Система гидравлики. Работа насосно-аккумуляторной установки

Впервые система гидравлики стала применяться на подводных лодках послевоенной постройки. Объем гидрофикации в то время был небольшой, поэтому мощность гидросистемы невелика. Для управления исполнительными механизмами использовались, в основном, ручные гидрораспределители. Электродистанционное управление было применено только в рулевом приводе. В последующие годы в связи с увеличением степени автоматизации процессов управления корабельным оборудованием область применения гидроэнергии значительно расширилась.

На современных ПЛ количество исполнительных механизмов с гидравлическим приводом достигает нескольких сотен, а управление гидроприводом применяется в основном электродистанционное. В частности, гидравлический привод стал основным типом привода в рулевых машинах, для подъема выдвижных устройств различного назначения, в лебедках, в приводах крышек торпедных аппаратов и ракетных шахт, погрузочных и перегрузочных устройствах торпед, а также для управления арматурой различных систем.

Система гидравлики состоит из следующих элементов:

— магистральные трубопроводы (рис. 8.9), проходящие через все отсеки ПЛ, и ответвления от них к гидрораспределителям;

— две насосно-аккумуляторные установки (НАУ), имеющие для повышения надежности работы системы возможность взаимного резервирования (рис. 8.10).

В состав насосно-аккумуляторных установок входят:

— электронасосные агрегаты с насосами винтового типа при давлении нагнетания 10 МПа, с электродвигателями переменного тока;

— пневмогидроаккумуляторы (ПГА) поршневого типа, предназначенные для поддержания давления в системе;

— воздушные баллоны, аккумулирующие энергию сжатого воздуха в процессе зарядки ПГА рабочей жидкостью;

— гидробаки (основной и резервный), предназначенные для хранения запасов рабочей жидкости;

— различные фильтры очистки от механических примесей рабочей жидкости, поступающей к исполнительным механизмам и возвращающейся в бак;

— гидрораспределители, предназначенные для управления подачей рабочей жидкости к потребителям;

— трубопроводы с запорной арматурой;

— контрольно-измерительные приборы.

Работа насосно-аккумуляторной установки полностью автоматизирована. Подача рабочей жидкости к гидропотребителям производится от ПГА. По мере разрядки ПГА, в соответствии с принятым алгоритмом управления, запускаются насосы, которые подают рабочую жидкость из бака к гидропотребителям и на подзарядку ПГА. В бак рабочая жидкость поступает через охладитель после срабатывания в гидропотребителях. По мере зарядки ПГА насосы отключаются.

Рабочей жидкостью в гидросистеме служит раствор полиэтиленгликоля на водной основе с антикоррозионными, антифрикционными и антипенными присадками. Рабочая жидкость пожаробезопасна, нетоксична, инертна к конструкционным и уплотнительным материалам.

Основные параметры системы гидравлики — рабочее давление и суммарная подача насосов, величины которых определяются потребностями гидропотребителей. В системе гидравлики рабочее давление составляет 10 МПа. Диапазон изменения давления в НАУ, в зависимости от состояния разрядки ПГА — 8... 10 МПа. Гарантированный перепад для срабатывания гидропотребителей, обеспечиваемый системой гидравлики, должен составлять 6,5 МПа. Пиковые расходы по системе гидравлики достигают 10... 15 л/с.

При проектировании системы гидравлики необходимо обеспечить низкий уровень воздушного шума и вибрации системы, что достигается применением насосов винтового типа, их установкой на амортизаторах и присоединением к трубопроводам гибкими вставками, а также ограничением скорости течения рабочей жидкости в трубах.

В процессе проектирования производится сбор данных по всем гидроприводным исполнительным механизмам, а также их классификация по следующим параметрам:

— номинальное давление, МПа;

— расчетный перепад срабатывания, МПа;

— объем гидродвигателя, л;

— время и периодичность срабатывания, с;

— тип гидрораспределителей.

В зависимости от технических характеристик потребителей и одновременности их работы определяются расчетные режимы совместной работы потребителей и подбирается состав основного оборудования насосно-аккумуляторной установки (количество насосов и ПГА).

Выполняется расчет каждой насосно-аккумуляторной установки для нормальных условий эксплуатации, а также при выходе отдельных ее элементов или одной из установок в целом из строя. Рассчитывается количество и тип воздушных баллонов, объем гидробаков, размеры основных магистралей, выполняется тепловой расчет и выбор охладителя, количество и место установки фильтров.

Производится компоновка гидрораспределителей в сборочные единицы (блоки) для размещения их на ПЛ, в зависимости от функциональной принадлежности и их расположения.

Управление насосно-аккумуляторными установками производится с центрального пульта, расположенного в РКП, а также с местных пультов. На мнемосхему пульта ГКП выведены рабочие и аварийные сигналы состояния установки и ее элементов: работы насосов, разрядки-зарядки ПГА, предельные значения температуры и давления, уровни рабочей жидкости в баках, положение дистанционно управляемой аппаратуры.