СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПРОХОДНОГО СЕЧЕНИЯ ФОРСУНОК И ТОПЛИВОПРОВОДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
DEVICE FOR DEFINING HIGH-PRESSURE NOZZLE AND PIPELINE EFFECTIVE FLOW SECTION

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть преимущественно использовано в испытаниях топливной аппаратуры дизельных двигателей.
Известен способ определения эффективного проходного сечения форсунок и топливопроводов высокого давления [Патент №2030625 РФ. Способ определения внутреннего объема топливопровода и устройство для его осуществления / Б.П. Удалов, А.П. Уханов. - №4891277; Заяв. 17.11.1990; Опубл. 10.03.1995, Бюл. №7], заключающийся на вытеснении топливом воздуха из канала испытываемого топливопровода (или форсунки) в мерную емкость, предварительно заполненную топливом. При этом объем (количество) топлива, проходящего через топливопровод, будет соответствовать объему (количеству) воздуха, вытесненного из испытываемого топливопровода (или форсунки) за определенное время под постоянным статическим давлением.
Недостатком данного способа является низкая точность определения эффективного проходного сечения форсунок и топливопроводов высокого давления из-за сложности обеспечения постоянного давления в процессе испытания.
Наиболее близким по технической сущности является способ определения эффективного проходного сечения форсунок и топливопроводов высокого давления [Уханов А., Черняков А. Подбор эталонных форсунок и топливопроводов // Сельский механизатор. - 2004. - №2. - С.12-13], заключающийся в прохождении рекомендуемого массового количества топлива через испытываемую форсунку (или топливопровод) под постоянным давлением за контролируемое время.
Недостатком данного способа является низкая точность определения эффективного проходного сечения форсунок и топливопроводов высокого давления из-за сложности обеспечения постоянного давления в процессе испытания.
Предлагаемое изобретение направлено на устранение указанного недостатка и от его применения получен следующий технический результат: повышение точности определения эффективного проходного сечения форсунок и топливопроводов высокого давления.
Указанный технический результат достигается за счет применения способа определения эффективного проходного сечения форсунок и топливопроводов высокого давления, заключающегося в прохождении топлива через испытываемую форсунку (или топливопровод) под давлением за контролируемое время, причем начальное давление воздуха обеспечивают зарядкой гидропневмоаккумулятора путем сжатия воздуха при подаче в него топлива, при разрядке гидропневмоаккумулятора под действием давления сжатого воздуха топливо проходит через испытываемую форсунку (топливо-провод) за время падения давления воздуха в гидропневмоаккумуляторе от заданного начального до заданного конечного, при этом эффективное проходное сечение (µf) рассчитывают в следующей последовательности:
- определяют массу воздуха (m) в гидропневмоаккумуляторе
в
m=ρ·V, кг,
в
3
3
где ρ - плотность воздуха, кг/м; V - объем гидропневмоаккумулятора, м.
1
- определяют объем сжатого воздуха (V) в гидропневмоаккумуляторе
<mrow><msub><mi>V</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>m</mi><mo>⋅</mo><mi>R</mi><mo>⋅</mo><mi>T</mi></mrow><mrow><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo><msup><mrow><mtext> м</mtext></mrow><mtext>3</mtext></msup></mrow>
,
где R - универсальная газовая постоянная воздуха, Дж/кг·К;
Т - температура сжатого воздуха в гидропневмоаккумуляторе, К;
1
<mrow><mi>П</mi><mi>а</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>Н</mi><mrow><msup><mi>м</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>к</mi><mi>г</mi></mrow><mrow><mi>м</mi><mo>⋅</mo><msup><mi>с</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
Р - начальное давление воздуха в гидропневмоаккумуляторе,
.
- определяют эффективное проходное сечение
<mrow><mi>μ</mi><mi>f</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mn>1</mn></msub><mo>⋅</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>⋅</mo><msqrt><mrow><mn>2</mn><msub><mi>ρ</mi><mi>т</mi></msub></mrow></msqrt></mrow><mrow><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><mo>⋅</mo><mi>t</mi></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mn>3</mn></msup><mo>,</mo><msup><mrow><mtext> мм</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msup></mrow>
,
где µ - коэффициент расхода;
2
f - площадь поперечного канала форсунки (топливопровода), м;
т
3
ρ - плотность топлива, проливаемого через форсунку (топливопровод) при данной температуре, кг/м;
2
<mrow><mi>П</mi><mi>а</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>Н</mi><mrow><msup><mi>м</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>к</mi><mi>г</mi></mrow><mrow><mi>м</mi><mo>⋅</mo><msup><mi>с</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
Р - конечное давление воздуха в гидропневмоаккумуляторе,
;
t - время падения давления воздуха в гидропневмоаккумуляторе от заданного начального до заданного конечного, с.
1
-6
3
Например, если V=202·10 м, t=7c,
<mrow><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mn>5</mn><mtext> МПа</mtext><mo>=</mo><mtext>5</mtext><mo>⋅</mo><msup><mrow><mtext>10</mtext></mrow><mtext>6</mtext></msup><mfrac><mrow><mi>к</mi><mi>г</mi></mrow><mrow><mi>м</mi><mo>⋅</mo><msup><mi>с</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
,
<mrow><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mn>1</mn><mtext> МПа</mtext><mo>=</mo><mtext>1</mtext><mo>⋅</mo><msup><mrow><mtext>10</mtext></mrow><mtext>6</mtext></msup><mfrac><mrow><mi>к</mi><mi>г</mi></mrow><mrow><mi>м</mi><mo>⋅</mo><msup><mi>с</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>
т
3
ρ=830 кг/м, то для форсунки
<mrow><mi>μ</mi><mi>f</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>202</mn><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mrow><mo>−</mo><mn>6</mn></mrow></msup><mo>⋅</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><msqrt><mn>5</mn></msqrt><mo>−</mo><msqrt><mn>1</mn></msqrt></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mn>6</mn></msup><mo>⋅</mo><msqrt><mrow><mn>2</mn><mo>⋅</mo><mn>830</mn></mrow></msqrt></mrow><mrow><mn>5</mn><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mn>6</mn></msup><mo>⋅</mo><mn>7</mn></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mn>3</mn></msup><mo>=</mo><mn>0,29</mn><msup><mrow><mtext> мм</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msup></mrow>
.