- •Методическое пособие
- •Моисеев в.И. Методическое пособие по курсу «Гидравлические и пневматические системы ТиТтмо»
- •1. Общие методические указания
- •1.1. Задачи изучения дисциплины
- •2 Содержание дисциплины
- •2.1. Введение
- •Методические указания
- •2.2 Общие сведения об объёмных гидро- и пневмоприводах
- •Методические указания
- •2.3 Рабочие жидкости для гидро - и пневмопрводов
- •Методические указания
- •2.4 Объёмные гидравлические и пневматические машины
- •Методические указания
- •2.5 Гидро - и пневмоаппаратура
- •Методические указания
- •2.6 Кондиционеры
- •Методические указания
- •2.7 Объёмные гидро- и пневмоприводы
- •Методические указания
- •2.8 Гидравлический следящий привод
- •Методические указания
- •2. 9. Гидро- и пневмопривод тормозных систем автотранспортных средств
- •Методические указания
- •2. 10. Гидродинамические передачи
- •1. Общие указания по выбору и оформлению контрольных работ
- •Задачи контрольной работы №1
- •Исходные данные для расчёта приведены в таблице № 1
- •Исходные данные для расчёта приведены в таблице № 2
- •Задачи контрольной работы №2
- •Методические указания к выполнению контрольных заданий
Исходные данные для расчёта приведены в таблице № 2
Таблица№2 Исходные данные для расчета
Исходные данные |
В а р и а н т |
||||
а |
б |
в |
г |
д |
|
F1, Н |
200 |
? |
200 |
? |
200 |
Fпр., Н |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
Рвак, МПа |
0,06 |
0,06 |
0,06 |
Ра |
0,06 |
Ддиаф, мм |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
d1, мм |
25 |
25 |
? |
25 |
25 |
d2, мм |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
b/a, |
5 |
5 |
5 |
5 |
? |
Р2, МПа |
? |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
Задача № 3. На рис.№3 показана пневматическая система тормозов автомобиля.
Компрессор 2 накачивает воздух в резервуары-накопители. При достижении определённого избыточного давления Р0, компрессор отключается. После срабатывания тормозов, давление в резервуарах-накопителях падает и при избыточном давлении Рк компрессор включается. Кран управления 3 после каждого торможения выпускает воздух из тормозных цилиндров 4 в атмосферу.
Принять:
- диаметр тормозных камер – dт.к,;
- ход поршней тормозных камер – Lт.к,;
длина резервуаров-накопителей –Lр.н,;
- hа – атмосферное давление в мм. рт. ст.;
.- Wр.н - объём резервуаров-накопителей;
- количество резервуаров-накопителей – nр.н.
.Процесс расширения воздух принимается изотермическим. Объемом пневмомагистралей пренебречь. Значения, указанных параметров, приведены в таблице №3.
Рис№3
Определить:
а) диаметр D резервуаров-накопителей 1 пневматической системы тормозов автомобиля, при котором будет обеспечиваться шесть торможений, за счет сжатого воздуха без включения компрессора;
б) сколько полных торможений без включения компрессора могут обеспечить резервуары-накопители при давлении hа;
в) какой объем сжатого воздуха необходимо иметь в резервуарах-накопителях. Чтобы обеспечить шесть торможений без включения компрессора при указанном давлении hа;
г) сколько торможений можно обеспечить при соответствующих значениях объёма резервуаров-накопителей и атмосферного давления hа;
д) диаметр рабочих тормозных камер для обеспечения шести включений тормозной системы до включения компрессора при достижении давления Рк.
Исходные данные для расчёта приведены в таблице №3.
Таблица№3 Исходные данные для расчёта
Исходные данные |
варианты |
||||
а |
б |
в |
г |
д |
|
D, мм |
? |
0,237 |
------- |
------- |
0.237 |
n, раз |
6 |
? |
6 |
? |
6 |
Рк, МПа |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
Р0, МПа |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
dт.к ,мм |
180 |
180 |
180 |
180 |
? |
Lт.к, мм |
0,06 |
0,06 |
0,06 |
0,06 |
0,06 |
Lр.н, м |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
hа, мм.рт.ст. |
749.5 |
400 |
750 |
750 |
749.5 |
Wсж, м3 |
---- |
---- |
? |
0.15--- |
---- |
nр.н, шт |
3 |
3 |
--- |
--- |
3 |
Задача №4. В гидротормозной системе автомобиля (рис.№4) передача усилия F от ножной педали к тормозам колёс производится посредством жидкости, вытесняемой поршнем 1 из главного тормозного цилиндра 2 по гидромагистралям в рабочие тормозные цилиндры передних 3 и задних 4 колёс. На первом этапе торможения за счёт хода поршней рабочих цилиндров выбирается зазор между тормозными колодками и барабанами. На втором этапе торможения происходит сжатие всего объёма жидкости W в системе, выравнивание давления и прижатие колодок к барабанам.
В зависимости от варианта в таблице №4 приведены значения:
F усилие на тормозной педали;
dц –диаметры главного и рабочих тормозных цилиндров;
d1,2,3 – диаметры подводящих магистралей;
L1,2,3 – длины подводящих магистралей;
W – объём рабочей жидкости в гидравлической системе, до приложения силы на тормозную педаль;
ρ –плотность рабочей жидкости;
К –объёмный модуль упругости жидкости;
hт.п – ход тормозной педали;
vптц ,зтц – скорости перемещения поршней передних и задних тормозных цилиндров.
Рис. №4
Определить:
а) скорость перемещения поршней колёсных тормозных цилиндров для передних –vптц и задних -vзтц колёс,
б) ход педали, необходимый для упругого сжатия тормозной жидкости в системе;
в) усилие , приложенное к тормозной педали, для получения соответствующих скоростей перемещения поршней передних и задних тормозных цилиндров;
г) диаметр – d1 подводимых гидролиний, идущих к передним колёсам, чтобы обеспечить равенство скоростей поршней передних и задних тормозных цилиндров;
д) диаметр –d2, подводимой гидролинии, идущей к тройнику гидролиний задних тормозных цилиндров.
Исходные данные для расчёта приведены в таблице №4.
Таблица №4 Исходные данные для расчёта
Исходные данные |
варианты |
||||
а |
б |
в |
г |
д |
|
F, Н |
500 |
500 |
? |
500 |
500 |
dц , мм |
22 |
22 |
22 |
22 |
22 |
а/в |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
L1, м |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
d1,мм |
4 |
4 |
4 |
? |
4 |
L2, м |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
d2, мм |
5 |
5 |
5 |
5 |
? |
L3, м |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
d3, мм |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
W, л |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
ρ ,кг/м3 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
ν ,Ст |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
К, МПа |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
vптц,, м/с |
? |
--- |
0.23 |
0.134 |
0.23 |
vзтц, м/с |
? |
--- |
0.134 |
0.134 |
0.23 |
hтп, ,мм |
--- |
? |
--- |
--- |
--- |
Задача №5 На рис № 5 показана система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, включающая в себя насос - Н, блок цилиндров, термостат, радиатор - АТ и гидромагистрали.
Рис. №5
В зависимости от варианта определить:
а) напор, создаваемый насосом и абсолютное давление на входе;
б) напор, создаваемый насосом и абсолютное давление на выходе из насоса;
в) давление, создаваемое насосом и абсолютное давление на входе в насос;
г) давление, создаваемое насосом и абсолютное давление на выходе из насоса;
д) напор, создаваемый насосом и абсолютное давление на входе в насос
В таблице №5 приведены значения:
Q – подача насоса;
Hн – напор насоса;
ξб, ξт ,ξр, ξгл – коэффициенты сопротивления блока цилиндров, термостата, радиатора и гидролинии от радиатора до насоса;
d – диаметр гидролинии;
Рвак р– давление в верхней части радиатора;
Hвак.ст р - статический напор в верхней части радиатора;
Рвх н абс – давление на входе в насос;
Рвых н абс – давление на выходе из насоса;
h –высота верхней части радиатора от оси насоса;
hа – атмосферное давление;
ρж – плотность рабочей жидкости;
Рн – давление создаваемое насосом.
Исходные данные для расчёта приведены в таблице №5.
Таблица № 5 Исходные данные для расчёта
Исходные данные |
варианты |
||||
а |
б |
в |
г |
д |
|
Q, л/с |
3,9 |
4,2 |
4,5 |
4,8 |
5 |
ξб |
3,5 |
3,7 |
4.4 |
4,0 |
4,2 |
ξ т |
2.5 |
2,4 |
2,6 |
3,0 |
2,8 |
ξ р |
4,0 |
4,5 |
4,0 |
4,5 |
4,8 |
ξ гл |
2,0 |
1,7 |
3,0 |
2,5 |
2,2 |
d , мм |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
Рвак р, кПа |
1 |
|
1 |
|
-- |
Нн, м |
? |
? |
-- |
-- |
? |
hа, мм.рт.ст. |
750 |
750 |
750 |
750 |
750 |
ρж, кг/м3 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
h, м |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
Рвх н абс, кПа |
? |
0.75 |
? |
50 |
? |
Рвых н абс, кПа |
-- |
? |
-- |
? |
160 |
Рн , кПа |
-- |
-- |
? |
? |
-- |
Рвх вак, кПа |
-- |
0.3 |
-- |
-- |
-- |
Указания: коэффициенты сопротивления отнесены к скорости
в гидролинии диаметром – d.
Задача №6. На рис. №6 показана схема в двух проекциях жидкостного тракта системы охлаждения V-образного двигателя большой мощности. Центробежный насос Н, имеющий один вход и два выхода, нагнетает жидкость в охлаждающие рубашки блоков Б цилиндров по трубам l1,d1. Из блоков жидкость движется по трубам l2, d2 в радиатор, а из радиатора-снова в насос по трубам l3,d3.
ξб, ξр,ξк.- коэффициенты сопротивления соответственно – блока, радиатора и колена. λ – коэффициент Дарси.
Характеристика насоса при n=1500 об/мин.
Q,..л/с… |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Н …м. |
6.25 |
6.35 |
6.27 |
6.1 |
5.9 |
5.5 |
5.16 |
4.6 |
3.75 |
η, %... |
0 |
24.0 |
35.0 |
39.5 |
40.0 |
37.0 |
30.0 |
20.0 |
7.0 |
Рис. №6
В зависимости от варианта задания требуется:
-выразить суммарную потерю напора, как функцию расхода и построить характеристику системы, т.е график ∑h =f(Q);
-определить расход охлаждающей жидкости в системе - Q;
-определить напор, создаваемый насосом H;
- к.п.д насоса – η
- потребляемую мощность - N.
Исходные данные для расчёта приведены в таблице №6.
Таблица №6 Исходные данные для расчёта
Исходные данные |
Варианты |
||||
а |
б |
в |
г |
д |
|
n об/мин |
1500 |
2000 |
2400 |
3000 |
3500 |
l1, м |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
d1,2,3, мм |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
l2 , м |
1.8 |
1.8 |
1.8 |
1.8 |
1.8 |
l3, м |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
ξ б |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
ξ р |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
ξ к |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
Żк,, ед. |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
λ |
0.035 |
0.035 |
0.035 |
0.035 |
0.035 |
Указания. Коэффициенты сопротивления отнесены к сечению трубы на выходе из соответствующего устройства. Режим сопротивления считать квадратичным. Ζ – количество колен.
Задача № 7.На рис № 7 показана упрощенная схема охлаждения автомобильного двигателя, состоящая из центробежного насоса Н, охлаждающей рубашки блока цилиндров Б, термостата Т, радиатора Р и гидромагистралей. Режим работы системы охлаждения определяется термостатом. При холодном двигателе (температура-Тх) термостат отключает радиатор и охлаждающая жидкость движется по «малому кругу»-насос-блок цилиндров-термостат-гидромагистраль l3-насос. При температуре охлаждающей жидкости-Тн.п (не полностью прогретый двигатель) термостат начинает открываться и часть жидкости движется через радиатор, а при температуре охлаждающей жидкости Тп (двигатель полностью прогрет) вся охлаждающая жидкость движется по «большому кругу».
Рис. №7
В зависимости от варианта задания расчётно-графическим методом требуется:
а) построить суммарную характеристику ∑h=f(Q) с учётом режима движения жидкости;
б) определить расход охлаждающей жидкости в системе для указанных в задании случаев:
в) напор, создаваемый насосом.
При холодном двигателе охлаждающая жидкость движется по последующему пути: насос-блок-термостат – насос.
Двигатель не полностью прогрет – насос-блок-термостат-часть охлаждающей жидкости-через радиатор к насосу, часть-сразу к насосу.
Двигатель полностью прогрет – насос-блок-термостат-радиатор-насос.
Характеристика насоса при частоте вращения n1=3500об/мин.
Q1, л/мин |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
Н, м |
14.0 |
13. 7 |
13.3 |
13.0 |
12.2 |
10.8 |
9.5 |
Исходные данные для расчёта приведены в таблице №7.
Таблица №7 Исходные данные для расчета
Исходные данные |
варианты |
|||||
а |
б |
в |
г |
д |
е |
|
l1, м |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
l2, м |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
l3, м |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
d, мм |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
ξб |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
ξт |
1.4 |
0.3 |
0.3 |
1.4 |
0.3 |
0.3 |
ξр |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
ν, Ст |
0.55 |
0.35 |
0.28 |
0.55 |
0.35 |
0.28 |
ρ, кг/м3 |
1000 |
988 |
972 |
1000 |
988 |
972 |
n, об/мин |
2000 |
2000 |
2000 |
850 |
850 |
850 |
Примечание:
-варианты а,г –двигатель холодный;
варианты б,д –двигатель не полностью прогрет. Коэффициент сопротивления термостата по лини –термостат-насос принять равным-ξ=1.4, а по линии –термостат радиатор –ξ=0.3;
варианты в,е –двигатель полностью прогрет.
. Задача №8. На рис. №8 показана упрощенная гидравлическая схема смазки коренных подшипников коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Подача масла производится насосом- Н по трубе - l1, d1. Фильтр - Ф и распределительный канал - К, от которого отходят три отводных канала размером - l2, d2 к середине подшипников. Часть подачи насоса по магистрали размерами - l3, d3 подаётся в радиатор - АТ, из которого по магистрали такого же размера сливается в картер. Сопротивление фильтра и радиатора принять эквивалентным сопротивлению магистралей длиной -lф=вd1, lр=сd3. Диаметр шейки коленчатого вала - d0, длина подшипника - S, зазор в подшипнике считать концентрическим и равным - δ. Влиянием вращения вала пренебречь. Давление в распределительном канале считать постоянным по длине. Режим течения считать ламинарным. Рабочий объём насоса - W, число оборотов насоса - n, объёмный к.п.д насоса - η0 при давлении - Рн=0,6. Давление начала открытия клапана - Р0, клапан полностью открыт при давлении - Рк.
Рис. №8
В зависимости от варианта задания расчётно-графическим методом определить:
а,в) –давление насоса и расход масла через подшипники;
б,г) –давление насоса и расход масла через радиатор.
Исходные данные для расчета приведены в таблице №8.
Таблица №8 Исходные данные для расчёта |
|||||
исходные данные |
варианты |
||||
а |
б |
в |
г |
||
W, см3/об |
3,6 |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
|
n, об/мин |
2000 |
3000 |
2000 |
3000 |
|
Р0, МПа |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
|
Рк, МПа |
0.7 |
0.8 |
0.7 |
0.8 |
|
η0, |
0.9 |
0.9 |
0.9 |
0.9 |
|
ρ, кг/м3 |
900 |
940 |
900 |
940 |
|
ν, Ст |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
|
в |
100 |
120 |
100 |
120 |
|
с |
1300 |
1000 |
1300 |
1000 |
|
l1, м |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
d1, мм |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
l2, мм |
250 |
250 |
250 |
250 |
|
d2, мм |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
l3, м |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
d3, м |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
d0, м |
50 |
50 |
50 |
50 |
|
S, мм |
60 |
70 |
60 |
70 |
|
δ, мм |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
|
Рн, МПа |
? |
? |
? |
? |
|
Qн, л/с |
? |
- |
? |
- |
|
Qр, л/с |
- |
? |
- |
? |
Задача № 9. На рис.№9 показана упрощенная гидравлическая схема смазки коренных подшипников коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Подача рабочей жидкости производится насосом по трубе длиной-L и диаметром-d, фильтр, распределительный канал, от которого отходит три подводящих канала длиною-l и диаметром-d1 к средней части подшипника. Диаметр шейки коленчатого вала-d0, длина подшипника-S, зазор в подшипнике считать концентричным и равным-δ. Потери напора в фильтре принять равным-hф. Сопротивлением распределительного канала пренебречь, считать, что каждому подшипнику подаётся 1/3Qн.
Рабочий объём насоса-W, число оборотов насоса-n, объёмный к.п.д. насоса-η при давлении-рн. Кинематическая вязкость рабочей жидкости-ν, плотность-ρ.
Рис. №9
В зависимости от варианта задания расчётно-графическим методом определить:
а) давление, создаваемое насосом
б) расход рабочей жидкости в гидросистеме.
Исходные данные для расчета приведены в таблице №9.
-
Таблица № 9 Исходные данные для расчета
Исходные
данные
Варианты
а
б
W, см3/об
2.5
2.5
n, об/мин
1200
2400
рн, МПа
3
4
η,
0.9
0.9
hф, м
5
7
L, м
1
1
d, мм
6
6
lп, м
0.2
0.2
d1, мм
4
4
d0,мм
40
40
δ ,мм
0.06
0.06
ѕ, мм
50
50
ν,Ст
0.36
0.2
ρ, кг/м3
900
870
Указания. Течение в трубах и зазорах считать ламинарным
Влияние вращения вала не учитывать.
Задача № 10 Моторное масло относительной плотностью δ и вязкостью ν, подводится к подшипникам коленчатого вала рис.№10 по системе трубок, состоящей из пяти одинаковых участков, каждый из которых длиной l и диаметром d.
В зависимости от варианта задания определить:
а- сколько моторного масла QΣ нужно подать к узлу А системы, чтобы каждый подшипник получил её не менее Qп.;
б – как изменится потребное количество моторного масла QΣ, если участки АВ заменить трубой диаметром D;
в – как надо изменить диаметр подводящих к подшипникам трубок, чтобы каждый подшипник получал смазку в равном количестве Qп.
Рис№10
Исходные данные для расчета приведены в таблице №10.
Таблица №10 Исходные данные для расчета
Исходные данные |
Варианты |
||
а |
б |
В |
|
|
0.8 |
0.8 |
0.8 |
ν, сСт |
6 |
6 |
6 |
l, мм |
500 |
500 |
|
d, мм |
4 |
4 |
? |
D, мм |
4 |
8 |
4 |
Qп, м3/с |
8 -6 |
8 -6 |
|
QΣ, м3/с |
? |
? |
- |
Указания. Давление на выходе из трубок в подшипники считать одинаковыми, местными потерями и скоростными потерями пренебречь.
Задача №11. На рис. №11 показана упрощенная схема амортизатора (гидротормоза). Поршень гидроцилиндра диаметром - D, нагружен силой - F. Рабочая жидкость, плотностью - ρ, перетекает из нижней полости цилиндра в верхнюю через два отверстия диаметром - d0. Коэффициент расхода отверстий - μ. Учесть силу трения манжеты поршня с цилиндром, если коэффициент трения - f, ширина манжеты - b.
Рис. №11
В зависимости от варианта задания определить:
а – скорость перемещения поршня - Vп;
б – диаметр отверстия - d0, чтобы скорость перемещения поршня была не более - Vп,;
в – максимальное усилие, при котором скорость перемещения поршня не превышала допустимой - Vп.
Исходные данные для расчета приведены в таблице №11.
-
Таблица №11 Исходные данные для расчета
Исходные
Данные
Варианты
а
б
в
F, Кн
120
120
?
D, мм
200
200
200
d0, мм
10
?
10
μ
0.6
0.6
0.6
ρ, кг/м3
865
865
865
f
0.15
0.15
0.15
b, мм
25
25
25
Vп, м/с
?
3
2.5
Задача №12. На рис. №12 показана схема пневматического амортизатора шасси с диаметром - D. В начальном положении он заряжен воздухом давлением - Р0, который занимает часть высоты цилиндра - a 0.На цилиндр действует постоянная нагрузка - F, внезапно приложенная к амортизатору. Перетекание жидкости происходит через отверстие диаметром - d 0, имеющим коэффициент расхода - μ. Плотность жидкости (спиртоглицериновая смесь) - ρ.
Рис. №12
В соответствии с вариантом задания определить:
а – величину осадки (а 0 –а 1)= h цилиндра;
б – время осадки цилиндра через среднюю скорость истечения;
в – скорость перемещения цилиндра в начальный момент и после осадки цилиндра на 1/2h;
г – допустимую нагрузку - F,при которой величина осадки - h будет не менее - а 1;
д – начальное давление воздуха - Р0 в амортизаторе, чтобы время амортизации было не более - t.
Исходные данные для расчета приведены в таблице №12.
Таблица №12 Исходные данные для расчета |
|||||
Исходные данные |
варианты |
||||
а |
б |
в |
г |
д |
|
D, мм |
120 |
120 |
120 |
120 |
120 |
Р0, МПа |
3.2 |
3.2 |
3.2 |
3.2 |
? |
а0, мм |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
F, кН |
50 |
50 |
50 |
? |
50 |
d0, мм |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
ρ, кг/м3 |
1120 |
1120 |
1120 |
1120 |
1120 |
h, мм |
? |
- |
20 |
40 |
- |
t, c |
- |
? |
- |
- |
4.5 |
Μ |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
v, м/с |
- |
- |
? |
- |
- |
а1, мм |
- |
- |
- |
40 |
- |
Примечание: среднюю скорость определять по трем промежуточным положениям поршня.
Задача №13. На рис. №13 показана схема автомобильного гидроамортизатора двойного. При плавном движении поршня - 1 вниз (ход сжатия), жидкость из под поршня перетекает в пространство над поршнем через отверстия - 2 и 7, а через отверстия - 4 закрытого клапана - 5 в компенсационную кольцевую полость - 6, в верхней части которой воздух сжимается.
При обратном плавном движении поршня -1 вверх (ход отбоя) жидкость перетекает в нижнюю полость через отверстия - 7 и 8. Кроме того, часть жидкости возвращается из компенсационной полости через открывающийся при этом клапан - 5. При резком отбое перетекание жидкости обеспечивается еще открытием клапана – 9 (при резком ходе сжатия, открывается клапан, который на схеме не показан).
Так как пружины клапанов - 3 и 5 являются слабыми, а каналы достаточно велики, то сопротивление этих клапанов пренебрежимо мало. Поэтому основным сопротивлением потоку при ходе сжатия являются калиброванные отверстия - 4 в клапане - 5, а при ходе отбоя – калиброванные отверстия - 7 в клапане - 9.
Рис. №13
В соответствии с вариантом задания определить:
а - скорость перемещения поршня относительно цилиндра при плавном ходе сжатия - V1;
б – скорость перемещения поршня относительно цилиндра при плавном ходе отбоя - V2.
Сила, действующая вдоль штока - F , направлена в случае сжатия – вниз, а в случае отбоя – вверх. Диаметры: поршня - Dп , штока - dшт. Площадь отверстий 7 – S1; площадь отверстий 4 – S2. Коэффициенты расхода отверстий принять одинаковыми - μ. Давление воздуха в полости - 6 не учитывать, плотность рабочей жидкости - ρ.
Исходные данные для расчета приведены в таблице №13.
Таблица №13 Исходные данные для расчета |
||
Исходные данные
|
Варианты |
|
а |
б |
|
F, Н |
400 |
400 |
Dп, мм |
40 |
40 |
dшт,мм |
16 |
16 |
S1, мм2, |
1,0 |
1,0 |
S2, мм2 |
0,2 |
0,2 |
μ |
0,6 |
0,6 |
ρ, кг/м3 |
850 |
850 |
Указание: ввиду малости сопротивлений клапанов - 3 и 5 считать при ходе сжатия давления жидкости по обе стороны поршня одинаковыми, а при ходе отбоя давление под поршнем принять атмосферным. Для обоих случаев записать уравнение равновесия поршня и уравнение истечения.
Задача №14.На рис. №14 показан простейший карбюратор двигателя внутреннего сгорания. Поток воздуха, засасывается в двигатель через диффузор - Dдиф., скорость воздуха в этом сечении возрастает, а давление - Рвак падает. Благодаря этому бензин плотностью - ρб из поплавковой камеры через жиклёр - Ж диаметром - dж подсасывается и вытекает через распылитель, смешиваясь с потоком воздуха плотностью - ρв..Коэффициент сопротивления воздушного канала до сечения 2-2 - ξ, коэффициент расхода жиклёра - μ. Сопротивлением бензотрубки пренебречь.
Рис. №14
В соответствии с вариантом определить:
- расход бензина через жиклер - Ж карбюратора;
- расход воздуха через диффузор;
- массовое соотношение воздуха и бензина.
Исходные данные для расчета приведены в таблице №14.
Таблица №14 Исходные данные для расчета
Исходные данные |
Варианты |
||
а |
б |
в |
|
Рвак, кПа |
18 |
18 |
- |
dж, мм |
1,2 |
- |
1,8 |
Dдиф, мм |
- |
30 |
30 |
ρб, кг/м3 |
750 |
- |
750 |
ρв, кг/м3 |
- |
1,25 |
1,25 |
ξв |
- |
0.05 |
0,05 |
μ |
0,8 |
- |
0,8 |
Qб, м3/с |
? |
- |
? |
Qв, м3/с |
- |
? |
? |
Задача №15. На рис. №15 показана схема подачи воздуха в карбюратор двигателя внутреннего сгорания. Воздух засасывается двигателем из атмосферы, проходит через воздухоочиститель и затем по трубе диаметром - d1 и диффузор, диаметр горловины которого - dф, подводится к карбюратору. Плотность воздуха - ρ. Принять следующие коэффициенты сопротивления: воздухоочистителя - ξв, колена - ξк, воздушной заслонки - ξз, сопла - ξс (отнесены к скорости в горловине диффузора).
Рис. №15
В соответствии с вариантом задания определить:
а) разряжение в горловине диффузора ;
б) расход воздуха - Qв;
в) как изменится расход воздуха, если коэффициент сопротивления заслонки изменится.
Исходные данные для расчета приведены в таблице №15.
Таблица №15 Исходные данные для расчета |
|||
Исходные данные |
Варианты |
||
а |
б |
В |
|
d1,мм |
50 |
50 |
50 |
dф,мм. |
25 |
25 |
25 |
ξв, |
5 |
5 |
5 |
ξк |
1 |
1 |
1 |
ξз |
0.5 |
0.5 |
1.5 |
ξс |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
Q, м3/с |
0.05 |
? |
? |
Рвак, кПа |
? |
10 |
10 |
Задача № 16. Воздух плотностью - ρ, всасывается через фильтр - 1 с коэффициентом сопротивления - ξф(отнесен к d1), затем по трубе диаметром - d1
попадает в диффузор - 2 карбюратора, сопло которого имеет коэффициент сопротивления - ξс (отнесен к диаметру d2). В узком сечении диффузора диаметром - d2, расположено выходное отверстие распылителя - 3. Благодаря разряжению, возникающему в горловине диффузора, бензин плотностью - ρб подсасывается из поплавковой камеры - 4 и через жиклер - 5 с коэффициентом расхода - μ и распылитель попадает в воздушный поток. Свободная поверхность бензина в поплавковой камере находится ниже выходного отверстия жиклера диаметром - dж на высоту - h.
Рис.№16
В соответствии с вариантом определить:
а,б) диаметр отверстия жиклера - dж;
в) массовый расход бензина - Мб;
г) массовый расход воздуха - Мв .
д) массовые соотношения воздуха и бензина – α.
Исходные данные для расчета приведены в таблице №16.
Таблица №16 Исходные данные для расчета
-
Исходные данные
варианты
а
б
в
г
д
d2,мм
30
30
30
30
30
d1,мм
50
50
50
50
50
ξф
3
3
3
3
3
ξс
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
ρв, кг/м3
1.28
1.28
1.28
1.28
1.28
ρб, кг/м3
790
790
790
790
790
μж
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
h, мм
10
10
-
-
α
1
1
-
-
?
Мб, кг/ч
15
-
?
15
-
Мв, кг/ч
-
222
222
?
-
dж,мм
?
?
1.8
1.8
1.8
Указание. Гидравлическим сопротивлением трубки пренебречь. В том случае, если для решения задачи необходимо знать коэффициент избытка воздуха - α, принять:
α = .
где Мв- массовый расход воздуха;
Мб - массовый расход бензина.
Задача №17. Воздух засасывается двигателем из атмосферы, проходит через воздушный фильтр - 1 с коэффициентом сопротивления - ξ1 и затем по трубе диаметром - d1 минуя дроссельную заслону - 2 с коэффициентом сопротивления - ξ2 подается в диффузор - 4 карбюратора, сопло - 3 которого имеет коэффициент сопротивления - ξ3. В узком сечении 2-2 диффузора - 4 расположено выходное отверстие распылителя - 5.
Бензин засасывается из бака - 12 через сетчатый фильтр - 11 с коэффициентом сопротивления - ξф на высоту - Н по всасывающей гидромагистрали - 10 диаметром - dт и длиной - l насосом - 9 и по гидромагистрали - 8 подается в поплавковую камеру карбюратора - 7. Все колена (повороты) в гидролиниях одинаковы и имеют коэффициенты сопротивления - ξк.
Благодаря разряжению, возникающему в горловине диффузора - 4, бензин подсасывается из поплавковой камеры карбюратора - 7, проходит через жиклер - 6 с коэффициентом расхода - μ и вытекает в воздушный поток через распылитель - 5.
Рис. №17
В соответствии с вариантом задания определить:
а) абсолютное давление бензина - рб.вх.н. перед входом в насос;
б) диаметр жиклера - dж;
в) расход бензина - Qб и коэффициент избытка воздуха - α;
г) расход воздуха - Qв и коэффициент избытка воздуха - α;
д) абсолютное давление. в горловине диффузора - рг.д..
Исходные данные для расчета приведены в таблице №17.
Таблица №17 Исходные данные для расчета |
|||||
Исходные данные |
варианты |
||||
а |
Б |
в |
г |
д |
|
d1,мм |
- |
50 |
50 |
50 |
50 |
d2 мм |
- |
35 |
35 |
35 |
35 |
dт,мм |
5 |
- |
- |
- |
- |
Н, мм |
5 |
- |
- |
- |
- |
l, м |
7 |
- |
- |
- |
- |
h, мм |
- |
0 |
0 |
0 |
0 |
hа, мм.рт.ст. |
750 |
750 |
750 |
750 |
750 |
ρб кг/м3 |
750 |
750 |
750 |
750 |
750 |
νб, см2/с |
0.01 |
- |
- |
- |
- |
ρв, кг/м3 |
- |
1.28 |
1.28 |
1.28 |
1.28 |
α |
- |
1 |
? |
? |
1.1 |
Gв, н/ч |
- |
? |
2100 |
? |
? |
Gб, н/ч |
150 |
150 |
? |
160 |
? |
ξ1 |
- |
3 |
3 |
3 |
3 |
ξ2 |
- |
1 |
2 |
1 5 |
1 |
ξ3 |
- |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
ξк |
0.8 |
- |
- |
- |
- |
ξф |
6 |
- |
- |
- |
- |
μ |
- |
0.75 |
0.75 |
0.75 |
0.75 |
dж, мм |
- |
? |
1.8 |
1.8 |
1.8 |
рб.вх.н. |
? |
- |
- |
- |
- |
рг.д. |
- |
- |
- |
? |
? |
Указание. Коэффициент избытка воздуха α =Gв/14.8 Gб. Коэффициенты ξ1 и ξ2 отнесены к диаметру d1, ξ3 – к диаметру d2, а ξк и ξф –к диаметру dт. Сопротивлением трубки распылителя пренебречь.