Ин таҳқиқ рафтори динамикии муҳаррики гидравликии радиалии поршении бисёрзарбаро бо 10 поршен, 8 барҷастагии кулачок ва ҳаҷми ҷойивазкунии 1248 cc/давр тавассути якҷоя кардани модели якченакаи системавӣ дар асоси Amesim бо таҳлили сеченакаи динамикаи ҳисоббарории моеъҳо (CFD) дар асоси Simerics MP+ меомӯзад. Масъалаи асосии таҳқиқ он аст, ки ихроҷе, ки дар фосилаи ҳамагӣ тақрибан 10 µm байни тақсимкунанда ва корпуси силиндр ба вуҷуд меояд, дар моделҳои анъанавии системавии 1D ба таври кофӣ ифода намешавад. Таҳлили CFD барои муайян кардани рафтори ихроҷ дар ин фосилаи микроскопӣ истифода шуда, натиҷаи бадастомада ба функсияи эквивалентии ихроҷ табдил дода шуда, ба модели Amesim интиқол ёфтааст. Дар модел сарфи миёнаи баромад тақрибан 59,1 L/min, моменти тавлидкардаи поршенҳо тақрибан 6756 N·m, моменти бор бо ба ҳисоб гирифтани соиш тақрибан 6109 N·m, самаранокии ҳаҷмӣ тақрибан %96 ва самаранокии механикӣ тақрибан %90 ба даст омадааст. Ҳангоми муқоиса бо моментҳои каталоги истеҳсолкунанда хатои миёна %1,6 ва хатои максималӣ %5,3 гузориш шудааст. Бо вуҷуди ин, ин натиҷаҳо кори симулятсияи системавии бо CFD калибркардашударо нишон медиҳанд; модел набояд ҳамчун тасдиқи мустақими таҷрибавии ҳамаи шароити корӣ тафсир карда шавад.

Дар ҳалли CFD ихроҷи миёна дар фосилаи тақсимкунанда–корпуси силиндр тақрибан 0,27 L/min муайян шуда, ин қимат барои муайян кардани радиуси эквивалентии берунии модели ихроҷи Amesim ҳамчун r₂ = 10 mm истифода шудааст. Дар натиҷаҳои Amesim роҳи дигари ихроҷ байни поршен ва корпуси силиндр тақрибан 0,73 L/min ҳисоб шудааст. Ҳамин тавр, модел симулятсияи босуръати 1D-ро дар миқёси система ва CFD-и муфассали 3D-ро, ки танҳо дар минтақаи маҳаллии микрогузар истифода мешавад, ҳамчун ду қабати якдигарро пурракунанда ба кор мебарад.

Боз як натиҷаи муҳими таҳқиқ ба вақтбандии портҳо дахл дорад. Дар ҳоле ки фосилаи самараноки кушодашавии ҳар як порти даромад ё баромад 10,96° ҳисоб шудааст, дар қадами кунҷии 22,5°-и пайдарпайии пурраи пуркунӣ–холисозӣ даврае ба вуҷуд меояд, ки камераи поршен тақрибан 0,58° ҳам аз даромад ва ҳам аз баромад ҷудо мемонад. Дар симулятсия, вақте ки фишори миёнаи камера тақрибан 40 MPa буд, нишон дода шудааст, ки ин фазаи баста махсусан дар наздикии нуқтаи мурдаи поёнӣ метавонад ба қуллаи маҳаллии фишори тақрибан 70 MPa оварда расонад. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки геометрияи порт ва профили кулачок метавонанд на танҳо ба самаранокии миёна, балки ба лаппиши фишор ва хусусияти момент низ таъсир расонанд.

Аз нуқтаи назари Туркия: Таҳқиқ дар муҳаррик, шароити корӣ ё маълумоти саҳроии мушаххаси Туркия анҷом дода нашудааст. Бо вуҷуди ин, равиши интиқоли маълумоти микроихроҷи аз CFD гирифташуда ба модели босуръати системавӣ метавонад ҳамчун усули муҳандисӣ барои тарҳрезии мошинҳо ва системаҳои интиқолие, ки гардонандаи гидравликӣ истифода мебаранд, баррасӣ шавад. Ҳангоми татбиқ дар шароити воқеии Туркия геометрияи муҳаррик, таҳаммулҳои истеҳсолӣ, равғани гидравликии истифодашаванда, ҳарорат, фишори корӣ, давраи бор ва ченкуниҳои воқеии ихроҷ бояд алоҳида санҷида шаванд. Ин таҳқиқ барои ягон муҳаррики гидравликӣ дар Туркия бевосита самаранокии ҳаҷмии %96 ё механикии %90-ро кафолат намедиҳад.

Масъалаи асосии таҳқиқ чист?

Гарчанде муҳаррикҳои радиалии поршенӣ мошинҳои гидравликианд, ки дар суръати пасти гардиш моменти баланд тавлид карда метавонанд, ҷараёне, ки аз фосилаҳои хурди дохили муҳаррик мегузарад, махсусан метавонад ба самаранокии ҳаҷмӣ мустақиман таъсир расонад. Дар сохтори бисёрзарба, ҳангоми он ки поршенҳо дар баробари барҷастагиҳои ҳалқаи кулачок пайваста пешу пас ҳаракат мекунанд, кушода ва баста шудани портҳои даромад ва баромад, тағйироти фишор дар камераҳои поршен ва роҳҳои гуногуни ихроҷ ҳамзамон бо ҳам таъсир мекунанд.

Симулятсияҳои якченакаи системавӣ метавонанд рафтори динамикии дарозмуддат ва умумии муҳаррикро нисбатан зуд ҳисоб кунанд. Аммо онҳо барои бевосита ҳал кардани тамоми сохтори сеченакаи ҷараён дар фосилаи микрометрии байни тақсимкунанда ва корпуси силиндр мувофиқ нестанд. CFD метавонад ҷараёни муфассалро дар чунин минтақаҳои хурд ҳал кунад, вале истифодаи он барои тамоми муҳаррики гидравликӣ ва фосилаҳои тӯлонии вақт хароҷоти ҳисоббарориро зиёд мекунад. Саволи асосии муҳандисие, ки таҳқиқ мехоҳад ҳал кунад, ин аст, ки бартариҳои ин ду равиш чӣ гуна якҷоя карда шаванд.

Геометрияи муҳаррики омӯхташуда чӣ гуна аст?

Ҳаҷми ҷойивазкунии муҳаррики таҳлилшуда 1248 cc/давр аст. Система аз 10 поршени радиалӣ ва ҳалқаи кулачок бо 8 барҷастагӣ иборат аст. Хусусиятҳои асосии номиналии дар таҳқиқ овардашуда фишори кории 40 MPa, қувваи максималии 41 kW, моменти инерсияи 0,054 kg·m² ва суръати максималии гардиши 170 давр/min мебошанд.

Намудҳои буришӣ ва меҳварии таҳқиқ нишон медиҳанд, ки поршенҳо дар атрофи корпуси муҳаррик ба таври даврашакл ҷойгир шудаанд ва роликҳои нӯги поршенҳо дар баробари ҳалқаи кулачок ҳаракат карда, ҳаракати хаттии радиалиро ба моменти гардишӣ табдил медиҳанд. Ҷуфтҳои поршенҳои муқобил фарқи мавқеи геометрии 180° доранд. Аз сабаби сохтори ҳаштбарҷаста ҳар як поршен дар як гардиши муҳаррик ҳашт зарба иҷро мекунад. Фарқи самараноки фаза байни поршенҳои ҳамсоя 9° ҳисоб шудааст.

Фарқи фаза дар таҳқиқ бо муносибати зерин муайян мешавад:

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

Дар ин ҷо \(N_L\) шумораи барҷастагиҳои кулачок, \(N_P\) шумораи поршенҳо ва \(m\) бузургтарин тақсимкунандаи умумии ин ду ададро ифода мекунад. Барои \(N_L=8\), \(N_P=10\) ва \(m=2\) натиҷа 9° аст.

Чаро профили синусоидалии кулачок муҳим аст?

Мавқеи радиалии поршен аз кунҷи гардиши ҳалқаи кулачок вобаста аст. Дар таҳқиқ профили кулачок бо функсияи синусоидалӣ ифода шуда, мавқеъ, суръат ва бозуи моменти роликҳои поршен аз ин муносибати геометрӣ бароварда шудаанд. Сипас моменти муҳаррик аз якҷояшавии қувваи гидравликӣ дар ҳар як поршен бо бозуи моменти мувофиқ ҳисоб шудааст.

Муносибати асосии мавқеи радиалии ролики поршен дар таҳқиқ чунин дода шудааст:

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

Дар ин ҷо \(d_{\min}\) масофаи минималии радиалиро дар нуқтаи мурдаи поёнӣ, \(c=d_{\max}-d_{\min}\) зарбаи поршен ва \(\phi\) мавқеи кунҷиро дар кулачок ифода мекунад. Дар геометрияи муҳаррик мавқеи максималии поршен 111,3 mm, мавқеи минималии поршен 97,8 mm, радиуси ролик 5,75 mm, радиуси порт 4,25 mm ва радиуси тақсимкунанда 44,5 mm мебошад.

Масоҳати кушодашавии портҳо чӣ гуна моделсозӣ шудааст?

Барои он ки ҷараёни гидравликӣ ба камераи поршен ворид ё аз он хориҷ шавад, порти корпуси силиндри гардишкунанда ва порти тақсимкунандаи собит бояд аз ҷиҳати геометрӣ ҳампӯш шаванд. Тадқиқотчиён ин ҳампӯширо аз рӯи масоҳати буриши ду порти даврашакл ба таври математикӣ муайян кардаанд.

Радиусҳои портҳои тақсимкунанда ва силиндр баробар қабул шуда, \(R_p=4,25\) mm ва радиуси марказии тақсимкунанда \(R_d=44,5\) mm истифода шудааст. Барои ин геометрия фосилаи самараноки кушодашавии порт:

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

ба даст омадааст. Ин адад баъдан ба функсияҳои Amesim интиқол дода шудааст, ки кунҷҳои пайвастшавии ҷараёни воридшавӣ ва хориҷшавиро ба камераи поршен муайян мекунанд.

Чаро ихроҷ бо ду роҳи алоҳида моделсозӣ шудааст?

Таҳқиқ ихроҷи дохили муҳаррикро ба ду роҳи асосӣ ҷудо мекунад: ихроҷ байни поршен ва корпуси силиндр ва ихроҷ байни тақсимкунанда ва корпуси силиндр.

Азбаски фосилаи байни поршен ва силиндр геометрияи силиндрӣ ташкил медиҳад, равиши ҷараёни ламинарӣ дар фосилаи ҳалқавӣ истифода шудааст:

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

Дар ин ҷо \(Q\) сарфи ихроҷ, \(\Delta P\) фарқи фишор байни ду минтақа, \(\mu\) часпакии динамикӣ, \(L\) дарозии тамос, \(r_c\) фосила ва \(d_p\) диаметри поршенро ифода мекунад. Дар муносибат мавҷуд будани куби фосила асоси математикии он аст, ки чаро тағйироти хурди фосила метавонанд ба ихроҷ таъсири қавӣ расонанд.

Ихроҷ байни тақсимкунанда ва корпуси силиндр бошад, бо равиши такягоҳи гидростатикӣ:

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

моделсозӣ шудааст. Мушкилии асосӣ дар ин ҷо он аст, ки аз сабаби мавҷуд будани портҳои зиёд дар тақсимкунанда ҷараёни воқеии мураккабро бо як радиуси берунии таҳлилӣ мустақиман ифода кардан имконнопазир аст. Аз ин рӯ, тадқиқотчиён қимати \(r_2\)-ро на ҳамчун радиуси физикии як порт, балки ҳамчун параметри эквивалентии ҷамъбастӣ, ки рафтори тамоми майдони ихроҷро намояндагӣ мекунад, истифода кардаанд.

CFD ва модели 1D чӣ гуна бо ҳам пайваст шудаанд?

Минтақаи муфассали ихроҷ байни тақсимкунанда ва корпуси силиндр бо Simerics MP+ ба таври сеченака моделсозӣ шудааст. Баландии фосила дар шабакаи CFD 10 µm аст ва дар ин минтақаи танг аз панҷ қабати шабака дар паҳнои фосила истифода шудааст. Шабакаи Case 2, ки барои таҳлили ниҳоӣ интихоб шудааст, 296.372 ҳуҷайра ва 390.863 гиреҳ дорад.

Моеъи корӣ равғани гидравликии ISO VG 46 буда, ҳарорати корӣ 323 K қабул шудааст. Дар шартҳои сарҳадии CFD фишори даромад 40 MPa, фишори баромад 0,1 MPa ва суръати гардиш 49 давр/min аст. Моеъ инчунин ҳамчун омехтаи якхелаи газ–моеъ бо ҳиссаи доимии массаи газ \(9\times10^{-5}\) моделсозӣ шудааст.

Часпакии динамикӣ вобаста ба фишор қабул шуда, муносибати Barus истифода шудааст:

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

Дар ин ҷо часпакии истинодӣ \(\mu_0=0,02407\) Pa·s ва коэффисиенти фишор–часпакӣ \(\alpha=1,9\times10^{-8}\) Pa⁻¹ мебошад. Дар ҳалли гузарои CFD қадами намунагирӣ/вақт 0,0001 s ва вақти умумии симулятсия 2 s дода шудааст.

Истиқлолияти шабака чиро нишон дод?

Шабакаи CFD дар чор сатҳи гуногуни ҳалнокӣ муқоиса шудааст. Дар ҷадвали таҳқиқ барои Case 1 бо 101.205 ҳуҷайра сарфи ихроҷ 0,2861 L/min, барои Case 2 бо 296.372 ҳуҷайра 0,2844 L/min, барои Case 3 бо 729.588 ҳуҷайра 0,2844 L/min ва барои Case 4 бо 988.673 ҳуҷайра 0,2843 L/min гузориш шудааст. Самаранокии ҳаҷмӣ дар Case 1 %96,4 ва дар се шабакаи дигар %97,3 аст.

Муаллифон қайд мекунанд, ки баъд аз Case 2 хатои нисбӣ дар ҳудуди %0,01 боқӣ мондааст ва аз ин рӯ Case 2-ро ҳамчун шабакаи мувофиқ байни хароҷоти ҳисоббарорӣ ва устувории ҳалли интихоб кардаанд. Бо вуҷуди ин, азбаски қиматҳои нашршуда дар ҷадвал бо шумораи маҳдуди рақамҳои даҳӣ дода шудаанд, ин изҳороти дақиқи хаторо танҳо аз рӯи қиматҳои гирдшудаи ҷадвал мустақилона тасдиқ кардан мумкин нест.

Ихроҷи CFD ба Amesim чӣ гуна интиқол ёфт?

Дар бахши натиҷаҳои CFD ихроҷи миёна дар фосилаи тақсимкунанда–корпуси силиндр тақрибан 0,27 L/min дода шудааст. Тадқиқотчиён параметри \(r_2\)-ро дар муодилаи ихроҷи гидростатикӣ ба таври итеративӣ танзим карданд, то функсияи ихроҷи Amesim ҳамин миёнаи CFD-ро такрор кунад ва дар натиҷа \(r_2=10\) mm истифода шуд.

Дар ин ҷо як ҷузъиёти муҳими манбаъ мавҷуд аст: дар ҷадвали истиқлолияти шабака қимати ихроҷи Case 2-и интихобшуда 0,2844 L/min аст, дар ҳоле ки дар бахши натиҷаҳо барои калибровкаи модел миёнаи CFD тақрибан 0,27 L/min истифода шудааст. Азбаски таҳқиқ ин фарқро алоҳида шарҳ намедиҳад, ин ду қимат набояд ба як қимати дақиқ муттаҳид карда шаванд. 0,2844 L/min натиҷаи Case 2 дар ҷадвали истиқлолияти шабака аст; тақрибан 0,27 L/min бошад, миёнаест, ки муаллифон дар тавсифи баъдии ихроҷ ва калибровкаи Amesim истифода кардаанд.

Рафтори динамикии муҳаррик чиро нишон дод?

Дар симулятсияи Amesim муҳаррик тақрибан дар 1,3 s гардиши 360°-ро анҷом дода, суръати миёнаи гардиш тақрибан 47 давр/min буд. 49 давр/min, ки дар шарти сарҳадии CFD истифода шудааст, ва натиҷаи тақрибан 47 давр/min дар Amesim як қимат нестанд ва бояд дар заминаҳои таҳлилии худ арзёбӣ шаванд.

Сигналҳои порт бо ҳаракати поршен ҳамоҳанг карда шудаанд: ҳангоми зарбаи болоӣ порти даромад кушода шуда, ҷараён ба камераи поршен ворид мешавад, ҳангоми зарбаи поёнӣ бошад порти баромад кушода шуда, ҷараён хориҷ мегардад. Азбаски ҳар як порт дар давоми 10,96° фаъол аст, дар қадами пурраи порти 22,5° минтақаи кӯтоҳи бастаи тақрибан 0,58° ба вуҷуд меояд.

Дар ин минтақаи баста камераи поршен муваққатан аз даромад ва баромад ҷудо мешавад. Дар наздикии нуқтаи мурдаи поёнӣ, вақте ки суръати тағйири ҳаҷм аз сабаби каҷии кулачок кам мешавад, фишор дар модел ба таври назаррас боло рафтааст. Гарчанде фишори миёнаи корӣ тақрибан 40 MPa бошад ҳам, қуллаи маҳаллӣ ба тақрибан 70 MPa расидааст. Таҳқиқ ишора мекунад, ки тағйиротҳое чун истифодаи кунҷи ҳамворкунӣ дар ҳалқаи кулачок ё илова кардани чуқурча ба геометрияи порт метавонанд ин гузаришро нарм кунанд, аммо ин вариантҳоро дар таҳқиқоти ҷорӣ муфассал оптимизатсия намекунад.

Роҳҳои ихроҷ чӣ қадар бузурганд?

Дар натиҷаҳои Amesim ихроҷ байни поршен ва корпуси силиндр тақрибан 0,73 L/min, ихроҷи байни тақсимкунанда ва корпуси силиндр, ки бо CFD калибр шудааст, тақрибан 0,27 L/min ҳисоб шудааст. Ин ду адад роҳҳои гуногуни геометрии ихроҷро дар ҳамон ҳолати кории модел ифода мекунанд.

Дар ин муқоиса ихроҷи моделшудаи поршен–силиндр аз ихроҷи тақсимкунанда–корпуси силиндр зиёдтар аст. Аммо таҳқиқ ин таносубро ба ҳамаи муҳаррикҳои радиалии поршенӣ умумӣ намекунад; қиматҳо аз геометрияи муҳаррики омӯхташуда ва шароити модел вобастаанд.

Натиҷаҳои асосии кор чӣ гунаанд?

Барои як гардиши пурраи муҳаррик сарфи миёнаи баромад тақрибан 59,1 L/min ҳисоб шудааст. Моменти муҳаррики ҳосилкардаи поршенҳо тақрибан 6756 N·m буда, моменти бор бо ба ҳисоб гирифтани соиш тақрибан 6109 N·m аст. Дар бахши натиҷаҳо сарфи даромад 61,5 L/min дода шуда, мутобиқи он самаранокии ҳаҷмӣ тақрибан %96 ва самаранокии механикӣ тақрибан %90 ҳисоб шудааст.

Таҳлили ҳассосият чиро ошкор кард?

Тадқиқотчиён ду параметри калидии модели ихроҷи асосёфта ба CFD-ро дар ҳудуди ±%20 аз қиматҳои истинодӣ тағйир доданд: баландии фосилаи тақсимкунанда–корпуси силиндр \(h\) ва радиуси эквивалентии берунӣ \(r_2\).

Бо зиёд шудани баландии фосила самаранокии ҳаҷмӣ ба таври яксамт паст шудааст. Тағйироти самаранокии механикӣ бошад хеле хурд боқӣ мондааст. Бо зиёд шудани \(r_2\) афзоиши самаранокии ҳаҷмӣ мушоҳида шудааст, аммо таъсири он аз таъсири баландии фосила заифтар гузориш шудааст. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки кори модел, махсусан аз ҷиҳати талафоти ҳаҷмӣ, ба баландии фосила ҳассос аст.

Аз ҷиҳати момент, бо тағйир додани баландии фосила моменти миёна тақрибан аз −%1,0 то +%0,5 тағйир ёфта, лаппиши момент тақрибан 0,2 банди фоизӣ тағйир кардааст. Ҳангоми тағйири \(r_2\) моменти миёна дар ҳудуди тақрибан ±%0,5 боқӣ монда, тағйири лаппиши момент то тақрибан 0,4 банди фоизӣ расидааст. Ба шарҳи муаллифон, моменти миёна нисбат ба баландии фосила ва лаппиши момент нисбат ба \(r_2\), ки тақсимоти ихроҷро намояндагӣ мекунад, ҳассостар аст; аммо андозаи ҳар ду таъсир дар сатҳи система маҳдуд аст.

Санҷиш бо маълумоти каталоги истеҳсолкунанда то чӣ андоза муваффақ буд?

Моменти модел дар сатҳҳои фишори 10, 15, 20, 25, 30, 35 ва 40 MPa ва суръатҳои гуногуни гардиш бо каҷҳои каталоги истеҳсолкунанда муқоиса шудааст. Симулятсия дар ҳудуди кории омӯхташуда тамоюл ва андозаи умумии моменти каталогиро пайгирӣ кардааст.

Қиматҳои миқдории хато, ки таҳқиқ медиҳад:

• Хатои максималии момент: %5,3
• Хатои минималии момент: %0,1
• Хатои миёнаи момент: %1,6

Ин натиҷа мувофиқати хуби модели пешгӯии моментро бо маълумоти каталог дастгирӣ мекунад. Бо вуҷуди ин, муқоисаи каталогӣ ҷойгузини таҷрибаи муфассали мустақили лабораторӣ нест; махсусан аз он наметавон хулоса кард, ки ҷараёни фосилаи микроскопӣ, қуллаи гузарои фишори 70 MPa ва тамоми майдони маҳаллии ҷараён дар муҳаррики физикӣ мустақиман чен карда шудаанд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқ дастгирӣ мекунад

• Маълумоти микроихроҷ, ки аз таҳлили маҳаллии CFD гирифта шудааст, метавонад тавассути функсияи эквивалентӣ ба модели системавии 1D Amesim интиқол дода шавад.
• Дар муҳаррик ва шароити модели омӯхташуда ихроҷи тақсимкунанда–корпуси силиндр дар кори система ба таври маънодор ифода шудааст.
• Модел тақрибан %96 самаранокии ҳаҷмӣ ва %90 самаранокии механикӣ додааст.
• Моменти симулятсияшуда дар шароити омӯхташуда бо маълумоти каталоги истеҳсолкунанда хатои миёнаи %1,6 нишон додааст.
• Баландии фосила ба талафоти ҳаҷмӣ нисбат ба радиуси эквивалентии берунӣ таъсири бештар дорад.
• Минтақаи кӯтоҳи изолятсияи порт метавонад дар модел баландшавии маҳаллии фишорро то тақрибан 70 MPa ба вуҷуд оварад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқ дастгирӣ намекунад ё ҳанӯз насанҷидааст

• Модел нишон намедиҳад, ки ҳамаи муҳаррикҳои радиалии поршенӣ ҳамон қиматҳои ихроҷ, самаранокӣ ё моментро доранд.
• Тақрибан %96 самаранокии ҳаҷмӣ ва %90 механикӣ барои ҳамаи фишорҳо, ҳароратҳо, суръатҳо ва шароити фарсудашавӣ кафолат нест.
• Қуллаи фишори тақрибан 70 MPa дар ин таҳқиқ қимати универсалии муҳаррик нест, ки бо таҷрибаи мустақили муфассали физикии фишор тасдиқ шуда бошад.
• То чӣ андоза кунҷи ҳамворкунии ҳалқаи кулачок ё чуқурчаҳои порт қуллаи фишорро коҳиш медиҳанд, дар ин таҳқиқ оптимизатсия нашудааст.
• Нишон дода нашудааст, ки равиши модели бо CFD ғанигардонидашуда дар геометрияҳои дигари муҳаррик ҳамон сатҳи хаторо медиҳад.
• Таҳқиқ дар бораи фарсудашавии дарозмуддат, тағйири таҳаммулҳои истеҳсолӣ ё умри воқеии саҳроӣ натиҷаи мустақими устуворӣ намедиҳад.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқ

Ҳадафи таҳлил ва системаи физикӣ

Системаи ҳадаф муҳаррики радиалии поршении бисёрзарба бо ҳаҷми ҷойивазкунии 1248 cc/давр, 10 поршен ва 8 барҷастагӣ мебошад. Модел ҳаракати поршен, вақтбандии порт, тавлиди момент ва ду роҳи асосии ихроҷи дохилиро дар як чаҳорчӯбаи системавӣ баррасӣ мекунад.

Модели 1D Amesim

Дар модели Amesim сигнали кунҷ аз бори гардишкунанда аввал ба сигналҳои кунҷии дорои фарқи фазаи 9° барои поршенҳо табдил дода мешавад. Бо ин сигналҳо ҷойивазкунӣ, суръат ва бозуи моменти барои ҳисоби момент зарурии ҳар як поршен муайян мешавад. Ҳамин маълумоти кунҷӣ ба блокҳои функсионалӣ фиристода мешавад, ки масоҳатҳои самараноки кушодашавии портҳои даромад ва баромадро месозанд.

Пайвасти даромад ва баромади ҳар камераи поршен бо сигнали порти худ идора мешавад. Қувваи гидравликии дар поршен ҳосилшуда бо бозуи момент зарб шуда, ба момент табдил меёбад ва саҳми ҳамаи поршенҳо ба бори гардишкунанда интиқол дода мешавад. Дар модел ҳам роҳҳои ихроҷи поршен–силиндр ва ҳам тақсимкунанда–корпуси силиндр мавҷуданд.

Модели CFD

Параметри асосии пайвасти CFD–1D

Дар таҳлили CFD ихроҷи миёна дар фосилаи тақсимкунанда–корпуси силиндр дар бахши натиҷаҳо тақрибан 0,27 L/min дода шудааст. Радиуси эквивалентии берунӣ дар муодилаи ихроҷи гидростатикӣ ба таври итеративӣ танзим шудааст, то модели Amesim ин қиматро такрор кунад ва r₂ = 10 mm интихоб шудааст.

Вақтбандии порт ва фишор

Фосилаи самараноки кушодашавии як порт 10,96° аст. Бо назардошти геометрияи ҳашт порти даромад ва ҳашт порти баромад, қадами кунҷии як пайдарпайии пуркунӣ–холисозӣ 22,5° аст. Тарҳ кардани ду фосилаи кушодашавии порт тақрибан 0,58° фосилаи камераи поршени изолятсияшударо мегузорад. Дар модел ин фосила махсусан дар наздикии нуқтаи мурдаи поёнӣ ба қуллаи маҳаллии фишори тақрибан 70 MPa мувофиқат мекунад.

Хулосаи техникии натиҷаҳои асосӣ

Арзёбии якҷояи ин натиҷаҳо нишон медиҳад, ки рафтори маҳаллии микроихроҷи бо CFD муайяншуда метавонад ба модели 1D-и аз ҷиҳати ҳисоббарорӣ сабуктар интиқол дода шавад ва модел дар ҳудуди кории омӯхташуда каҷҳои моменти каталогиро бо наздикӣ такрор мекунад. Саҳми илмии таҳқиқ танҳо як ҳалли нави CFD ё танҳо як модели Amesim нест, балки пайванди тавсифи ихроҷест, ки байни ин ду миқёси моделсозӣ сохта шудааст.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқ: Dynamic Modeling of Multi-Stroke Radial Piston Motor with CFD-Informed Leakage Characterization

Муаллифон ва тартиб: Manhui Woo; Sangwon Ji.

Ҳиссаи баробар/муаллифи якуми баробар: Дар таҳқиқ изҳороти саҳми баробар ё муаллифии якуми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Sangwon Ji.

Муассисаҳо: 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.

Навъи манбаъ ва ҳолати тақриз: Мақолаи таҳқиқотии тақризшуда.

Маҷалла: Actuators.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Сабти библиографӣ: Actuators 2026, 15, 54.

DOI: 10.3390/act15010054

Санаи қабулшуда барои баррасӣ: 9 Декабр 2025.

Бознигарӣ: 9 Январ 2026.

Қабул: 10 Январ 2026.

Нашр: 13 Январ 2026.

Пайванди расмии нашр: https://www.mdpi.com/2076-0825/15/1/54

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

Литсензия: Creative Commons Attribution — CC BY. Мақола бо дастрасии кушода нашр шудааст.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқ дар доираи Manufacturing-based Production System Program, ки аз ҷониби Republic of Korea Ministry of Trade, Industry and Energy (MOTIE) маблағгузорӣ мешавад, бо No. 20018662 дастгирӣ шудааст.

Дастрасии маълумот: Муаллифон қайд мекунанд, ки саҳмҳои аслӣ дар дохили мақола мавҷуданд ва саволҳои иловагӣ метавонанд ба муаллифи масъул ирсол шаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Manhui Woo консептуализатсия, нармафзор ва навиштани тарҳи аввалро анҷом додааст. Sangwon Ji дар санҷиш, бознигарӣ/таҳрир ва дарёфти маблағгузорӣ саҳм гузоштааст. Ҳар ду муаллиф матни ниҳоиро хонда ва тасдиқ кардаанд.

Ҳудуди методӣ: Таҳқиқ як кори симулятсияи якченакаи системавӣ мебошад, ки бо CFD ғанӣ гардонида шудааст. Микроихроҷи тақсимкунанда–корпуси силиндр бо таҳлили Simerics MP+ CFD тавсиф шуда, ҳамчун параметри эквивалентии ихроҷ ба модели Amesim интиқол дода шудааст. Санҷиши кори умумии муҳаррик ба муқоисаи момент бо маълумоти каталоги истеҳсолкунанда такя мекунад. Аз ин рӯ, натиҷаҳо набояд ҷойгузини таҷрибаҳои ҳамаҷонибаи мустақили физикии муҳаррик ё озмоишҳои дарозмуддати саҳроӣ ҳисобида шаванд.

Ёддошти рақамии дохили манбаъ: Дар ҷадвали истиқлолияти шабака барои Case 2-и интихобшуда бо 296.372 ҳуҷайра сарфи ихроҷ 0,2844 L/min дода шудааст, дар ҳоле ки дар бахши натиҷаҳо ва калибровка миёнаи ихроҷи CFD тақрибан 0,27 L/min истифода мешавад. Манбаъ ин фарқро алоҳида шарҳ намедиҳад; дар ин матни Verianla ҳар ду қимат дар заминаҳои нашршудаи худ нигоҳ дошта шудаанд.

Ин шарҳи Verianla аз ҷиҳати мазмуни илмӣ танҳо ба таҳқиқи баррасишуда асос ёфтааст. Ҳувияти библиографӣ бо сабти расмии нашр санҷида шуда, аз манбаъҳои беруна ба таҳқиқ ягон натиҷаи нави таҷрибавӣ, рақам, механизм ё натиҷаи кор илова нашудааст.