VISUALIZATION OF HYDRODYNAMIC PROCESSES IN A TWO-PIPE HYDRAULIC SHOCK ABSORBER IN THE STUDY OF THE CAVITATION TRANSFER PHENOMENON

Анотація

В статті розглянуто робочі процеси, які виникають в камерах двотрубного гідравлічного амортизатора під час його роботи, такі як потік робочої рідини через поршневий клапан, викликаний перепадом тисків між робочими камерами. При протіканні робочої рідини через клапанно-дросельний тракт в дросельному режимі роботи, де задіяні лише калібровані отвори, гідродинамічна кавітація проявлялася в нерозвиненій формі, що відповідає швидкості руху поршню приблизно 0,25 м/с. Слід відмітити, що при роботі в клапанному режимі, коли рідина перетікає через відкриті клапани у критичних та наближених до критичних режимах роботи гідравлічного амортизатора, виникає розвинена гідродинамічна кавітація. В зв'язку з цим виникає двофазний потік, який обумовлений наявністю повітря, що призводить до зниження зусилля опору та погіршення ефективності гасіння коливань гідравлічним амортизатором. Для забезпечення розширення діапазону ефективної роботи уточнено режими роботи при яких виникає гідродинамічна кавітація. Одним з ефективних методів фіксації виникнення гідродинамічної кавітації є візуалізація робочих процесів в камерах гідравлічного амортизатора. Розроблений експериментальний стенд та виготовлений дослідний зразок дозволили провести необхідні експериментальні дослідження та встановити режими роботи і глибину виникнення кавітації. Дослідження роботи поршневого клапана шляхом візуалізації потоку в режимі «відбій» дозволили отримати залежності коефіцієнта витрати від числа Рейнольдса та температури, представлені в діапазоні тисків 1–4 МПа. Експериментальне дослідження враховує і зміну в'язкості рідини в інтервалі температур від 20 °С до 50 °С. Результати експериментального дослідження показали найбільш слабкі елементи поршневого клапана, також їх аналіз дозволив визначити критичні параметри, при яких виникає гідродинамічна кавітація в амортизаторі. Дослідження в подальшому дозволять модернізувати конструкцію клапанно-дросельного тракту для запобігання передчасному виникненню гідродинамічної кавітації з врахуванням зміни в'язкості робочої рідини та умов експлуатації. В результаті розширення діапазону ефективної роботи та розробки закону керування провідністю дроселів з урахуванням кавітаційних явищ та зміни реологічних властивостей рідини гідравлічного амортизатору дозволить розробити технічне рішення, що дозволить стабілізувати робочу характеристику гідравлічного амортизатора.