Bu tədqiqat xarici dişli nasoslarda dişlinin yan səthi ilə hərəkətli yan burç arasında cəmi bir neçə mikrometr qalınlığa malik yağ təbəqəsinin dinamik sərtlik və sönümləmə davranışını üçölçülü hesablama maye dinamikası (CFD) üsulu ilə araşdırır. Tədqiqatın xüsusilə diqqət yetirdiyi sahə nasosun sorma tərəfidir; çünki burcun meyillənməsi səbəbindən minimum oxboyu boşluğun bu sahədə yarandığı və yağ təbəqəsinin iş şəraitindəki dəyişikliklərə daha həssas hala gəldiyi qəbul edilir.

Xarici dişli nasos işləyərkən dişlinin fırlanması yağ təbəqəsində sürüşmə (sliding/Couette) axını yaradır. Eyni zamanda üzən burcun dişliyə doğru mikrometrik hərəkəti boşluğu daraldaraq sıxılma təbəqəsi (squeeze-film) effekti meydana gətirir. İş bu iki mexanizmin birlikdə yaratdığı hidrodinamik təzyiqin yay və amortizator kimi davranıb-davranmadığını və səthə əlavə olunan mikro çuxurların bu davranışı necə dəyişdirdiyini araşdırır.

Üçölçülü CFD modeli bir dişi və ona uyğun burç sektorunu təmsil edir. Diş ilişmə sahəsindən sorma tərəfinə doğru təxminən 90° irəlilədikcə diş–burç boşluğu təxminən 6 µm azalır. Simulyasiyada ISO VG46 yağı istifadə edilmiş; 50 °C-də sıxlıq 850 kg/m³ və dinamik özlülük 0,039 Pa·s qəbul edilmişdir.

İki müxtəlif səth teksturası müqayisə edilmişdir: daha aşağı tekstura sıxlığına malik 3-sıralı mikro-çuxur və daha yüksək tekstura sahəsinə malik 5-sıralı mikro-çuxur quruluşu. Nəticələr göstərir ki, boşluq kiçildikcə yağ getdikcə daha çox qapanır, hidrodinamik təzyiq yüksəlir və yağ təbəqəsinin effektiv sərtliyi ilə sönümləməsi güclü şəkildə artır.

Lakin daha çox mikro-çuxur avtomatik olaraq daha yaxşı dinamik performans verməmişdir. 5-sıralı tekstura effektiv orta boşluğu bir qədər böyütmüş, pik hidrodinamik təzyiqi və yükdaşıma qabiliyyətini azaltmış; nəticədə sərtlik və sönümləmə dəyərləri ümumilikdə 3-sıralı quruluşa nisbətən daha aşağı qalmışdır. Tədqiqatçılar buna görə səth teksturasının yalnız sürtünməni və ya yağlamanı yaxşılaşdıracaq qədər artırılmasının kifayət etmədiyini; oxboyu sabitliyi təmin edəcək yağ təbəqəsi dəstəyinin də qorunmalı olduğunu vurğulayırlar.

İşin digər mühüm nəticəsi yağ təbəqəsinin sadə və sabit əmsallı viskoz amortizator kimi davranmamasıdır. Sönümləmə; boşluq hündürlüyündən, sıxılma sürətindən, nasos dövr sayından və xüsusilə sıxılma hərəkətinin sürətlənib-sürətlənməməsindən asılıdır. Buna görə mənbə sorma tərəfdəki yağ təbəqəsini xətti olmayan və təcildən asılı amortizator kimi xarakterizə edir.

2500 rpm şəraitində orta sıxılma sürəti 0,9 mm/s və mikrohərəkət tezliyi 1000 Hz; 4500 rpm şəraitində isə 1,6 mm/s və 1800 Hz istifadə edilmişdir. Hər iki halda tətbiq olunan ümumi boşluq dəyişməsi 5,4 µm-dir.

Nəticələr yalnız CFD hesablamalarına əsaslanır. Təbəqə səviyyəsində birbaşa eksperimental yoxlama aparılmamışdır. Bundan başqa modeldə boşluq fasiləsiz bağlanır və səthlər bir-birindən ayrılmadığı üçün kavitasiya yaranmır. Buna görə əldə edilən sərtlik və sönümləmə xəritələri yalnız tədqiqatda müəyyən edilmiş tam təbəqəli, kavitasiyasız hidrodinamik iş rejimini təmsil edir.

Türkiyə baxımından: İş Türkiyədəki konkret nasos istehsalçısı, hidravlik sistem və ya sahə tətbiqi üzərində aparılmamışdır. Bununla belə metod; Türkiyədə xarici dişli nasos, hidravlik güc qurğusu və həssas yağlanan maşın elementləri hazırlayan tədqiqat və layihələndirmə qrupları üçün mühüm mühəndislik yanaşması təqdim edir. Xüsusilə burç səthinə tətbiq ediləcək mikro teksturanın yalnız statik sürtünmə baxımından deyil, yağ təbəqəsinin oxboyu sərtlik və sönümləmə xarakteristikası baxımından da qiymətləndirilməsi layihələndirmə işlərində nəzərdən keçirilə bilər. Lakin real nasos layihəsinə tətbiq üçün istifadə olunan yağın temperaturdan asılı xüsusiyyətləri, real burç deformasiyası, səth toleransları, kavitasiya, təzyiq paylanması, aşınma və nasos səviyyəsində eksperimental performans ayrıca yoxlanmalıdır.

Xarici dişli nasosda bir neçə mikrometrlik boşluq niyə bu qədər vacibdir?

Xarici dişli nasoslarda dişlilərin yan səthləri ilə lateral burçlar arasında çox nazik yağ təbəqəsi yerləşir. Bu boşluğun iki zidd vəzifəsi var: fırlanan hissələrin metal-metal təmasını önləyəcək kifayət qədər yağlama təmin etmək və eyni zamanda nasos daxilindəki sızmaları məhdudlaşdırmaq.

Boşluq həddən artıq böyüdükdə yağ təbəqəsinin hidrodinamik dəstəyi azala bilər. Həddən artıq kiçildikdə isə səthlər bir-birinə yaxınlaşaraq qarışıq yağlama və səth zədəsi riskini artıra bilər.

Tədqiqatın diqqət mərkəzində buna görə yalnız “boşluq nə qədərdir?” sualı dayanmır. Daha vacib sual boşluq bir neçə mikrometr dəyişdikdə yağ təbəqəsinin tətbiq etdiyi qüvvənin nə qədər dəyişdiyi və hərəkət zamanı nə qədər sönümləmə yaratdığıdır.

Sorma tərəfi niyə seçilib?

Mənbədəki modelə görə üzən burç nasos daxilində hidrostatik qüvvə tarazsızlığı və səthlər arasındakı təzyiq fərqlərinin yaratdığı əyilmə momenti səbəbindən dişliyə doğru hərəkət edir.

Burcun meyillənməsi nəticəsində minimum boşluq sorma tərəfində yaranır. Bu sahə eyni zamanda aşağı təzyiqli olduğuna görə yağ təbəqəsi iş şəraitindəki dəyişikliklərə daha həssasdır.

Diş ilişmə sahəsindən sorma tərəfinə doğru təxminən 90° hərəkət edərkən oxboyu boşluq maksimum \(h_{max}\) dəyərindən minimum \(h_{min}\) dəyərinə doğru azalır. Mənbədə bu keçid zamanı boşluq dəyişməsi təxminən 6 µm olaraq verilir.

Sürüşmə və sıxılma eyni anda baş verir

Dişlinin fırlanması yağ təbəqəsinin bir səthinin digər səthə nisbətən hərəkət etməsinə səbəb olur. Bu, Couette tipli sürüşmə axını yaradır.

Eyni zamanda burç oxboyu istiqamətdə dişliyə yaxınlaşdıqda yağ təbəqəsi sıxılır. Yağın daralan sahədən çıxmağa çalışması əlavə hidrodinamik təzyiq yaradır. Bu ikinci mexanizm squeeze-film effektidir.

Ümumi dinamik dəstək bu iki mexanizmin birləşməsindən yaranır:

• sərtlik komponenti: boşluq hündürlüyü dəyişdikdə hidrodinamik qüvvənin nə qədər dəyişdiyi,
• sönümləmə komponenti: yağın sıxılma hərəkətinin sürətinə qarşı yaratdığı müqavimət.

3B CFD modeli necə qurulub?

Hesablama xərcini məhdud saxlayaraq mikrometrik axın quruluşunu həll etmək üçün bütün nasos əvəzinə tək bir diş və ona uyğun lateral burç sahəsi modelləşdirilmişdir.

Hesablama sahəsi üç əsas hissədən ibarətdir:

• fırlanan dişli səthi,
• sabit, lakin oxboyu sərhəd hərəkəti tətbiq olunan teksturalı və ya hamar burç səthi,
• iki səth arasındakı yağ həcmi.

Modeldə istifadə edilən yağ ISO VG46-dır:

Reynolds tənliyi

Nazik yağ təbəqəsində təzyiq yaranması Reynolds tənliyi ilə ifadə edilir. Mənbədə verilən ümumi üçölçülü forma:

\[ \frac{\partial}{\partial x} \left( \frac{\rho h^3}{12\mu} \frac{\partial p}{\partial x} \right) + \frac{\partial}{\partial y} \left( \frac{\rho h^3}{12\mu} \frac{\partial p}{\partial y} \right) = \frac{\partial}{\partial x} \left( \frac{\rho h u}{2} \right) + \frac{\partial}{\partial y} \left( \frac{\rho h v}{2} \right) + \rho\frac{\partial h}{\partial t} \]

şəklindədir.

Sorma tərəfində araşdırılan şəraitdə sıxlıq dəyişməsi %0,5-dən az qaldığı üçün yağ sıxılmayan qəbul edilmişdir. Sərt səth fərziyyəsi ilə tənlik:

\[ \frac{\partial}{\partial x} \left( \frac{h^3}{12\mu} \frac{\partial p}{\partial x} \right) + \frac{\partial}{\partial y} \left( \frac{h^3}{12\mu} \frac{\partial p}{\partial y} \right) = \frac{u}{2}\frac{\partial h}{\partial x} + \frac{v}{2}\frac{\partial h}{\partial y} + \frac{\partial h}{\partial t} \]

formasına endirilir.

Sıxılma sürəti:

\[ w=\frac{\partial h}{\partial t} \]

kimi təyin edilmişdir.

Yağ təbəqəsi niyə yay kimi davranır?

Hidrodinamik sərtlik, boşluq hündürlüyündəki kiçik dəyişməyə qarşı yağ təbəqəsi qüvvəsinin nə qədər dəyişdiyini göstərir:

\[ k(h)=\frac{\partial W}{\partial h} \]

Rəqəmsal hesablamada ardıcıl qüvvə dəyərlərindən istifadə edilərək:

\[ K(\bar{h})= \frac{W_{d1}(h_1)-W_{d2}(h_2)} {h_1-h_2} \]

əlaqəsi tətbiq edilmişdir.

Sərtlik hesabında boşluq hündürlüyü 0,5 µm addımlarla dəyişdirilmiş və yalnız dişlinin sürüşmə hərəkəti nəzərə alınmışdır.

Yağ təbəqəsi niyə amortizator kimi davranır?

Sönümləmə əmsalı hidrodinamik qüvvənin yaxınlaşma/sıxılma sürətinə həssaslığını ifadə edir:

\[ D(h,v)=\frac{\partial W_d}{\partial v} \]

Rəqəmsal olaraq:

\[ D(\bar{h},\bar{v})= \frac{W_{d1}(h_1,v_1)-W_{d2}(h_1,v_2)} {v_1-v_2} \]

əlaqəsindən istifadə edilmişdir.

Burcun real iş zamanı təzyiq dalğalanmaları səbəbindən edə biləcəyi mikrohərəkəti təmsil etmək üçün nominal yaxınlaşma hərəkətinin üzərinə harmonik pozuntu əlavə edilmişdir:

\[ h(t)=h_0(t)-a\sin(\omega t) \]

İki iş şəraiti

Keçici analizdə boşluq təxminən 8,5 µm-dən 3,1 µm-ə fasiləsiz olaraq bağlanır. Sürət salınımlı olsa da müsbət qaldığı üçün burç heç bir mərhələdə dişlidən uzaqlaşmır.

Kavitasiya niyə yaranmadı?

Mənbə modelində sıxılma sürəti bütün simulyasiya boyunca eyni istiqamətdədir və səthlər arasında ayrılma fazası yoxdur. Bu şəraitdə yerli təzyiq buxarlanma təzyiqindən aşağı düşmədiyi üçün kavitasiya başlamamışdır.

Beləliklə bu iş kavitasiyalı nasos rejimini araşdırmır. Nəticələrdəki sərtlik və sönümləmə əmsalları tam təbəqəli hidrodinamik rejimə aiddir.

Sönümləmə hesabında niyə filtrləmə aparılıb?

Anlıq sönümləmə sonlu fərqlə:

\[ D(t_i)\approx \frac{W_{i+1}-W_{i-1}} {v_{i+1}-v_{i-1}} \]

kimi hesablanmışdır.

Sıxılma sürətindəki dəyişiklik sıfıra yaxınlaşdıqda məxrəc çox kiçik olduğuna görə hesablama rəqəmsal səs-küyə həddən artıq həssas olur. Tədqiqatçılar buna görə:

• \(|a|<2\ \mathrm{m/s^2}\) olan nümunələri çıxarmış,
• \(a>2\ \mathrm{m/s^2}\) dəyərlərini sürətlənən sıxılma,
• \(a<-2\ \mathrm{m/s^2}\) dəyərlərini yavaşıyan sıxılma

olaraq iki ayrı qrupa bölmüşdür.

Bundan əlavə sönümləmə xəritələri hazırlanarkən yalnız müsbət anlıq sönümləmə əmsalları saxlanılmışdır. Bu məlumat emalı qərarı nəticələrin şərhində nəzərə alınmalıdır; xəritələr bütün xam sonlu-fərq nəticələrinin işarəsi qorunmuş tam paylanmasını təmsil etmir.

Şəbəkə müstəqilliyi niyə kritikdir?

Yağ təbəqəsi cəmi bir neçə mikrometr qalınlığında olduğuna görə boşluq boyunca istifadə edilən element sayı hesablanan təzyiq və qüvvəyə böyük təsir göstərə bilər.

İşdə 4, 7, 9 və 11 qatlı dörd şəbəkə müqayisə edilmişdir.

Dörd qatlı şəbəkə istinad qüvvəsinin yalnız %75-ni verdiyi halda yeddi qatlı şəbəkə %95-ə çatmışdır. Doqquz qat istinad qəbul edilmiş, 11 qata keçid normallaşdırılmış qüvvəni yalnız 1,00-dan 1,02-yə dəyişdirmişdir.

Buna görə tədqiqatçılar hesablama xərci ilə həll həssaslığı arasında tarazlıq yaratmaq üçün 1.113.346 element və boşluq boyunca doqquz qat olan şəbəkəni sonrakı CFD analizlərində istifadə etmişdir.

Zaman həlli

Keçici simulyasiyalarda ikinci dərəcəli implicit zaman inteqrasiyası və adaptiv zaman addımı istifadə edilmişdir. Courant sayı 0,9–0,95 intervalında saxlanılmışdır.

Axın niyə laminar qəbul edildi?

Araşdırılan ən yüksək dövr olan 4500 rpm-də, yuxarı sürət həddi təxminən 18 m/s qəbul edildikdə 5 µm boşluq üçün Reynolds sayı təxminən 1,96; 3 µm boşluq üçün isə təxminən 1,17 hesablanmışdır.

Bu dəyərlər keçid sahəsindən xeyli aşağı olduğuna görə modeldə RANS və ya LES turbulentlik modeli istifadə edilməmiş, axın laminar qəbul edilmişdir.

Təzyiq sahəsində mikro çuxurlar nə edir?

3,5 µm boşluqda aparılan müqayisələrdə ən yüksək təzyiqlər mayenin çıxmasının daha çətin olduğu dişlinin mərkəzi sahəsinə yaxın yaranmışdır. Mikro çuxurlar arasında yerli olaraq qapanan yağ da yük dəstəyinə töhfə verir.

Bununla belə 5-sıralı mikro-çuxur quruluşunun pik təzyiqi 3-sıralı dizayndan daha aşağıdır. Tədqiqatçılar bunu daha sıx teksturanın effektiv orta boşluğu böyütməsi ilə izah edirlər.

2500 rpm-dən 4500 rpm-ə yüksəldikdə sürüşmədən qaynaqlanan təzyiq yaranması güclənmiş və yağ təbəqəsində ümumi təzyiq səviyyəsi yüksəlmişdir.

Mikro çuxurların daxilində burulğanlar yaranır

2500 rpm və 3,5 µm boşluq üçün təqdim olunan sürət sahəsində yağ təbəqəsi boyunca gözlənilən Couette profili görünür: ən yüksək sürət fırlanan dişli səthindədir və sabit burca yaxınlaşdıqca sürət sıfıra doğru azalır.

Mikro çuxur boşluqlarında isə əsas sürüşmə axınının həndəsə ilə qarşılıqlı təsiri kiçik yerli resirkulyasiya/burulğan sahələri yaradır. Bu strukturlar yerli təzyiq paylanmasını dəyişdirərək teksturalı səthin hidrodinamik davranışına töhfə verir.

Boşluq kiçildikdə qüvvə niyə sürətlə yüksəlir?

Mənbə Şəkil 11-də mütləq qüvvə dəyərləri kommersiya məxfiliyi səbəbindən verilməmiş və qüvvə maksimum dəyərə görə normallaşdırılmışdır.

Boşluq təxminən 6,5 µm-dən yuxarı olduqda hidrodinamik qüvvə clearance dəyişməsinə daha yavaş reaksiya verir. Təxminən 5 µm-dən aşağı düşdükdə isə kiçik bir boşluq azalması belə hidrodinamik yükü nəzərəçarpacaq dərəcədə artırır.

Bu dəyişiklik yağın dar sahədə güclü şəkildə qapandığını və təbəqə davranışının xətti yaydan fərqli olduğunu göstərir.

Sərtlik nəticəsi

Şəkil 12-də hidrodinamik sərtlik boşluq maksimumdan minimuma doğru azaldıqca kəskin şəkildə artır.

Bu davranış layihələndirmə baxımından iki tərəflidir. Minimum boşluğa yaxınlaşmaq üzən burç üçün daha güclü geri qaytarıcı hidrodinamik qüvvə yarada bilər; lakin eyni iş sahəsi qarışıq yağlama və səth zədəsi riskinin də ən yüksək olduğu sahədir.

Deməli məqsəd yalnız maksimum sərtlik əldə etmək deyil, kifayət qədər təbəqə qalınlığı ilə tələb olunan dinamik dəstəyi birlikdə qorumaqdır.

Keçici qüvvədə faza gecikməsi

Keçici analizdə sıxılma sürəti harmonik olaraq dəyişərkən qüvvə siqnalı həmin dəyişməyə dərhal cavab vermir. Mənbə sürət və qüvvə arasında nəzərəçarpacaq faza gecikməsi göstərir.

Xüsusilə sıxılma sürətinin sıfıra yaxınlaşdığı bəzi nöqtələrdə hidrodinamik qüvvə sıfıra düşmür. Bu, yağ təbəqəsinin anlıq sıxılma hərəkəti olmasa belə sonlu hidrodinamik sərtliyə malik olduğunu göstərir.

Faza gecikməsi isə sistemdə enerji dissipasiya edən viskoz/sönümləyici komponentin birbaşa göstəricisidir.

Sönümləmə niyə təcilin işarəsindən asılıdır?

Sürətlənən sıxılma ilə yavaşıyan sıxılma eyni boşluq və eyni sürət dəyərində belə eyni qüvvə tarixçəsinə malik deyil.

Sıxılma sürəti azalmağa başladıqda yağ təzyiqi dəyişikliyə dərhal uyğunlaşa bilmir. Təzyiq sahəsinin gecikmiş reaksiyası yavaşıma rejimində fərqli hidrodinamik müqavimət yaradır.

Buna görə iş sönümləməni yalnız:

\[ D=D(h,v) \]

kimi deyil, praktik şərh baxımından hərəkətin sürətlənmə/yavaşıma tarixindən də təsirlənən kəmiyyət kimi qiymətləndirir.

3-sıra, yoxsa 5-sıra?

Eyni boşluqda üçsıralı tekstura quruluşu beşsıralı quruluşa nisbətən ümumilikdə daha yüksək hidrodinamik dəstək təmin edir.

Mənbənin orta sönümləmə əyrilərində də müəyyən boşluq hündürlüyü üçün 3-sıralı tekstura uyğun 5-sıralı quruluşa nisbətən daim daha yüksək sönümləmə yaradır.

Səbəb daha sıx 5-sıralı teksturanın orta effektiv boşluğu bir qədər artırması, təzyiq yaranmasını azaltması və buna görə yağ təbəqəsinin yükdaşıma qabiliyyətini aşağı salmasıdır.

Bu nəticə “daha çox mikro-çuxur daha yaxşı yağlama performansı verir” kimi sadə dizayn fərziyyəsinin dinamik dəstək baxımından keçərli olmadığını göstərir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Tədqiqat dizaynı

İş tamamilə rəqəmsal CFD tədqiqatıdır və iki əsas analiz mərhələsi vardır:

1. stasionar analizlər: müxtəlif sabit boşluq hündürlüklərində hidrodinamik qüvvə hesablanaraq qüvvə–boşluq əlaqəsi və sərtlik çıxarılmışdır;
2. keçici analizlər: burcun nominal bağlanma hərəkətinə harmonik mikrohərəkət əlavə edilərək sürət–qüvvə əlaqəsi və sönümləmə əmsalları hesablanmışdır.

CFD proqramı və fiziki fərziyyələr

Rəqəmsal doğrulama

Şəbəkə müstəqilliyi tədqiqatında 4 qatdan 9 qata keçid normallaşdırılmış dişli qüvvəsini 0,75-dən 1,00-a yüksəltmişdir. Doqquz qatdan 11 qata keçiddə nəticə yalnız %2 artaraq 1,02 olmuşdur.

Buna görə doqquz qat və 1.113.346 elementdən ibarət şəbəkə əsas həll kimi seçilmişdir.

Qlobal kütlə qorunması bütün simulyasiyalarda izlənmiş və ANSYS CFX üçün 0,01 qorunma hədəfi tətbiq edilmişdir.

Əsas təzyiq nəticələri

• Boşluq kiçildikcə yağ daha çox qapanır və hidrodinamik təzyiq artır.
• Fırlanma sürətinin 2500 rpm-dən 4500 rpm-ə yüksəlməsi sürüşmədən qaynaqlanan təzyiq yaranmasını artırır.
• Ən yüksək təzyiqlər əsasən mayenin çıxışının daha məhdud olduğu mərkəzi sahədə yaranır.
• 5-sıralı tekstura daha böyük effektiv boşluq yaratdığı üçün 3-sıralı teksturaya nisbətən daha aşağı pik təzyiq yaradır.
• Mikro çuxurlar daxilində yerli resirkulyasiya strukturları təzyiq paylanmasını dəyişdirir.

Əsas qüvvə və sərtlik nəticələri

• Hidrodinamik yük boşluq böyüdükcə monoton şəkildə azalır.
• Təxminən 6,5 µm-dən yuxarı boşluqlarda qüvvənin clearance dəyişməsinə həssaslığı nisbətən aşağıdır.
• Təxminən 5 µm-dən aşağı sahədə çox kiçik boşluq dəyişiklikləri qüvvədə böyük dəyişiklik yaradır.
• Sərtlik boşluq kiçildikcə güclü şəkildə artır.
• Yağ təbəqəsi buna görə sabit əmsallı xətti yay kimi davranmır.
• Yüksək tekstura sahəsi hidrodinamik təzyiqi və buna görə effektiv sərtliyi azaldır.

Əsas keçici nəticələr

Keçici CFD analizində boşluq 8,5 µm-dən 3,1 µm-ə bağlanarkən sıxılma sürətində altı nəzərəçarpan salınım yaranmışdır.

Qüvvə ümumilikdə statik qüvvə–boşluq meylini izləmiş; lakin harmonik sürət dəyişikliyi qüvvə üzərində yerli piklər yaratmışdır.

Sürət ilə qüvvə arasındakı faza fərqi yağ təbəqəsinin dissipativ davranışını göstərir. Boşluq kiçildikcə həm qüvvə salınımının böyüklüyü, həm də yağ təbəqəsinin dinamik təsiri artır.

Əsas sönümləmə nəticələri

• Sönümləmə əmsalı boşluq kiçildikcə nəzərəçarpacaq dərəcədə artır.
• 3-sıralı tekstura eyni boşluqda 5-sıralı teksturaya nisbətən daha yüksək orta sönümləmə təmin edir.
• Sönümləmə yalnız boşluq və sıxılma sürətindən deyil, təcilin müsbət və ya mənfi olmasından da asılıdır.
• Yavaşıyan sıxılmada yağ təzyiqinin gecikmiş reaksiyası fərqli dinamik müqavimət yaradır.
• Ən yüksək sönümləmə dəyərləri ən kiçik boşluqların olduğu güclü squeeze-film sahəsində yaranır.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Sorma tərəfindəki dişli–burç yağ təbəqəsi xətti olmayan hidrodinamik yay davranışı göstərə bilər.
• Yağ təbəqəsi eyni zamanda hərəkət tarixçəsindən və təcil rejimindən asılı xətti olmayan amortizator kimi davranır.
• Nasosun fırlanma sürəti təzyiq yaranmasına və hidrodinamik qüvvəyə təsir edir.
• Minimum boşluğa yaxınlaşdıqca sərtlik və sönümləmə nəzərəçarpacaq dərəcədə yüksəlir.
• Daha yüksək tekstura sıxlığı araşdırılan dizaynlarda effektiv boşluğu böyütmüş və dinamik yük dəstəyini azaltmışdır.
• 3-sıralı tekstura eyni boşluqda 5-sıralı teksturaya nisbətən daha yüksək orta sönümləmə göstərmişdir.
• Əldə edilən sərtlik və sönümləmə xəritələri xarici dişli nasosun daha sadə lumped-parameter dinamik modellərinin hazırlanmasında istifadə oluna biləcək rəqəmsal giriş təmin edə bilər.

Tədqiqatın sübut etmədiyi nəticələr

• 3-sıralı teksturanın bütün xarici dişli nasoslarda ümumilikdə ən yaxşı səth dizaynı olduğu sübut edilməmişdir.
• CFD-dən əldə edilən təbəqə səviyyəli sərtlik və sönümləmə əmsalları birbaşa eksperimental olaraq ölçülməmişdir.
• Kavitasiya olan iş şəraitində eyni əmsalların keçərli olduğu göstərilməmişdir.
• Səth və gövdə deformasiyalarının nəticələrə təsiri bu sərt səth modelində həll edilməmişdir.
• Yağın temperaturdan asılı özlülük dəyişməsi ətraflı termal modellə birlikdə araşdırılmamışdır.
• İş nasosun ümumi həcm və ya hidro-mexaniki səmərəliliyini birbaşa eksperimental olaraq ölçmür.
• Uzunmüddətli aşınma ömrü və ya real sahə dayanıqlılığı bu modellə təsdiqlənməmişdir.
• Teksturanın sürtünmə, sızma, aşınma və dinamik sabitliyə bütün təsirlərinin birgə optimumu müəyyən edilməmişdir.

Əsas məhdudiyyətlər

Ən mühüm məhdudiyyət təbəqə səviyyəsində birbaşa eksperimental doğrulamanın olmamasıdır. Tədqiqatçılar mikrometrik clearance səbəbindən bunu birbaşa həyata keçirməyin çətin olduğunu və nəticələrin əvvəlki təcrübələrdə müşahidə olunan nasos meylləri ilə fiziki uyğunluq əsasında qiymətləndirildiyini bildirirlər.

İkinci mühüm sərhəd hazırkı model çərçivəsində kavitasiyanın olmamasıdır. Mənbə çoxfazalı kavitasiya modelləşdirməsinin dinamik əmsallara təsirini gələcək tədqiqata saxlayır.

Üçüncü olaraq, statik hidrodinamik qüvvə mütləq vahidlərlə dərc edilməmiş və məxfilik səbəbindən maksimum qüvvəyə normallaşdırılmışdır. Buna görə Şəkil 11-dən nasosun real mütləq yükdaşıma qüvvəsini çıxarmaq olmaz.

Dördüncü olaraq, anlıq sönümləmə hesablarında aşağı təcilli nöqtələr və mənfi anlıq sönümləmə dəyərləri filtrlənmişdir. Bu seçim rəqəmsal qeyri-sabitliyi azaltmaq üçün edilib, lakin göstərilən sönümləmə xəritələrinin istifadə edilən filtrləmə prosedurundan asılı olduğu unudulmamalıdır.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam orijinal iş adı: Dynamic Tribological Behavior of Surface-Textured Bushings in External Gear Pumps: A CFD Investigation

Müəlliflər: Masoud Hatami Garousi; Paolo Casoli; Massimo Rundo; Seyed Mojtaba Hejazi.

Məsul müəllif: Paolo Casoli.

Qurumlar: Department of Engineering for Industrial Systems and Technologies, University of Parma, Parma, İtaliya; Department of Energy, Politecnico di Torino, Torino, İtaliya.

Mənbə növü: Tədqiqat məqaləsi.

Rəyçilik statusu: Actuators rəyli elmi jurnaldır.

Jurnal: Actuators.

Nəşriyyat: MDPI.

Nəşr: 2026, Cild 15, Məqalə 168.

Təqdim tarixi: 12 Fevral 2026.

Reviziya tarixi: 5 Mart 2026.

Qəbul tarixi: 12 Mart 2026.

Nəşr tarixi: 16 Mart 2026.

DOI: 10.3390/act15030168.

Rəsmi keçid:https://doi.org/10.3390/act15030168

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Maliyyələşdirmə: Müəlliflər tədqiqatın xarici maliyyə almadığını bildirmişdir.

Dəstək/təşəkkür: Müəlliflər Casappa S.p.A., Parma, İtaliyanın tədqiqata göstərdiyi fəal dəstəyi təşəkkür bölməsində qeyd etmişdir.

Etika komitəsi: Tətbiq edilmir kimi bildirilmişdir.

Məlumatlandırılmış razılıq: Tətbiq edilmir kimi bildirilmişdir.

Məlumat əlçatanlığı: İşin orijinal töhfələrinin məqalədə olduğu; əlavə sualların məsul müəllifə yönəldilə biləcəyi bildirilmişdir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər maraqlar toqquşmasının olmadığını bildirmişdir.

Sübut səviyyəsi barədə kritik qeyd

Bu iş fiziki xarici dişli nasos üzərində yeni eksperimental sərtlik və ya sönümləmə ölçümü təqdim etmir. Tədqiqatın əsas sübutu 3B CFD hesablamalarıdır.

Müəlliflər birbaşa təbəqə səviyyəli eksperimental doğrulamanın mikrometrik boşluq səbəbindən praktik olmadığını bildirir; rəqəmsal nəticələrin əvvəlki eksperimental nasos performansı meylləri ilə uyğun olduğunu qeyd edirlər. Buna görə nəticələr real qurğuda birbaşa ölçülmüş dinamik əmsallar deyil, araşdırılan iş intervalı üçün rəqəmsal və fiziki baxımdan uyğun CFD xarakterizasiyaları kimi qiymətləndirilməlidir.

Mənbədaxili sərhəd şərti uyğunsuzluğu

Metod bölməsində yan açılışlar üçün “1 bar absolute pressure” təzyiq çıxış şərti yazılmışdır. Eyni səhifədəki Cədvəl 1 isə “Opening pressure (MPa)” dəyişəninə `1` dəyərini verir.

1 bar mütləq təzyiq ilə 1 MPa eyni fiziki dəyər deyil. Mənbə mətni bu uyğunsuzluğun səbəbini izah etmir. Buna görə bu Verianla mətnində hansı dəyərin düzgün olduğu təxmin edilməmiş və sərhəd şərti vahid dəqiq dəyərə çevrilməmişdir.

Qüvvə məlumatlarının məxfiliyi

Mənbə Şəkil 11-də statik hidrodinamik qüvvə dəyərlərinin məxfilik səbəbindən maksimum dəyərə normallaşdırıldığını açıq bildirir. Buna görə qrafikdəki \(F/F_{ref}\) dəyərlərindən Nyutonla mütləq yükdaşıma qüvvəsi çıxarıla bilməz.

Sönümləmə məlumatlarının filtrlənməsi

Sönümləmə əmsalı sonlu fərq üsulu ilə hesablandıqda sürət fərqinin sıfıra yaxınlaşması rəqəmsal qeyri-sabitlik yaradır. Buna görə \(|a|<2\ \mathrm{m/s^2}\) nümunələri analizdən kənarlaşdırılmış, qalan nöqtələr müsbət və mənfi təcil qruplarına bölünmüş və sönümləmə xəritələri hazırlanarkən yalnız müsbət anlıq sönümləmə dəyərləri saxlanılmışdır.

Beləliklə dərc olunan sönümləmə xəritələri xam CFD qüvvə-zaman sırasının birbaşa və filtrlənməmiş çevrilməsi deyil; mənbənin müəyyən etdiyi məlumat seçimi və filtrləmə prosedurunun nəticəsidir.

Kavitasiya sərhədi

Araşdırılan kinematikada yağlama boşluğu fasiləsiz kiçildiyinə görə ayırıcı hərəkət yaranmamış və kavitasiya başlamamışdır. Mənbə çoxfazalı kavitasiya modelinin sərtlik və sönümləmə əmsallarına təsirini gələcək işə saxlamışdır.

Buna görə burada təqdim olunan nəticələr kavitasiyalı, səthlərin ayrıldığı və ya qarışıq yağlama rejimlərinə birbaşa ümumiləşdirilməməlidir.

Bu Verianla izahındakı texniki tənliklər, parametrlər, nəticə meylləri və məhdudiyyətlər yalnız araşdırılan mənbə işə əsaslanır. Mənbənin dərc etmədiyi mütləq qüvvə dəyərləri qrafiklərdən təxmin edilməmiş; mənbə daxilindəki təzyiq sərhəd şərti uyğunsuzluğu xarici məlumatla səssizcə düzəldilməmişdir.