Engineering
Гидромотор
Питайте гидромотор постоянного рабочего объёма от линии 150 бар через входное отверстие и сливайте через другое: на свободном ходу он устанавливается там, где два дросселя и трение съедают давление питания, — скорость этого баланса в замкнутой форме. Нагрузите тормоз и прочитайте, как растёт перепад давления, пока D dp / 2 pi не сравняется с тормозом и трением; нагрузите сверх момента питания — и он остановится. Крутите вал снаружи — машина станет насосом и поднимет выход над входом; крутите быстрее, чем может подать вход, — входная линия опустеет до давления пара, а недостача запишется как кавитация. Работа питания и внешняя работа сводятся с дросселированием, утечками, теплом и запасённой энергией.
Что происходит
Шестерённый мотор 50 см³ за оборот стоит между входной линией, питаемой от 150 бар через отверстие, и выходной, сливающейся через другое. Камеры пропускают D·ω/2π, идеальный момент равен D·Δp/2π, межпортовые и корпусные утечки стравливают линии, кулоновское трение держит состояние покоя, тормоз и внешний момент нагружают вал. Симплектический подшаг 20 мкс берёт расход камер при скорости середины шага и момент при давлениях середины шага, так что гидравлический и механический балансы сходятся точно; когда обгоняющая нагрузка просит больше, чем может подать входное отверстие, входная линия опустевает до давления пара, а недостача записывается как кавитация.
Что попробовать
Дайте мотору свободный ход и сравните с формулой скорости; нагружайте тормоз до остановки; затем крутите вал снаружи и смотрите, как он становится насосом, и сильнее — до кавитации входа.
Модель и её ограничения
Сосредоточенные линии с постоянным модулем упругости, ламинарные утечки, турбулентные отверстия, пар при нулевом абсолютном давлении без динамики выделения, жёсткий вал. КПД — этой идеализированной машины.
Уравнения модуля
Уравнения Q_m = D·ω/2π, T_i = D·(p_in − p_out)/2π Q_in = C_d·A_in·√(2(p_s − p_in)/ρ), Q_out = C_d·A_out·√(2p_out/ρ) J·dω/dt = T_i + T_ext − T_f·sgn ω − T_b·sgn ω − c·ω p_s·Q_in + T_ext·ω = ΔE_k + ΔE_p + Q_in_loss + Q_out_loss + Q_leak + Q_cav + Q_heat
