на мобилу / Б15
.pdf
Билет №15
2. вопрос. Исходные уравнения, положенные в основу гидродинамического метода расчета. Физические явления в топливоподающей аппаратуре, учитываемые в гидродинамическом методе.
du |
|
1 |
|
dP |
k U |
|
0 |
Уравнение движения для одномер. нестационарного |
|||
|
|
|
|
|
энергоизолированного движения вязкой несжимаемой жидк. в |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трубопроводе. |
k |
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- диссипативный фактор, только для одномерной модели. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 dT P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ – коэффициент гидравлического сопративления |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
d |
|
1 |
|
|
du |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- уравнение неразрывности |
||||||||||||||||||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- вместо уравнения состояния используем выражение скорости звука |
|||||||||||||||
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dP |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) *d/dt– (2)*d/dx => |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
d2u |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
d2u |
|
du |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- телеграфное уравнение; пренебрегая диссипативным членом |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
получаем волновое уравнение. Его решение в форме |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
dt |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
dt |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Даламбера. Н.у.: t=0, P=Pнач, U=Uo |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Px PHA4 |
|
|
|
|
|
Fx Wx |
|
|
|
|
|
|
|
(прямая и обратная волны). Тогда для скорости |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
u uo |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
Fx Wx |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
Решение телеграфного уравнения по Кузнецову. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
x |
|
|
|
|
|
x LTP |
|
- здесь только изменение давл. в рез-те диссипации. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
a |
|
Точнее – численные методы. |
|||||||
Px PHA4 |
|
|
|
|
|
|
Fx0 e |
|
|
|
|
|
|
WxL e |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Физические явления: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
|
Сжимаемость топлива. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
dV |
1 |
|
|
d |
|
1 |
|
|
- истинный коэф. сжимаемости. Ev – объем. модуль |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
dP |
|
|
|
dP |
|
|
|
Ev |
|
упругости |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 V Vo Vo P Po
f (T P )
- средний коэф. сжимаемости от Po до P (напр. при обработке эксперимента).
Наличие в топливе нераств. воздуха – умеьшение β с P. Учитывая сжимаемость топл. т.ж. учитывают деформации
деталей ТПА.
Без учета сжимаемости: qc ниже, P выше;
P |
|
|
1 |
|
|
V |
- разность давлений впрыска => чем меньше мертвые объемы тем |
|
|
Vo |
|
выше давл. впрыска. |
|||
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Скорость звука и волновые явления
-уменьш. УОВТ с ростом n;
-подвпрыскивание (борьба – гидроподушка, жиклер, реверсивный клапан);
-всплеск давления у форсунок (приходящие от ТНВД волны сжатия отражаются от форс. волнами сжатия + растет скорость звука из-за роста P, последующая волна догоняет предыдущую);
-изменение характеристики впрыска;
a |
|
|
|
dP |
|
1 |
|
Описание волнового процесса связано со скор. звука: |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
d |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3) Разрывы сплошности. Образование газовой фазы в ЛВД изза нестационарности ТП. В результате разрыв однофазной жидкости с образованием газовой фазы. В результате «полочки» с P=0, те давл. насыщенных паров – образуются остаточные объемы.
Воздействие газовой фазы на ТП, в основном отрицательное. Коэффициент сжимаемости газа в адиабатном процессе р=-(кР)-1, те. на четыре прядка выше, чем у жидкого топ-ива. Поэтому даже небольшое газосодержание зрительно увеличивает сжимаемость смеси и снижает скорость звука - см. (4.5). Газосодержание усиливает нежелательную зависимость от частоты вращения дизеля; увеличивает потерянную на сжатие долю активного хода плунжера, в результате уменьшает запас производительности ТНВД, средн. давл впрыска; увеличивает нестабильность подачи; Увеличивает крутизну переднего фронта характеристики впрыскивания, что сегодня нежелательно.
Газовая фаза остается нерастворенной до следующего цикла подачи, и при Рост>0,1 МПа - наблюдается гистерезис двухфазного состояния топлива (рис. 4.5).
4) Вязкостные эффекты обеспечивают возможность функц-я прецизионных пар. Трение в микронных зазорах создает сопротивление движению элементов ТПА. + гидродинамическое сопротивл. трубопроводов. Но в современной ТПА интенсивного впрыскивания среднеоборотных и быстроходных дизелей, где развиваются скорости движения топлива до 100...140 м/с, этот вопрос стал актуален. Если влияние гидродинамического трения существенно, то давление над плунжером и нагрузки на привод ТНВД увеличиваются, а Рвпр уменьшается (рис. 4.6). Небольшим положительным влиянием сопротивления трубопровода можно считать уменьшение вероятности подвпрыскивания и формирование более пологого переднего фронта характеристики впрыскивания.
Количественные оценки в литературе по ТПА заимствованы из гидравлики для стационарного течения в бесконечно длинных трубопроводах например, наиболее популярные законы Пуазейля и Блазиуса.
lamin |
|
|
64 |
0.316 |
Несправедливость (4.8), (4.9) обусловлена |
|||
|
|
Red |
turb |
|
|
Re0.25.d |
несхожестью процессов в водопроводных |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
трубах и ТПА. Важнейшее отличие - гидродинамическая нестационарность, поэтому и отличия в л многократные.