Trước đây, sensor áp suất việc lắp đặt ở ngay van phân phối. Điều này thuận lợi cho việc chế tạo, lắp đặt, bảo quản. Tuy nhiên ta thấy rằng: Lực tác dụng lên mẫu thử phụ thuộc vào áp suất dầu trong kích, do vậy sensor áp suất lắp càng gần kích thì độ chính xác càng cao, vị trí lắp sensor cũng là yếu tố ảnh hưởng đến dao động của áp suất hệ thống, cũng như gây ra sai số trong phép đo.
Hình 4.14. Sơ đồ thủy lực TBTNGCTTL lắp 2 sensor áp suất
Ta có: P1 = P2+ Pca (4.8)
Trong đó: P1: áp suất hệ TĐTL đo tại vị trí sensor 1, Pa; P2: áp suất hệ TĐTL đo tại vị trí sensor 2, Pa;
Pca: tổn thất áp suất trên đường ống cao áp, Pa;
Theo [52], ta có: Trong đó: �ca = 10. 2g S V2 d1 (4.9)
g: Gia tốc trọng trường (m/s2); v: Vận tốc trung bình của dầu (m/s); ξ: Hệ số tổn thất cục bộ;
l: Chiều dài ống dẫn (m); d1: Đường kính ống dẫn (m);
Đối với thiết bị TNGTTTL, việc đo lực được thực hiện gián tiếp qua đo áp xuất của XLTL. Chính vì vậy, với cách lắp sensor áp suất tại vị trí 1 như hiện nay, áp suất đo được so với áp suất thực tế trong khoang cao áp của xi lanh sẽ chênh lệch nhau một giá trị là �ca như (4.9). Điều đó sẽ gây ra sai số trong việc thử nghiệm.
Để kiểm chứng, ta lắp thêm thiết bị đo tốc độ dòng dầu như sơ đồ Hình 4.14, với chiều dài đường ống l = 10m và đường kính trong của tuy ơ thủy lực d1 = 6,4mm; thay đổi tốc độ dịng CLCT ta có bảng thơng số về độ chênh áp giữa hai vị trí lắp sensor như sau:
Hình 4.15. Đồ thị tổn thất áp suất - sai số đo phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy
Từ đồ thị 4.15 ta thấy khi vận tốc dịng chảy của CLCT càng lớn thì độ chênh lệch áp suất giữa hai vị trí lắp sensor càng lớn, dẫn đến sai số (%) đo đạc càng lớn. Khi vận tốc CLCT tại v=6,21m/s, chênh lệch lớn nhất giữa hai vị trị lắp sensor lên đến 15,88 bar tương ứng với sai số lên đến 3,18%. Điều này làm ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo.
Hơn nữa, từ biểu thức 4.9 ta thấy khi lắp sensor ở sau van phân phối, thì sai số áp suất đo không chỉ phụ thuộc vào tốc độ dòng CLCT (lưu lượng) mà còn bị ảnh hưởng bởi đường kính trong của tuy ơ thủy lực và chiều dài ống dẫn.
Hình 4.16. Đồ thị tổn thất áp suất - Đường kính ống- lưu lượng CLCT
Hình 4.16 cho thấy, cùng một mức lưu lượng, đường kính tuy ơ càng lớn thì tổn thất áp suất càng giảm.
Khi đặt sensor áp suất gần hệ xy lanh thuỷ lực thì hạn chế được ảnh hưởng của đường ống thuỷ lực. Đối với thiết bị thử nghiệm gối cầu 8000 tấn của Viện Khoa học và Công nghệ GTVT, giải pháp này làm biên độ dao động áp suất của hệ thống thuỷ lực khi làm việc giảm lên đến 3,18% so với đặt tại đầu ra của van phân phối thuỷ lực.
* Để chứng minh tính hiệu quả của giải pháp, NCS tiến hành thực nghiệm kiểm tra.
Trong trường hợp này, 2 sensor đo áp suất ở 2 vị trí khác nhau được lắp đặt: ở gần xi lanh và ở sau van phân phối với độ dài đường ống L=10 m.
Dao động áp suất đo được ở sensor áp suất lắp sau van phân phối thể hiện ở hình 4.17
Hình 4.17. Biểu đồ dao động áp suất sau van phân phối
Dao động áp suất đo được ở sensor áp suất lắp gần xi lanh thể hiện ở hình 4.18
So sánh biểu đồ dao động áp suất xét ảnh hưởng đường ống
Hình 4.19. Biểu đồ dao động áp suất ở gần xi lanh và sau van phân phối
Nhận xét:
- Qua hình 4.17, 4,18, ta thấy, biên độ dao động áp suất trung bình ở vị trí lắp gần xi lanh sẽ nhỏ hơn ở xa xi lanh. Biên độ dao động lớn nhất ở hình 4.17 là (7÷8)x105 Pa trong khi biên độ dao động lớn nhất ở hình 4.18 là (3÷5)x105 Pa.
- Qua hình 4.19, ta thấy đường ống có ảnh hưởng rõ rệt đến dao động áp suất. Ở vị trí sensor lắp sau van phân phối, cách xi lanh 10m ta thấy biên độ dao động áp suất đo được lớn hơn so với vị trí sensor lắp gần xi lanh.