ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ КАНАЛОВ
Известно, что эффективное проходное сечение (гидравлическое сопротивление) μf 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 μf элементов. Для этого ремонтные предприятия должны быть обеспечены соответствующими средствами контроля, отвечающими следующим требованиям: достаточная точность (не хуже 0,5-1,0 %); воспроизводство условий контроля, близких к реальным условиям работы ТА; минимальная трудоемкость испытаний; универсальность по отношению к различным элементам ТА; простота обслуживания и надежность в работе.
Для определения эффективного проходного сечения μf деталей линии высокого давления могут использоваться пневматические и гидравлические устройства [2, 3].
Их принцип действия основан на использовании уравнения неразрывности потока:
Q = μf (1)
где Q - расход жидкости (газа) через контролируемый элемент, м3/с;
μ - коэффициент расхода жидкости (газа) через элемент;
f - площадь поперечного сечения канала элемента, м2;
μf - эффективное проходное сечение элемента, м2;
Р1, Р2 - давление на входе и выходе элемента, Па;
ρ - плотность жидкости (газа), кг/м3.
Из пневматических устройств наибольшее распространение получили приборы с водяным манометром «солекс» и длиномеры-ротаметры.
Пневматические приборы "солекс" работают по принципу замера давления воздуха Р2 в воздушной камере прибора при обеспечении постоянного давления Р1 в его баллоне.
Из уравнения (1) имеем:
. (2)
Рассмотрим влияние отдельных параметров процесса измерения μf на величину Р2, используя метод малых отклонений [4]. Для этого прологарифмируем уравнение (2):
ln Р2 =ln [(μf)2 × 2/ρ × Р1 -Q] - ln (μf)2 -ln 2/ρ. (3)
Продифференцировав это выражение, получим:
.(4)
Умножив и поделив первый члeн уравнения (4) на Р1 , второй - на ρ, третий - на μf и считая малое приращение функции равным дифференциалу функции в окрестности заданной исходной точки, то есть , получим:
(5)
или
,(6)
где δР2 - относительное измерение давления Р2 при изменении параметров правой части уравнения (6) в некоторой окрестности исходного состояния; k1 - численные коэффициенты, равные значениям соответствующих частных производных в исходной точке, то есть при заданных начальных значениях.
. (7)
Приняв за исходное состояние параметров их среднее значение, получим уравнение, представляющее собой метрологическую модель процесса измерения μf элементов ТА с помощью прибора "солекс":
. (8)
Из выражения (8) следует, что при увеличении Р1 на 1%, при прочих неизменных параметрах, Р2 увеличится на 2,51%. При увеличении μf или уменьшении Q на 1% Р2 увеличится на 3,02%. Увеличение ρ на 1% приводит к уменьшению Р2 на 1,51%.
Стабилизатор и регистратор давления Р1 в приборе "солекс" обеспечивает поддержание Р1 с точностью до 1%. Таким образом, при заложенной в приборе погрешности Р1 в 1% величина Р2 изменится на 2,5%, т.е. уже по этому параметру прибор "солекс" не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к подобным устройствам по классу точности. Кроме того, измеритель Р2, выполненный в виде водяного манометра с визуальным отсчетом значения Р2 по мениску воды в манометрической трубке, обеспечивает точность измерения не выше 3 класса.
Пневматические длиномеры-ротаметры работают по принципу замера мгновенного расхода воздуха при автоматическом обеспечении постоянного перепада давления на чувствительном элементе - поплавке.
Выполнив аналогичные преобразования уравнения (1), используя метод малых отклонений, получим метрологическую модель процесса измерения μf элементов ТА с помощью ротаметра:
.(9)
Из уравнения (9) видно, что нестабильность параметров процесса измерения μf с помощью ротаметра оказывает менее заметное влияние на точность измерения по сравнению с прибором «солекс». Однако сам способ замера расхода воздуха Q с помощью поплавка в конусообразной трубке вносит погрешность до 2%.
Разработаны гидравлические устройства перепада давления [3] для определения пропускной способности распылителей форсунок путем создания в объеме начального давления топлива, сообщения этого объема с распылителем в течение заданного промежутка времени, измерения остаточного давления и сравнения результата с эталоном.
Метрологическая модель процесса измерения μf с помощью такого устройства:
(10)
Точность измерения этим устройством в большой степени зависит от плотности топлива в системе устройства. Стенды же, которые оборудуются приставками-измерителями μf, не имеют устройств стабилизации температуры, а значит и плотности рабочей жидкости. Кроме того, гидравлическое устройство перепада давления не может быть использовано для проверки μf других элементов ТА, имеющих эффективное проходное сечение, значительно большее, чем у много дырчатых распылителей.
Поэтому очевидна необходимость в другом способе определения μf элементов ТА, свободном от перечисленных выше недостатков, позволяющем повысить точность измерений и применимым для различных деталей линии высокого давления.
Если стабилизировать значения Р1, Р2, ρ во времени независимо от состояния контролируемого элемента, то выражение (1) примет вид:
(11)
где С1 - постоянная, зависящая от конструкции прибора.
Гидравлические стенды постоянного напора, основанные на использовании условия (11) могут применяться без переделок для измерения μf различных деталей и узлов ТА. Принцип их действия основан на измерении объема жидкости, протекающей через контролируемый элемент при стабилизированных Р1, Р2, ρ и t.
Метрологическая модель процесса измерения μf с помощью стенда постоянного напора:
(12)
Анализируя модель (12), убеждаемся, что точность измерения при ее использовании высока. Нестабильность параметров оказывает незначительное влияние на точность.
Однако стенды постоянного напора имеют визуальный отсчет накопленной жидкости и не позволяют автоматизировать процесс испытаний.
На основании изложенного следует, что ни одно из существующих устройств не отвечает в полной мере предъявляемым к ним требованиям по точности измерений, универсальности по отношению к различным элементам ТА, условиям автоматизации и трудоемкости испытаний.
С целью устранения указанных недостатков разработан автоматизированный стенд для контроля μf составляющих элементов комплекта ТА [5].
В основу определения μf элементов положено измерение времени заполнения заданного объема жидкостью через контролируемый элемент при постоянном перепаде давления жидкости на входе и выходе элемента.
Перепишем условие (2) в виде:
(13)
где V - постоянный объем измерительной емкости, м3;
C2 - постоянная устройства;
t - время заполнения объема V, с.
Стенд, работающий на основе условия (13), 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.
Процесс измерения μf элементов ТА с помощью автоматизированного стенда описывается метрологической моделью следующего вида:
(14)
Таким образом, точность определения μf элементов на данном стенде соответствует предъявляемым требованиям и, учитывая автоматизацию процесса испытаний, получение высокой достоверности результатов и возможность применения современной цифровой измерительной аппаратуры, предпочтение следует отдать этому стенду.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Методы оценки технического состояния, эксплуатационной экономичности и экологической безопасности дизельных локомотивов: Монография / Под ред. А.И. Володина. - М.: ООО «Желдориздат», 2007. - 264 с.
- Денисов А.А., Нагорный В.С. Пневматические и гидравлические устройства автоматики. - М.: Высшая школа, 1978. - 213 с.
- А.С. 1011891 (СССР). Способ определения пропускной способности распылителя форсунки / Белорус. ин-т инж. ж.-д. трaнcп.: Авт. изобрет.: Р.К. Гизатуллин, Б.А. Чмыхов, Г.Б. Федотов, Г.В.Никонов, П.В. Кулаев. - Заявл. 11.03.81 № 3259363/25-06; Опубл. в Б.И., 1983. - №4. - МКИ F02М65/00.
- Черкез А.Я. Инженерные расчеты газотурбинных двигателей методом малых отклонений. - М.: Машиностроение, 1975. - 380 с.
- 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.
Статья в формате PDF 139 KB...
26 04 2024 2:24:40
Исследована краевая задача со смещением для вырождающегося гиперболического уравнения. При определенных условиях неравенственного типа на известные функции доказана теорема единственности. Вопрос существования решения задачи сведен к вопросу разрешимости сингулярного интегрального уравнения, которое редуцируется к уравнению Фредгольма второго рода, безусловная разрешимость которого заключается из единственности решения задачи. ...
25 04 2024 13:13:30
Статья в формате PDF 121 KB...
24 04 2024 18:39:31
Статья в формате PDF 137 KB...
23 04 2024 8:54:27
Статья в формате PDF 105 KB...
22 04 2024 3:19:47
Статья в формате PDF 268 KB...
21 04 2024 9:34:19
Статья в формате PDF 121 KB...
20 04 2024 3:23:22
Статья в формате PDF 100 KB...
19 04 2024 20:48:20
Статья в формате PDF 268 KB...
18 04 2024 1:11:11
Статья в формате PDF 241 KB...
16 04 2024 12:46:37
Статья в формате PDF 109 KB...
15 04 2024 3:42:25
14 04 2024 12:13:48
Статья в формате PDF 152 KB...
13 04 2024 5:28:28
Статья в формате PDF 110 KB...
12 04 2024 15:13:55
Статья в формате PDF 204 KB...
11 04 2024 23:28:51
Статья в формате PDF 274 KB...
10 04 2024 4:24:46
Статья в формате PDF 107 KB...
09 04 2024 17:10:21
Статья в формате PDF 109 KB...
08 04 2024 13:18:34
07 04 2024 2:37:54
Статья в формате PDF 261 KB...
06 04 2024 3:25:19
Статья в формате PDF 285 KB...
05 04 2024 13:54:49
Статья в формате PDF 107 KB...
04 04 2024 18:26:32
Статья в формате PDF 312 KB...
03 04 2024 12:55:50
Статья в формате PDF 114 KB...
02 04 2024 20:15:42
Артериальная гипертония является одним из главных факторов риска атеросклероза и ишемической болезни сердца (ИБС). Путем сплошного скрининга двух сельских районов проведен анализ распределения показателей артериального давления (АД) в популяции. Исследован хаpaктер питания как фактор риска развития атеросклероза. Был проведен поиск генетических маркеров указанных заболеваний. Показано, что факторами пониженного риска ИБС является носительство аллелей гена АроВ30 и АроВ34, а носительство аллеля е4 АроЕ, аллеля Д и генотипа ДД - факторы повышенного риска данной патологии. ...
01 04 2024 7:31:48
Статья в формате PDF 109 KB...
31 03 2024 3:20:26
30 03 2024 23:49:18
Статья в формате PDF 120 KB...
29 03 2024 22:16:25
Статья в формате PDF 108 KB...
27 03 2024 23:35:20
Статья в формате PDF 103 KB...
26 03 2024 11:55:40
25 03 2024 4:15:25
Статья в формате PDF 275 KB...
24 03 2024 5:21:56
Статья в формате PDF 113 KB...
23 03 2024 8:53:30
Статья в формате PDF 100 KB...
22 03 2024 17:35:38
В обзоре представлены результаты научных исследований по изучению морфо-функциональной динамики коллагена при течении как физиохогических, так и патологических процессов в организме. Показано активное участие коллагена в течении заболеваний весьма отличных по патогенетическим механизмам формирования. Следует отметить, что в последние годы наблюдается повышенный интерес к изучению биохимических параметров обмена коллагена при различных заболеваниях и, как свидетельствуют результаты исследований, их динамика в большинстве своем является отражением тяжести патологического процесса в различных физиологических системах. ...
21 03 2024 3:39:38
Распространённость мастопатии в популяции может достигать более 70 % и не зависит от этнического фенотипа. 92,5 % пациенток, самостоятельно обратившихся по поводу мастопатии, – это городские жители из социальной категории «служащие» со средним специальным и высшим гуманитарным образованием. Сопутствующие заболевания органов пищеварения и урогeнитaльной системы, а также девиантные психологические черты личности достоверно чаще регистрируются у женщин с мастопатией, чем в контроле. Более 70 % женщин отмечают усиление симптомов мастопатии после обострения соматических заболеваний и нервных стрессов, а более 80 % испытывают психологический дискомфорт от направления в онкодиспансер. Необходимы специализированные маммологические кабинеты при женских консультациях и поликлиниках для квалифицированной диагностики, лечения и психологической коррекции пациенток с доброкачественными заболеваниями молочных желез. ...
20 03 2024 7:16:30
Статья в формате PDF 1227 KB...
19 03 2024 23:28:32
Статья в формате PDF 252 KB...
18 03 2024 5:46:33
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::