理论教育 车辆悬架压力损失与叠加原理

车辆悬架压力损失与叠加原理

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:可知,圆管的沿程压力损失与油液动力粘度ρ和管路长度l成正比,与管径d成反比。如果管路主要是沿程损失,则将局部阻力系数折算成一个适当长度的沿程阻力损失。因此,在减振器参数设计和特性分析时,要考虑流通面突然变大、缩小,以及流液方向改变等局部压力损失,并将各局部压力损失进行叠加。

车辆悬架压力损失与叠加原理

1.沿程压力损失

(1)层流沿程损失 油液流经直径为d的圆管的沿程压力损失可表示为

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式中,λ1为层流沿程阻力系数,978-7-111-37229-5-Chapter08-19.jpgv为油液运动粘度;l为管路长度Re雷诺数

可知,圆管的沿程压力损失与油液动力粘度ρ和管路长度l成正比,与管径d成反比。

(2)紊流沿程压力损失 紊流沿程压力损失与层流沿程压力损失的计算公式是一样的,只是紊流沿程阻力系数不同,因此,紊流压力损失可直接表示为

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式中,λ2为紊流沿程阻力系数。光滑管只与Re有关;粗糙管还与管道粗糙度Δ有关。

对于光滑管:λ2=0.3164Re-0.25 (2.3×103<Re<105

λ2=0.032+0.221 Re-0.237 (105<Re<3×106

对于粗糙管:λ2=[1.14+2lg(d/Δ)]-2Re>3×106

2.局部压力损失

局部损失是指由于油液方向和流速发生急剧变化,局部区域出现旋涡而产生能量损失,局部压力损失表示为

p=ζρv2/2 (8-11)

式中,ζ为局部阻力系数。

下面介绍减振器设计和特性分析中,常见的几种局部阻力系数ζ。

(1)突然扩大 管道局部过流断面由A1扩大A2,由包达定理得到的理论公式为

ζ=(A2/A1-1)2或ζ=(1-A2/A12 (8-12)

突然扩大局部阻力系数,经过阿切尔(Archer)精密仪器测试认定,该局部扩大阻力系数是准确、可靠的。(www.daowen.com)

(2)突然缩小 当油液突然进入小管道A2时,形成一个过流断面最小的收缩断面Ac,且

Ac/A2=Cc<1 (8-13)

Cc称为断面收缩系数,突然缩小的局部阻力系数ζ与断面收缩系数Cc有关。在不同结构下的断面收缩系统Cc和局部阻力系数ζ见表8-1。

表8-1 不同结构下的断面收缩系数Cc与局部阻力系数ζ

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(3)弯管和折管 弯管和折管的流动现象十分复杂。由于流动惯性,在弯管和折管的内侧往往流线分离而形成涡流。威斯巴赫通过试验总结出了弯管和折管角度为θ的阻力系数。

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式中,d为管道直径;R为拐角半径;θ为折管角度。

对于油液突然改变流向的局部阻力系数,可按折管阻力系数分析计算。

3.节流压力损失叠加原理

压力损失叠加原理为,总压力损失等于所有沿程和局部压力损失之和,即

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为了计算方便,有时将式(8-16)进行转换。如果管路主要是沿程损失,则将局部阻力系数折算成一个适当长度的沿程阻力损失。当管路主要是局部损失时,再将沿程阻力系数折算成局部损失。沿程与局部阻力系数相互折算的关系式分别为

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式中,le为局部阻力的当量管长;ζe为沿程阻力的当量局部阻力系数。

因此,在减振器参数设计和特性分析时,要考虑流通面突然变大、缩小,以及流液方向改变等局部压力损失,并将各局部压力损失进行叠加。

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