проведение испытаний.
Промышленное применение
Изобретение может быть использовано в стендовых и других системах, оснащенных гидравлическими тормозами, служащими для создания различной по величине нагрузки.