Мотор-колесо специальной подвижной установки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?я посредством создания дополнительного перепада давлений между камерами, в которых сжимается и расширяется газ и жидкостными камерами, в которых создается давление на поршень. Суммарную силу, действующую на поршень можно представить следующим образом:
,
Здесь и - перепады давлений между соответствующими камерами. В правой части этой формулы первые 3 слагаемых характеризуют упругую реакцию, связанную со сжатием и расширением газа в камерах 2 и 5, а четвертое и пятое - демпфирующую реакцию, вызванную перепадом давлений на клапанных коробках.
Далее рассмотрим алгоритм определения перепада давления на клапанной коробке при отсутствии или наличии предварительного поджатия пружины и в зависимости от направления течения жидкости. Величиной, определяющей перепад давления на клапанной коробке является объемный расход Q, который на каждом шаге интегрирования может быть определен как производная от объема жидкости в камерах, контактирующих с поршнем:
Здесь - скорость движения неподрессоренной массы.
Вначале рассмотрим перепад давления при истечении жидкости через отверстие (дроссель), из i-го в j-й объем:
Здесь ?ij?0,6-0,7 - коэффициент расхода жидкости через отверстие, ? - плотность жидкости, Vij max - максимальное значение скорости при истечении, Qij - расход жидкости через отверстие, Fij - площадь отверстия.
По этой формуле можно определить перепад давления при течении жидкости через обратный клапан, подставляя вместо площади отверстия максимальную площадь, открываемую клапаном. При отсутствии априорных данных о коэффициенте потерь полного напора для клапана можно несколько занизить значение эквивалентного коэффициента расхода (), учитывая таким образом дополнительные потери напора при взаимодействии потока с седлом клапана.
Далее рассмотрим параллельное течение жидкости через отверстие и обратный клапан. Очевидно, что перепад давления на отверстии и клапане должен быть равен:
,
а сумма расходов
.
Преобразуя первое равенство и подставляя его во второе получаем:
.
Отсюда:
.
Вид зависимости от для дросселя или дросселя с обратным клапаном представлен ниже на рисунке 12 (кривая 1)
При анализе работы перепускного клапана, в зависимости от типа клапанной коробки необходимо рассмотреть несколько вариантов: течение жидкости через клапан без предварительного поджатия клапан с предварительным поджатием, а также параллельное течение жидкости через отверстие и клапан с предварительным поджатием и без предварительного поджатия.
Рис.11 Расчетная схема для определения перепада давления на перепускном клапане.
В общем случае течение жидкости через перепускной клапан можно представить в виде схемы, представленной на рисунке 11. Здесь клапан представляется в виде двух последовательных отверстий, первое из которых имеет постоянное сечение , а второе - переменное . Здесь П - периметр клапанного отверстия, - координата клапана (xкл=0 соответствует закрытому клапану). Эти сечения на рисунке 11 показаны пунктирной линией. Символом * отмечена полость между этими сечениями. Условно считаем, что давление в зоне * постоянно и равно . Давление на поверхность клапана вне зоны * считаем равным pj. Тогда сила давления на клапан определяется по формуле:
Пружина имеет жесткость с. Инерционностью клапана пренебрегаем. В принципе, описываемая ниже модель позволяет учесть динамику клапана с учетом его инерционности, однако для снижения перегрузок ППУ при движении необходимо использовать клапаны, имеющие минимальную инерционность, например дисковые (пластинчатые) - [1]. В таких клапанах упругий элемент составляет одно целое с самим клапаном и имеет малую массу. Поэтому частота собственных колебаний таких клапанов составляет 100 Гц и более. Следует отметить, что, несмотря на то, что схема таких клапанов внешне существенно отличается от схемы, изображенной на рисунке 11, все приводимые рассуждения и формулы остаются справедливыми и для пластинчатых клапанов.
Вначале рассмотрим течение жидкости через одиночный клапан без предварительного поджатия и без параллельного отверстия. Общий перепад давления между камерами i и j выражается по формуле:
.(3*)
Здесь ?кл отв и ?кл - коэффициенты расхода через входное отверстие клапана и через зазор между клапаном и седлом соответственно. Следует отметить, что значения этих коэффициентов косвенно учитывают потери давления при повороте потока и должны определяться экспериментально.
Будем считать, что жидкость подходит через n круглых входных отверстий диаметром dкл. Тогда , и периметр входных отверстий можно выразить через Fкл:
.
Здесь .
Тогда выражение (3*) преобразуется к виду:
.(4*)
Величину xкл можно определить из условия статического равновесия клапана под действием сил давления и упругости:
.
Перепад давления между полостями * и j можно определить из соотношения
.
Подставив это соотношение в предыдущее получаем уравнение относительно xкл.
,
откуда
Получаем окончательное выражение для перепада давлений на клапанной коробке с клапаном без предварительного поджатия и дросселя:
.
На рисунке 12 показан вид зависимости ?pij от Qij для клапан