汽车减振器设计特性仿真-油液大流量通过小孔

1.薄壁小孔的流量

图6-6所示为进口边做成刃口形的典型薄壁孔口。液体流经截面1—1时流速较低，流经小孔时产生很大的加速度，在惯性力的作用下向中心汇集，使流束收缩，收缩至孔口下游约d/2处（C—C截面处）为最小，C—C截面称为收缩断面，这种现象称为收缩现象。对于薄壁圆孔，当孔前通道直径D与小孔直径d之比D/d≥7时，流束的收缩作用不受孔前通道内壁的影响，这时的收缩称为完全收缩；当D/d＜7时，孔前通道对液流进入小孔起导向作用，此时收缩称为不完全收缩。

收缩截面面积A_c与小孔截面面积A₀之比称为收缩系数C_c，即

式中，A_c为收缩截面面积，；A₀为小孔截面面积，。

收缩系数取决于雷诺数、孔口及边缘形状、孔口离管道侧壁的距离等因素。对通道截面1—1和截面C—C应用伯努利方程，求得流经薄壁小孔的流速为

式中，Δp为小孔前后压差，Δp=p₁-p_c；ξ为油液动能修正系数；α_c为C—C截面的动能修正系数，α_c=1；C_v为速度系数，，当α_c=1时，。

根据流量连续性方程，可求得通过薄壁小孔的流量为

(www.xing528.com)

式中，ε为流量系数，ε=C_vC_c。

流量系数由实验确定，当完全收缩时，ε=0.61～0.62；当不完全收缩时，ε=0.7～0.8。薄壁小孔沿程阻力损失非常小，通过小孔的流量与粘度无关，即流量对油温的变化不敏感。因此，液压系统中常采用薄壁小孔作为节流元件。

2.短孔的流量

短孔的流量公式仍为式（6-49），但流量系数不同，一般取ε=0.82。短孔易加工，故常用作固定节流器。

3.细长孔的流量

液体流过细长孔时，一般为层流状态，流量可用前面已推导的圆管层流时的流量公式（6-29）确定，即

式中，。

由式（6-50）可知，液体流经细长孔的流量与小孔前后压差成正比，且受温度、孔长及孔径的影响较大，流量不稳定。因此，细长孔主要用作固定节流孔和阻尼器。