Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Инженерия / CFD Маалыматы Менен Толуктаган Агып Кетүүнү Мүнөздөө Аркылуу Көп Жүрүштүү Радиалдык Поршендик Моторду Динамикалык Моделдөө
Инженерия

CFD Маалыматы Менен Толуктаган Агып Кетүүнү Мүнөздөө Аркылуу Көп Жүрүштүү Радиалдык Поршендик Моторду Динамикалык Моделдөө

Бул изилдөө 10 поршендүү жана 8 кам лобу бар, 1248 cc/dev жумуш көлөмүндөгү көп жүрүштүү радиалдык поршендик гидравликалык мотордун динамикалык жүрүм-турумун Amesim негизиндеги 1B система модели менен Simerics MP+ негизиндеги 3B CFD анализин бириктирип изилдейт.

12/08/2026  Veri Anla 16 көрүү
CFD Маалыматы Менен Толуктаган Агып Кетүүнү Мүнөздөө Аркылуу Көп Жүрүштүү Радиалдык Поршендик Моторду Динамикалык Моделдөө

Бул изилдөө 10 поршендүү жана 8 кам лобу бар, 1248 cc/dev жумуш көлөмүндөгү көп жүрүштүү радиалдык поршендик гидравликалык мотордун динамикалык жүрүм-турумун Amesim негизиндеги бир өлчөмдүү система модели менен Simerics MP+ негизиндеги үч өлчөмдүү эсептөөчү суюктук динамикасы (CFD) анализин бириктирүү аркылуу изилдейт. Изилдөөнүн негизги көйгөйү бөлүштүргүч менен цилиндр корпусунун ортосундагы болгону 10 µm деңгээлиндеги боштукта пайда болгон агып кетүүнү салттуу 1B система моделдери жетиштүү көрсөтө албаганы. CFD анализи ушул микро боштуктагы агып кетүү жүрүм-турумун аныктоо үчүн колдонулуп, алынган жыйынтык эквиваленттүү агып кетүү функциясына айландырылып Amesim моделине өткөрүлгөн. Моделде орточо чыгыш агымы болжол менен 59,1 L/мин, поршеньдер жараткан момент болжол менен 6756 N·m, сүрүлүү эске алынгандагы жүк моменти болжол менен 6109 N·m, көлөмдүк натыйжалуулук болжол менен %96 жана механикалык натыйжалуулук болжол менен %90 деп табылган. Өндүрүүчүнүн каталогдук моменттери менен салыштырганда орточо ката %1,6, максималдуу ката %5,3 деп билдирилген. Бирок бул жыйынтыктар CFD менен калибрленген система симуляциясынын өндүрүмдүүлүгүн көрсөтөт; модель бардык иш шарттарынын түз эксперименттик текшерүүсү катары чечмеленбеши керек.

CFD чечиминде бөлүштүргүч–цилиндр корпусу боштугундагы орточо агып кетүү болжол менен 0,27 L/мин деп аныкталып, бул маани Amesim агып кетүү моделиндеги эквиваленттүү тышкы радиусту r2 = 10 mm деп аныктоодо колдонулган. Amesim жыйынтыктарында поршень–цилиндр корпусунун ортосундагы башка агып кетүү жолу болжол менен 0,73 L/мин деп эсептелген. Ошентип модель система масштабы боюнча тез иштеген 1B симуляция менен жергиликтүү микроагым аймагында гана колдонулган деталдаштырылган 3B CFDни бири-бирин толуктаган эки катмар катары пайдаланат.

Изилдөөнүн дагы бир маанилүү табылгасы порт убакыттоосуна тиешелүү. Ар бир кириш же чыгыш портунун эффективдүү ачылуу аралыгы 10,96° деп эсептелсе, толук толтуруу–бошотуу ыраатынын 22,5° бурчтук кадамында поршень камерасы болжол менен 0,58° бою кириштен да, чыгыштан да обочолонгон аралык пайда болот. Симуляцияда камеранын орточо басымы болжол менен 40 MPa болгондо бул жабык фаза, айрыкча төмөнкү өлүк чекитке жакын жерде, болжол менен 70 MPa жергиликтүү басым чокусуна алып келиши мүмкүн экени көрүнгөн. Бул табылга порт геометриясы менен кам профили орточо натыйжалуулукка гана эмес, басым термелүүсүнө жана момент мүнөздөмөсүнө да таасир бере аларын көрсөтөт.

Түркия жагынан: Изилдөө Түркиядагы белгилүү мотордо, иш шартында же талаа маалыматында жүргүзүлгөн эмес. Бирок CFDден алынган микро-агып кетүү маалыматын тез система моделине өткөрүү ыкмасы гидравликалык жетектөө колдонгон машина жана берүү системаларын инженердик долбоорлоодо колдонууга боло турган метод берет. Түркияда реалдуу колдонууга өткөрүүдө мотор геометриясы, өндүрүш толеранстары, колдонулган гидравликалык май, температура, иш басымы, жүк цикли жана реалдуу агып кетүү өлчөөлөрү өзүнчө текшерилиши керек. Бул изилдөө Түркиядагы кандайдыр бир гидравликалык мотор үчүн түз %96 көлөмдүк же %90 механикалык натыйжалуулук кепилдигин бербейт.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү эмне?

Радиалдык поршендик моторлор төмөн айлануу ылдамдыгында жогорку момент бере алган гидравликалык машиналар болсо да, мотордун ичиндеги майда боштуктардан өткөн агым айрыкча көлөмдүк натыйжалуулукка түз таасир берет. Көп жүрүштүү түзүлүштө поршеньдер кам шакегинин лобдору боюнча үзгүлтүксүз алдыга–артка кыймылдаганда кириш жана чыгыш портторунун ачылып-жабылышы, поршень камераларындагы басым өзгөрүүлөрү жана ар башка агып кетүү жолдору бир убакта өз ара аракеттенет.

Бир өлчөмдүү система симуляциялары мотордун узак убакыттагы жана бүтүндөй динамикалык жүрүм-турумун салыштырмалуу тез эсептей алат. Бирок бөлүштүргүч менен цилиндр корпусунун ортосундагы микрометр масштабындагы боштуктагы үч өлчөмдүү агым түзүлүшүн толугу менен түз чечүүгө ылайык эмес. CFD мындай кичинекей аймактардагы деталдаштырылган агымды чече алат, бирок бүт гидравликалык мотор жана узак убакыт аралыгы үчүн колдонуу эсептөө чыгымын көбөйтөт. Изилдөөнүн чечүүгө аракет кылган негизги инженердик суроосу — ушул эки ыкманын артыкчылыктарын кантип бириктирүүгө болот.

Изилденген мотордун геометриясы кандай?

Талданган мотордун жумуш көлөмү 1248 cc/dev. Система 10 радиалдык поршень жана 8 лобдуу кам шакегинен турат. Изилдөөдө берилген негизги номиналдык касиеттер 40 MPa иш басымы, 41 kW максималдуу кубат, 0,054 kg·m² инерция моменти жана 170 dev/мин максималдуу айлануу ылдамдыгы.

Мотор параметриМааниБирдик
Жумуш көлөмү1248cc/dev
Иш басымы40MPa
Максималдуу кубат41kW
Инерция моменти0,054kg·m²
Максималдуу айлануу ылдамдыгы170dev/мин
Поршень саны10даана
Кам лобунун саны8даана

Изилдөөдөгү кесилиш жана октук көрүнүштөр поршеньдер мотор корпусунун айланасына бөлүштүрүлгөнүн жана поршень учтарындагы роликтер кам шакеги боюнча жүрүп, радиалдык түз сызыктуу кыймылды айлануу моментине айлантарын көрсөтөт. Карама-каршы поршень жуптары 180° геометриялык абал айырмасына ээ. Сегиз лобдуу түзүлүштөн улам ар бир поршень бир мотор айлануусунда сегиз жүрүш аткарат. Коңшу поршеньдердин эффективдүү фаза айырмасы 9° деп эсептелген.

Фаза айырмасы изилдөөдө төмөнкү байланыш менен аныкталат:

\[ k=\frac{360^\circ\,m}{N_LN_P} \]

Бул жерде \(N_L\) кам лобдорунун санын, \(N_P\) поршень санын жана \(m\) бул эки сандын эң чоң жалпы бөлүүчүсүн билдирет. \(N_L=8\), \(N_P=10\) жана \(m=2\) үчүн жыйынтык 9°.

Синусоидалдык кам профили эмне үчүн маанилүү?

Поршеньдин радиалдык абалы кам шакегинин айлануу бурчуна байланыштуу. Изилдөөдө кам профили синусоидалдык функция менен берилген, поршень роликтеринин абалы, ылдамдыгы жана момент ийини ушул геометриялык байланыштан чыгарылган. Мотор моменти андан кийин ар бир поршендеги гидравликалык күч менен тиешелүү момент ийинин бириктирүү аркылуу эсептелген.

Поршень ролигинин негизги радиалдык абал байланышы изилдөөдө төмөнкүдөй берилет:

\[ \rho(\phi)=d_{\min}+\frac{c}{2} \left[ 1-\cos\left( \frac{\pi(\phi-\phi_a)}{\phi_b-\phi_a} \right) \right] \]

Бул жерде \(d_{\min}\) төмөнкү өлүк чекиттеги минималдуу радиалдык аралыкты, \(c=d_{\max}-d_{\min}\) поршень жүрүшүн жана \(\phi\) кам үстүндөгү бурчтук абалды билдирет. Мотор геометриясында максималдуу поршень абалы 111,3 mm, минималдуу поршень абалы 97,8 mm, ролик радиусу 5,75 mm, порт радиусу 4,25 mm жана бөлүштүргүч радиусу 44,5 mm.

Порттордун ачылуу аянты кантип моделденген?

Гидравликалык агым поршень камерасына кирип-чыгышы үчүн айланган цилиндр корпусундагы порт менен туруктуу бөлүштүргүчтөгү порт геометриялык жактан дал келиши керек. Изилдөөчүлөр бул дал келүүнү эки тегерек порттун кесилиш аянты аркылуу математикалык аныкташкан.

Бөлүштүргүч жана цилиндр портторунун радиустары бирдей деп кабыл алынып \(R_p=4,25\) mm жана бөлүштүргүч борбор радиусу \(R_d=44,5\) mm колдонулган. Бул геометрия үчүн эффективдүү порт ачылуу аралыгы:

\[ 0^\circ \leq \theta \leq 2\sin^{-1}\left(\frac{R_p}{R_d}\right) =10,96^\circ \]

деп табылган. Бул сан кийин поршень камерасына кириш жана чыгыш агымы кайсы бурчтарда туташарын аныктаган Amesim функцияларына өткөрүлгөн.

Агып кетүү эмне үчүн эки өзүнчө жол менен моделденген?

Изилдөө мотор ичиндеги агып кетүүнү эки негизги жолго бөлөт: поршень менен цилиндр корпусунун ортосундагы агып кетүү жана бөлүштүргүч менен цилиндр корпусунун ортосундагы агып кетүү.

Поршень–цилиндр ортосундагы боштук цилиндрдик геометрия түзгөндүктөн ламинардык шакекче боштук агымы ыкмасы колдонулган:

\[ Q= \frac{\Delta P}{12\mu L} r_c^3\pi d_p \]

Бул жерде \(Q\) агып кетүү агымын, \(\Delta P\) эки аймактын басым айырмасын, \(\mu\) динамикалык илешкектүүлүктү, \(L\) контакт узундугун, \(r_c\) боштукту жана \(d_p\) поршень диаметрин билдирет. Формулада боштук куб даражада болушу майда боштук өзгөрүүлөрү агып кетүүгө эмне үчүн күчтүү таасир кыларын математикалык жактан көрсөтөт.

Бөлүштүргүч менен цилиндр корпусунун ортосундагы агып кетүү болсо гидростатикалык подшипник ыкмасы менен:

\[ Q= \frac{\pi h^3\Delta P} {6\mu\ln(r_2/r_1)} \]

түрүндө моделденген. Бул жердеги негизги кыйынчылык бөлүштүргүчтө көп порт болгондуктан татаал реалдуу агымды бир аналитикалык тышкы радиус менен түз көрсөтүү мүмкүн эместиги. Изилдөөчүлөр ошондуктан \(r_2\) маанисин физикалык бир порттун радиусу катары эмес, бүт агып кетүү аймагынын жүрүм-турумун көрсөткөн эквиваленттүү топтолгон параметр катары колдонушкан.

CFD менен 1B модель кантип байланышкан?

Бөлүштүргүч–цилиндр корпусунун ортосундагы деталдаштырылган агып кетүү аймагы Simerics MP+ менен үч өлчөмдүү моделденген. CFD торунда боштук бийиктиги 10 µm жана бул тар аймакта боштук боюнча беш тор катмары колдонулган. Акыркы анализ үчүн тандалган Case 2 тору 296.372 клетка жана 390.863 түйүндөн турат.

Жумушчу суюктук ISO VG 46 гидравликалык май, иш температурасы 323 K деп алынган. CFD чек шарттарында кириш басымы 40 MPa, чыгыш басымы 0,1 MPa жана айлануу ылдамдыгы 49 dev/мин. Суюктук ошондой эле \(9\times10^{-5}\) туруктуу газ массалык үлүшү бар бир тектүү газ–суюктук аралашмасы катары моделденген.

Динамикалык илешкектүүлүк басымга көз каранды деп кабыл алынып Barus байланышы колдонулган:

\[ \mu=\mu_0\exp(\alpha P) \]

Бул жерде референстик илешкектүүлүк \(\mu_0=0,02407\) Pa·s жана басым–илешкектүүлүк коэффициенти \(\alpha=1,9\times10^{-8}\) Pa−1. Өтмө CFD чечиминде үлгүлөө/убакыт кадамы 0,0001 s жана жалпы симуляция убактысы 2 s деп берилген.

Verianla Live: CFD маалыматын система моделине өткөрүү

Бул процесс изилдөөдө колдонулган моделдөө чынжырын кыскача берет. Баскычтар булак иштеги реалдуу ыкма тартибине негизделет; анимация убактысы физикалык эксперимент убактысы эмес.

БаскычТүшүндүрмөБулак
1. Мотор геометриясы1248 cc/dev мотор; 10 поршень, 8 кам лобу жана негизги геометриялык параметрлер аныкталды.Сүрөт 1–3, Таблица 1–2
2. Математикалык модельПоршень–кам кинематикасы, момент ийини, порттун дал келүү аянты жана агып кетүү теңдемелери түзүлдү.Теңдеме 1–29
3. Жергиликтүү CFD моделиБөлүштүргүч–цилиндр корпусунун ортосундагы 10 µm боштук Simerics MP+ менен үч өлчөмдүү чечилди.Сүрөт 10–14
4. Тор көз карандысыздыгыАкыркы тор катары 296.372 клеткалуу Case 2 тандалды.Таблица 5
5. Агып кетүүнү эквиваленттештирүүCFDде болжол менен 0,27 L/мин деп берилген орточо агып кетүү Amesim моделине өткөрүлө турган r₂ = 10 mm эквиваленттүү параметрге айландырылды.Сүрөт 14 жана жыйынтыктар
6. Система симуляциясы жана текшерүүAmesim модели менен агым, момент, агып кетүү жана натыйжалуулуктар эсептелип, момент жыйынтыктары өндүрүүчү каталог маалыматтары менен салыштырылды.Сүрөт 15–21
 

Verianla Live: Визуалдаштыруу ушул көрүнгөн илимий маалымат таблицасынан браузерде түзүлөт; таблица илимий source-of-truth катары сакталат.

Тор көз карандысыздыгы эмнени көрсөттү?

CFD тору төрт ар башка чечилиште салыштырылган. Изилдөөнүн таблицасында 101.205 клеткалуу Case 1 үчүн 0,2861 L/мин, 296.372 клеткалуу Case 2 үчүн 0,2844 L/мин, 729.588 клеткалуу Case 3 үчүн 0,2844 L/мин жана 988.673 клеткалуу Case 4 үчүн 0,2843 L/мин агып кетүү агымы билдирилген. Көлөмдүк натыйжалуулук Case 1’де %96,4, калган үч тордо %97,3.

Тор абалыКлетка саныТүйүн саныАгып кетүү агымы (L/мин)Көлөмдүк натыйжалуулук (%)
Case 1101.205146.0570,286196,4
Case 2 — тандалган тор296.372390.8630,284497,3
Case 3729.588888.7450,284497,3
Case 4988.6731.304.2860,284397,3

Авторлор Case 2’ден кийин салыштырма ката %0,01 ичинде калды деп, Case 2’ни эсептөө чыгымы менен чечим туруктуулугунун ортосунда ылайыктуу тор катары тандашкан. Бирок таблицадагы жарыяланган маанилер чектелген ондук разряд менен берилгендиктен бул тактыктагы ката билдирүүсүн таблицадагы тегеректелген маанилердин өзүнөн көз карандысыз текшерүү мүмкүн эмес.

CFD агып кетүүсү Amesimге кантип өткөрүлгөн?

CFD жыйынтык бөлүмүндө бөлүштүргүч–цилиндр корпусу боштугундагы орточо агып кетүү болжол менен 0,27 L/мин деп берилет. Изилдөөчүлөр гидростатикалык агып кетүү теңдемесиндеги \(r_2\) параметрин итерация менен жөндөп, Amesimдеги агып кетүү функциясы ушул CFD орточосун кайра чыгаргандай кылып, натыйжада \(r_2=10\) mm колдонушкан.

Бул жерде маанилүү булак детал бар: тор көз карандысыздыгы таблицасында тандалган Case 2’нин агып кетүү мааниси 0,2844 L/мин, ал эми жыйынтык бөлүмүндө модель калибрлөө үчүн болжол менен 0,27 L/мин CFD орточосу колдонулган. Изилдөө бул айырманы өзүнчө түшүндүрбөгөндүктөн эки маанини бир так санга бириктирүүгө болбойт. 0,2844 L/мин тор көз карандысыздыгы таблицасындагы Case 2 жыйынтыгы; болжол менен 0,27 L/мин болсо авторлор кийинки агып кетүү мүнөздөө жана Amesim калибрлөөсүндө колдонгон орточо маани.

Мотордун динамикалык жүрүм-туруму эмнени көрсөттү?

Amesim симуляциясында мотор болжол менен 1,3 секундда 360° айланууну аяктап, орточо айлануу ылдамдыгы болжол менен 47 dev/мин болгон. CFD чек шартында колдонулган 49 dev/мин менен Amesimдеги болжол менен 47 dev/мин бирдей сан эмес жана өз анализ контексттеринде бааланышы керек.

Порт сигналдары поршень кыймылы менен синхрондоштурулган: жогору жүрүштө кириш порт ачылып, поршень камерасына агым берилет; ылдый жүрүштө чыгыш порт ачылып, агым чыгарылат. Ар бир порт 10,96° бою активдүү болгондуктан 22,5° толук порт кадамында болжол менен 0,58° кыска жабык аймак пайда болот.

Бул жабык аймакта поршень камерасы кириштен жана чыгыштан убактылуу ажыратылат. Төмөнкү өлүк чекитке жакын кам ийрилиги себептүү көлөмдүн өзгөрүү ылдамдыгы азайганда модель басымдын олуттуу көтөрүлүшүн көрсөтөт. Орточо иш басымы болжол менен 40 MPa болгону менен жергиликтүү чоку болжол менен 70 MPa жеткен. Изилдөө кам шакегине түздөө бурчун колдонуу же порт геометриясына оюк кошуу сыяктуу өзгөрүүлөр бул өткөөлдү жумшартуу мүмкүнчүлүгүнө ээ экенин айтат, бирок аларды ушул изилдөөдө кеңири оптималдаштырбайт.

Агып кетүү жолдору канчалык чоң?

Amesim жыйынтыктарында поршень менен цилиндр корпусунун ортосундагы агып кетүү болжол менен 0,73 L/мин, бөлүштүргүч менен цилиндр корпусунун ортосундагы CFD менен калибрленген агып кетүү болжол менен 0,27 L/мин деп эсептелген. Бул эки сан ошол эле модель иш абалындагы ар башка геометриялык агып кетүү жолдорун билдирет.

Verianla Live: Эки негизги ички агып кетүү жолун салыштыруу

График Amesim жыйынтыктарында билдирилген болжолдуу орточо агып кетүү агымдарын салыштырат. Маанилер ар башка физикалык боштук геометрияларына тиешелүү жана изилдөөнүн моделденген иш шарттары үчүн гана жарактуу.

Агып кетүү жолуАгып кетүү агымы (L/мин)ӨлчөмБулак
Поршень – цилиндр корпусу0,73Amesim модель жыйынтыгы, болжолдуу мааниСүрөт 17a жана жыйынтык тексти
Бөлүштүргүч – цилиндр корпусу0,27CFD менен калибрленген Amesim жыйынтыгы, болжолдуу мааниСүрөт 17b жана жыйынтык тексти
 

Verianla Live: Визуалдаштыруу ушул көрүнгөн илимий маалымат таблицасынан браузерде түзүлөт; таблица илимий source-of-truth катары сакталат.

Бул салыштырууда поршень–цилиндр ортосундагы моделденген агып кетүү бөлүштүргүч–цилиндр корпусу агып кетүүсүнөн жогору. Бирок изилдөө бул катышты бардык радиалдык поршендик моторлорго жалпылабайт; маанилер каралган мотор геометриясына жана модель шарттарына көз каранды.

Негизги өндүрүмдүүлүк жыйынтыктары кандай?

Бир толук мотор айлануусу үчүн орточо чыгыш агымы болжол менен 59,1 L/мин деп эсептелген. Поршеньдер чыгарган мотор моменти болжол менен 6756 N·m болсо, сүрүлүү эске алынган жүк моменти болжол менен 6109 N·m. Жыйынтык бөлүмүндө кириш агымы 61,5 L/мин деп берилет жана ошого жараша көлөмдүк натыйжалуулук болжол менен %96, механикалык натыйжалуулук болжол менен %90 деп эсептелет.

Өндүрүмдүүлүк өзгөрмөсүЖыйынтыкИлимий контекст
Кириш агымы61,5 L/минЖыйынтыктарда берилген модель иш шарты
Орточо чыгыш агымыБолжол менен 59,1 L/минБир толук мотор айлануусу
Поршеньдер чыгарган моментБолжол менен 6756 N·mAmesim мотор моменти
Сүрүлүү менен жүк моментиБолжол менен 6109 N·mРеалдуу жүктү көрсөткөн модель чыгышы
Көлөмдүк натыйжалуулукБолжол менен %96Модель иш шарты
Механикалык натыйжалуулукБолжол менен %90Модель иш шарты
Жергиликтүү басым чокусуБолжол менен 70 MPaТөмөнкү өлүк чекитке жакын жабык порт фазасы

Сезимталдык анализи эмнени ачты?

Изилдөөчүлөр CFD негизиндеги агып кетүү моделинин эки маанилүү параметрин референстик маанилердин ±%20 аралыгында өзгөртүшкөн: бөлүштүргүч–цилиндр корпусу боштугунун бийиктиги \(h\) жана эквиваленттүү тышкы радиус \(r_2\).

Боштук бийиктиги өскөн сайын көлөмдүк натыйжалуулук монотондуу төмөндөгөн. Механикалык натыйжалуулуктагы өзгөрүү абдан аз болгон. \(r_2\) чоңойгондо көлөмдүк натыйжалуулук өскөн, бирок бул таасир боштук бийиктигинин таасиринен алсызыраак экени билдирилген. Бул жыйынтык модель өндүрүмдүүлүгү өзгөчө көлөмдүк жоготуулар боюнча боштук бийиктигине сезимтал экенин көрсөтөт.

Момент жагынан боштук бийиктиги өзгөргөндө орточо момент болжол менен −%1,0 менен +%0,5 аралыгында өзгөрүп, момент термелүүсү болжол менен 0,2 пайыздык пунктка өзгөргөн. \(r_2\) өзгөргөндө орточо момент болжол менен ±%0,5 ичинде калса, момент термелүүсүндөгү өзгөрүү болжол менен 0,4 пайыздык пунктка чейин жеткен. Авторлордун чечмелөөсүнө ылайык орточо момент боштук бийиктигине, момент термелүүсү агып кетүү бөлүштүрүлүшүн билдирген \(r_2\) параметрине салыштырмалуу көбүрөөк сезимтал; бирок эки таасирдин тең система деңгээлиндеги чоңдугу чектелүү.

Өндүрүүчү каталог маалыматтары менен текшерүү канчалык ийгиликтүү?

Модель моменти 10, 15, 20, 25, 30, 35 жана 40 MPa басым деңгээлдеринде ар башка айлануу ылдамдыктарында өндүрүүчү каталог ийри сызыктары менен салыштырылган. Симуляция каралган иш диапазонунда каталог моменттин жалпы тенденциясын жана чоңдугун ээрчиген.

Изилдөө берген сандык ката маанилери:

  • Максималдуу момент катасы: %5,3
  • Минималдуу момент катасы: %0,1
  • Орточо момент катасы: %1,6

Бул жыйынтык модель моментти божомолдоодо каталог маалыматтары менен жакшы шайкеш келгенин колдойт. Бирок каталог салыштыруусу деталдуу көз карандысыз лабораториялык эксперименттин ордун баспайт; айрыкча микро боштук агымы, өтмө 70 MPa басым чокусу жана бүт жергиликтүү агым талаасы физикалык мотордо түз өлчөнгөн деген жыйынтык чыгарууга болбойт.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

  • Жергиликтүү CFD анализи менен алынган микро-агып кетүү маалыматы эквиваленттүү функция аркылуу 1B Amesim система моделине өткөрүлүшү мүмкүн.
  • Каралган мотор жана модель шарттарында бөлүштүргүч–цилиндр корпусу агып кетүүсү система өндүрүмдүүлүгүндө маанилүү түрдө көрсөтүлгөн.
  • Модель болжол менен %96 көлөмдүк жана %90 механикалык натыйжалуулук берген.
  • Симуляцияланган момент өндүрүүчү каталог маалыматтары менен каралган шарттарда орточо %1,6 ката көрсөткөн.
  • Боштук бийиктиги көлөмдүк жоготууларга эквиваленттүү тышкы радиуска караганда күчтүүрөөк таасир берет.
  • Кыска порт изоляция аймагы моделде болжол менен 70 MPa жеткен жергиликтүү басым көтөрүлүшүн жаратышы мүмкүн.

Изилдөө колдобогон же азырынча сынабаган жыйынтыктар

  • Модель бардык радиалдык поршендик моторлор бирдей агып кетүү, натыйжалуулук же момент маанилерине ээ экенин көрсөтпөйт.
  • Болжол менен %96 көлөмдүк жана %90 механикалык натыйжалуулук бардык басым, температура, айлануу ылдамдыгы жана эскирүү шарттары үчүн кепилдик эмес.
  • Болжол менен 70 MPa басым чокусу бул изилдөөдө деталдаштырылган физикалык басым эксперименти менен өзүнчө текшерилген универсалдуу мотор мааниси эмес.
  • Кам шакегинин түздөө бурчу же порт оюктары басым чокусун канча азайтаары бул изилдөөдө оптималдаштырылган эмес.
  • CFD менен маалыматтандырылган модель ыкмасы башка мотор геометрияларында ошол эле ката деңгээлин берери көрсөтүлгөн эмес.
  • Изилдөө узак мөөнөттүү эскирүү, өндүрүш толерансынын өзгөрүүсү же реалдуу талаа өмүрү боюнча түз чыдамкайлык жыйынтыгын бербейт.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Табылгалары

Анализ максаты жана физикалык система

Изилдөөнүн максаттуу системасы 1248 cc/dev жумуш көлөмүндөгү, 10 поршендүү жана 8 лобдуу көп жүрүштүү радиалдык поршендик мотор. Модель поршень кыймылын, порт убакыттоосун, момент өндүрүүнү жана эки негизги ички агып кетүү жолун бир система алкагында карайт.

1B Amesim модели

Amesim моделинде айланма жүктөн алынган бурч сигналы адегенде поршеньдер үчүн 9° фаза айырмасы бар бурчтук сигналдарга айландырылат. Бул сигналдар менен ар бир поршеньдин жылышы, ылдамдыгы жана момент эсептөөдө керектүү момент ийини аныкталат. Ошол эле бурч маалыматы кириш жана чыгыш портторунун эффективдүү ачылуу аянттарын чыгарган функция блокторуна жөнөтүлөт.

Ар бир поршень камерасынын кириш жана чыгыш байланышы өз порт сигналы менен башкарылат. Поршеньдеги гидравликалык күч момент ийинине көбөйтүлүп моментке айландырылат жана бардык поршеньдердин салымы айланма жүккө өткөрүлөт. Моделде поршень–цилиндр жана бөлүштүргүч–цилиндр корпусу агып кетүү жолдору тең бар.

CFD модели

CFD параметриМаани
ПрограммаSimerics MP+
Жумушчу суюктукISO VG 46 гидравликалык май
Иш температурасы323 K
Кириш басымы40 MPa
Чыгыш басымы0,1 MPa
CFD айлануу ылдамдыгы49 dev/мин
Бөлүштүргүч–корпус боштугу10 µm
Боштук боюнча тор катмары5
Тандалган клетка саны296.372
Тандалган түйүн саны390.863
Газ массалык үлүшү9 × 10−5
Референстик динамикалык илешкектүүлүк0,02407 Pa·s
Басым–илешкектүүлүк коэффициенти1,9 × 10−8 Pa−1
Убакыт кадамы / үлгүлөө аралыгы0,0001 s
Жалпы симуляция убактысы2 s

CFD–1B байланышындагы негизги параметр

CFD анализинде бөлүштүргүч–цилиндр корпусу боштугундагы орточо агып кетүү жыйынтык бөлүмүндө болжол менен 0,27 L/мин деп берилген. Гидростатикалык агып кетүү теңдемесиндеги эквиваленттүү тышкы радиус Amesim модели бул маанини кайра чыгаргандай итерация менен жөндөлүп, r2 = 10 mm тандалган.

Порт убакыттоосу жана басым

Бир порттун эффективдүү ачылуу аралыгы 10,96°. Сегиз кириш жана сегиз чыгыш портунун геометриясына жараша бир толтуруу–бошотуу ыраатынын бурчтук кадамы 22,5°. Эки порттун ачылуу аралыгын алып салганда болжол менен 0,58° обочолонгон поршень камерасы аралыгы калат. Моделде бул аралык өзгөчө төмөнкү өлүк чекитке жакын жерде болжол менен 70 MPa жергиликтүү басым чокусуна туура келет.

Негизги жыйынтыктардын техникалык кыскача мазмуну

ӨзгөрмөБилдирилген жыйынтыкЧечмелөө чеги
Мотордун Amesim орточо айлануу ылдамдыгыБолжол менен 47 dev/минКаралган симуляция иш абалы
Бир айланууну бүтүрүү убактысыБолжол менен 1,3 sAmesim жыйынтыгы
Поршень–цилиндр агып кетүүсүБолжол менен 0,73 L/минAmesim жыйынтыгы
Бөлүштүргүч–цилиндр корпусу агып кетүүсүБолжол менен 0,27 L/минCFD менен калибрленген Amesim жыйынтыгы
Орточо чыгыш агымыБолжол менен 59,1 L/минБир толук айлануунун симуляциясы
Мотор моментиБолжол менен 6756 N·mПоршеньдер чыгарган эсептелген момент
Жүк моментиБолжол менен 6109 N·mСүрүлүү эске алынган модель жыйынтыгы
Көлөмдүк натыйжалуулукБолжол менен %96Каралган иш шарты
Механикалык натыйжалуулукБолжол менен %90Каралган иш шарты
Каталог салыштыруусунда орточо момент катасы%1,6Изилдөөдө сыналган басым/ылдамдык чекиттери
Каталог салыштыруусунда максималдуу момент катасы%5,3Сыналган иш диапазонундагы эң жогорку ката

Бул жыйынтыктарды чогуу баалоо CFD менен аныкталган жергиликтүү микро-агып кетүү жүрүм-туруму эсептөө жагынан жеңил 1B модельге өткөрүлө аларын жана модель каралган иш диапазонунда каталогдук момент ийри сызыктарын жакын кайра чыгара аларын көрсөтөт. Изилдөөнүн илимий салымы өзүнчө жаңы CFD чечими же өзүнчө Amesim модели эмес, ушул эки моделдөө масштабынын ортосунда түзүлгөн агып кетүү мүнөздөмөсү байланышы.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Толук оригинал изилдөө аталышы: Dynamic Modeling of Multi-Stroke Radial Piston Motor with CFD-Informed Leakage Characterization

Авторлор жана тартиби: Manhui Woo; Sangwon Ji.

Тең салым/тең биринчи автор: Изилдөөдө тең салым же тең биринчи авторлук тууралуу билдирүү жок.

Жооптуу автор: Sangwon Ji.

Мекемелер: Manhui Woo — Department of Mechanical System Engineering, Graduate School of Pukyong National University, Busan, Republic of Korea. Sangwon Ji — Department of Mechanical System Engineering, Pukyong National University, Busan, Republic of Korea.

Булактын түрү жана рецензия статусу: Рецензияланган изилдөө макаласы.

Журнал: Actuators.

Басмакана: MDPI, Basel, Switzerland.

Библиографиялык маалымат: Actuators 2026, 15, 54.

DOI: 10.3390/act15010054

Келип түшкөн күнү: 9 Декабрь 2025.

Кайра кароо: 9 Январь 2026.

Кабыл алуу: 10 Январь 2026.

Жарыялоо: 13 Январь 2026.

Расмий жарыя шилтемеси: https://www.mdpi.com/2076-0825/15/1/54

DOI шилтемеси: https://doi.org/10.3390/act15010054

Лицензия: Creative Commons Attribution — CC BY. Макала ачык жеткиликтүүлүк менен жарыяланган.

Каржылоо: Изилдөө Republic of Korea Ministry of Trade, Industry and Energy (MOTIE) тарабынан каржыланган Manufacturing-based Production System Program алкагында No. 20018662 менен колдоого алынган.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Авторлор оригинал салымдар макала ичинде экенин жана кошумча суроолор жооптуу авторго жөнөтүлүшү мүмкүн экенин билдиришет.

Кызыкчылыктар кагылышы: Авторлор кызыкчылыктар кагылышы жок экенин билдиришет.

Автор салымдары: Manhui Woo; концептуалдаштыруу, программалык камсыздоо жана алгачкы долбоорду жазууну аткарган. Sangwon Ji; текшерүү, карап чыгуу/редакциялоо жана каржылоо алуу иштерине катышкан. Эки автор тең акыркы текстти окуп, бекитишкен.

Методологиялык чек: Изилдөө CFD менен маалыматтандырылган бир өлчөмдүү система симуляциясы. Бөлүштүргүч–цилиндр корпусунун микро-агып кетүүсү Simerics MP+ CFD анализи менен мүнөздөлүп, эквиваленттүү агып кетүү параметри катары Amesim моделине өткөрүлгөн. Жалпы мотор өндүрүмдүүлүгүн текшерүү өндүрүүчү каталог маалыматтары менен момент салыштыруусуна негизделет. Ошондуктан жыйынтыктар кеңири көз карандысыз физикалык мотор эксперименттеринин же узак мөөнөттүү талаа сыноолорунун ордуна коюлбашы керек.

Булак ичиндеги сандык эскертүү: Тор көз карандысыздыгы таблицасында тандалган 296.372 клеткалуу Case 2 үчүн агып кетүү агымы 0,2844 L/мин деп берилгенине карабастан жыйынтык жана калибрлөө бөлүмүндө CFD орточо агып кетүүсү болжол менен 0,27 L/мин деп колдонулат. Булак бул айырманы өзүнчө түшүндүрбөйт; бул Verianla текстинде эки маани өз жарыяланган контекстинде сакталган.

Бул Verianla түшүндүрмөсү илимий мазмун боюнча каралган изилдөөгө гана негизделет. Библиографиялык идентификация расмий жарыя жазуусу менен текшерилип, тышкы булактардан изилдөөгө жаңы эксперименттик табылга, сан, механизм же өндүрүмдүүлүк жыйынтыгы кошулган эмес.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты