Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Файлы

Блинов П.Н. Блинов А.П.

Статья в формате PDF

160 KB

Эффективное проходное сечение (гидравлическое сопротивление) m¦ каналов деталей топливной аппаратуры (ТА) высокого давления дизелей оказывает существенное влияние на показатели топливоподачи [1]. С целью снижения неравномерности подачи топлива по цилиндрам дизеля необходим подбор комплектов ТА с учетом m¦ элементов. Для этого ремонтные предприятия должны быть обеспечены соответствующими средствами контроля m¦, предпочтение среди которых следует отдать стенду, представленному в [2], так как он позволяет автоматизировать процесс испытаний и документирования их результатов, универсален по отношению к различным элементам ТА, дает возможность максимально приблизить условия испытаний к реальным условиям работы ТА на дизеле.

В основу определения m¦ элементов на этом стенде положено измерение времени заполнения гидроцилиндра заданного объема жидкостью (дизельное топливо) через контролируемый элемент при постоянном перепаде давления жидкости на входе и выходе элемента.

Одним из основных узлов гидравлической системы стенда является гидроцилиндр, определяющий время цикла измерений.

1. Скоростная характеристика гидроцилиндра имеет вид:
   

                                                           (1)

где u_п - скорость движения поршня, м/с;

- эффективное сечение проливаемой форсунки или трубки, м² ;

S_n - площадь поршня гидроцилиндра, м²;

DР, DР_ок - перепад давлений на проливаемом элементе и нерабочих окнах золотниковой пары переключателя потока - гидрораспределителя, Па;

- эффективное сечение неплотностей нерабочих окон золотниковой пары, м² ;

ρ - плотность жидкости, кг/м³ .

Перепад давления на проливаемом элементе без учета давления в сливной линии:

                                                            (2)

где Р₁ - давление питания, Па;

Р₂ - давление жидкости в напорной линии перед гидроцилиндром, Па;

F_н - нагрузка на штоке цилиндра, Н.

Из условия равновесия поршня гидроцилиндра (без учета сил трения и инерции) определяется давление Р₂ после проливаемого элемента:

                                                                       (3)

где Р_с - давление жидкости в сливной линии, Па;

S_п^´ - рабочая площадь поршня со стороны штока, м².

Так как нагрузка на штоке гидроцилиндра в стенде равна нулю (F_н = 0), то перепад давления на проливаемом элементе с учетом давления в сливной линии определится из выражения:

                                                       (4)

Для практических расчетов, принимая во внимание высокую точность и взаимную притирку золотниковых пар гидрораспределителей, можно не учитывать утечки жидкости на нерабочих окнах золотниковой пары. Тогда уравнение (1) примет вид:

                                                                            (5)

С учетом уравнения (4):

                                                       (6)

откуда площадь поршня

                                                        (7)

а диаметр поршня гидроцилиндра

                                             (8)

Уравнение (8) позволяет определить главный параметр - внутренний диаметр d_ц гидроцилиндра, позволяющего испытывать элементы топливной аппаратуры с учетом возможного разброса значений их гидравлических сопротивлений μf. Для этого необходимо предварительно задаться приемлемыми значениями скорости перемещения штока гидроцилиндра, давления проливки, противодавления в сливной магистрали и отношением рабочих площадей поршня гидроцилиндра со штоковой и безштоковой сторон.

Как правило, в современных конструкциях гидроцилиндров отношение диаметра штока к диаметру поршня лежит в пределах d_шт/d_ц = 0,3...0,7. Значит, отношение площадей составит S_п^´/S_п = 0,5...0,9. Величина хода поршня Н гидроцилиндра определяется исходя из требуемых габаритов стенда.

С учетом найденного по (8) диаметра цилиндра d_ц и хода поршня Н по каталогу подбирается нужный гидроцилиндр. Если значения Н и d_ц подобранного гидроцилиндра отличаются от расчетных, необходимо по формуле (6) проверить, удовлетворяет ли данный гидроцилиндр требованиям к скорости перемещения поршня, которая должна быть в пределах 1,0...7,0 см/с с учетом разброса гидравлических характеристик испытываемых элементов.

Для устойчивой работы стенда на всех режимах минимальная производительность нагнетательного насоса стенда должна составлять:

Q_min=u_max S_п ,                                                                                       (9)

где u_max - максимально возможная скорость поршня, м/с.

Максимальная производительность насоса определяется пропускной способностью переливного клапана с учетом поддержания постоянства давления рабочей жидкости в нагнетательной магистрали.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Методы оценки технического состояния, эксплуатационной экономичности и экологической безопасности дизельных локомотивов: Монография / Под ред. А.И. Володина. - М.: ООО «Желдориздат», 2007. - 264 с.

2. Стенд для измерения гидравлического сопротивления узлов и деталей топливной аппаратуры / П.Н. Блинов, А.И. Володин, В.П. Шаповал, А.М. Сапелин // Исследование надежности и экономичности дизельного подвижного состава. - Омск, 1981. - с.27-29.

Библиографическая ссылка