Умный поиск 


4_2022_s_1

Название статьи АВТОМАТИЧЕСКИЕ ТРАНСМИССИИ: О СВЯЗИ КАВИТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА И ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ
МЕХАНИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ
Авторы

Л.Г. КРАСНЕВСКИЙ, чл.-корр. НАН Беларуси, д-р техн. наук, проф., главный научный сотрудник лаборатории бортовых мехатронных систем мобильных машин НИЦ «Электромеханические и гибридные силовые установки мобильных машин», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В рубрике МЕХАНИКА МОБИЛЬНЫХ МАШИН
Год 2022
Номер журнала 4(61)
Страницы 5–18
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 62-235
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2022-4-61-5-18
Аннотация На основе анализа зарубежных публикаций представлен ряд новых научных результатов в области гидродинамики потоков рабочей жидкости в гидротрансформаторах (ГТ) автоматических гидромеханических трансмиссий (АГМТ), в том числе кавитации в ГТ, которые получены с применением новой технологии CFD (Computational Fluid Dynamics — вычислительная динамика жидкости) в рамках исследований по снижению виброакустической нагруженности АГМТ. Методами CFD-моделирования показано, что кавитация в ГТ наряду с созданием шума и вибрации существенно ухудшает его характеристики (в приведенном примере коэффициент трансформации — на 18,1 %, КПД — 5,8 %, крутящий момент турбины — на 20,3 %), а также создает высокочастотные колебания в широком диапазоне, которые могут попадать в резонанс с собственными частотами компонентов АГМТ. Исследовано влияние на кавитацию конструктивных и эксплуатационных факторов. Наибольшая кавитация возникает на лопатках статора ГТ на стоповом режиме при разгоне автомобиля с места. Результаты CFD-моделирования хорошо согласуются с экспериментальными данными. Технология CFD стала эффективным инструментом оптимизации конструкции автомобильного ГТ — его лопаточной системы, проточной части, визуализации внутренних потоков, исследования механизма возникновения и воздействия кавитации. Проведен анализ методов ослабления кавитации, в числе которых выбор и поддержание величины давления подпитки ГТ. Представленные положения в русскоязычном изложении публикуются впервые.
Ключевые слова автоматическая гидромеханическая трансмиссия, гидротрансформатор, виброакустическая нагруженность, кавитация, вычислительная динамика жидкости
  Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Middelmann, V. The Torque Converter as a System [Electronic resource] / V. Middelmann, U. Wagner. — Mode of access: https://www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_media/ 08_media_library/01_publications/schaeffler_2/symposia_ 1/downloads_11/6_Torque_Converter.pdf. — Date of access: 20.08.2022.
  2. Automatic Transmissions — A Brief History [Electronic resource] // Auto Service Experts. — Mode of access: https://www.autorepairsanantonio.com/40-automatic-transmission-history. — Date of access: 20.08.2022.
  3. Еffective driveline vibration detection algorithm in transmission ТСС slip control: Pat. US 8,010,265 B2 / Farzad Samie, Chunhao J. Lee, Paul G. Otanez. — Publ. date: 30.08.2011.
  4. Desired torque converter clutch slip feedback recovery algorithm for tip-in maneuvers: Pat. US 2011/0060509 A1 / Paul G. Otanez, Chunhao J. Lee, Farzad Samie. — Publ. date: 10.03.2011.
  5. Антипенко, Г.Л. Дефекты и методы диагностирования механических и гидромеханических трансмиссий: монография / Г.Л. Антипенко. — Могилев: БРУ, 2020. — 243 с.
  6. Диагностирование гидромеханических передач мобильных машин: монография / Н.Н. Горбатенко [и др.]. — Могилев: БРУ, 2010. — 511 с.
  7. Региня, В.В. Комплексная система диагностирования технического состояния гидромеханической передачи с мехатронной системой управления карьерных самосвалов БелАЗ: автореф. дис. …канд. техн. наук: 05.05.03 / В.В. Региня. — Минск, 2018. — 24 с.
  8. Антонюк, В.Е. Особенности конструкции и эксплуатации фрикционных дисков / В.Е. Антонюк // Механика машин, механизмов и материалов. — 2022. — № 2(59). — С. 39–46.
  9. Держанский, В.Б. Прогнозирование динамической нагруженности гидромеханических трансмиссий транспортных машин / В.Б. Держанский, И.А. Тараторкин. — Екатеринбург: УрО РАН, 2010. — 176 с.
  10. Тараторкин, И.А. Разработка расчетных и экспериментальных методов снижения динамической нагруженности и повышения долговечности гидромеханических трансмиссий
    транспортных машин: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.03 / И.А. Тараторкин. — Курган, 2009. — 302 л.
  11. Держанский, В.Б. Механика и прогнозирование резонансных режимов металлокерамических дисков перспективных гидромеханических трансмиссий транспортных машин / В.Б. Держанский, И.А. Тараторкин, Е.А. Бураков // Изв. высш. учеб. заведений. Машиностроение. — 2007. — № 11. — С. 15–23.
  12. Тараторкин, А.И. Снижение динамической нагруженности фрикционных элементов управления трансмиссией транспортных машин методом исключения параметрических колебаний: дис. … канд. техн. наук: 05.05.03 / А.И. Тараторкин. — М., 2015. — 16 л.
  13. Тараторкин, А.И. Прогнозирование и снижение динамической и виброакустической нагруженности энергосиловых блоков колесных и гусеничных машин на основе совершенствования модальных свойств / А.И. Тараторкин. — Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2021. — 200 с.
  14. Strategy for optimizing the NVH parameters of the transport vehicle powertrain during its design / A.I. Taratorkin [et al.] // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering/. — 2020. — Vol. 971. — DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/971/5/052085.
  15. Predicting cavitation desinence in automotive torque converters / C. Walber [et al.] // Рroc. of ISMA2014 including USD2014. — Pp. 4079–4094.
  16. Прокофьев, В.Н. Гидравлические передачи колесных и гусеничных машин / В.Н. Прокофьев. — М.: Военное изд-во Министерства обороны СССР, 1960. — 300 с.
  17. Кочкарев, А.Я. Гидродинамические передачи / А.Я. Кочкарев. — Л.: Машиностроение, 1971. — 336 с.
  18. Robinette, D. Development of a Dimensionless Model for Predicting the Onset of Cavitation in Torque Converters / D. Robinette, C. Anderson, J. Blough // New Advances in Vehicular and Automotive Engineering. — 2012. — DOI: https://doi.org/10.5772/45793.
  19. Robinette, D.L. Detecting and Predicting the Onset of Cavitation in Automotive Torque Converters: Diss. ... Ph.D. in Eng. [Electronic resource] / D.L. Robinette. — Michigan, 2007. — Mode of access: https://www.proquest.com/openview/b87e860d962b- 2c16df8c1a728ede2402/1?pq-origsite=gscholar&cbl=18750&- diss=y. — Date of access: 20.08.2022.
  20. Development and validation of a CFD based optimization procedure for the design of torque converter cascade / Cheng Liu [et al.] // Engineering applications of computational fluid mechanics. — 2019. — Vol. 13, iss. 1. — Pp. 128–141. — DOI: https://doi.org/10.1080/19942060.2018.1562383.
  21. Torque Converter CFD Engineering Part II: Performance Improvement Through Core Leakage Flow and Cavitation Control / Y. Dong [et al.] // SAE 2002 World Congress & Exhibition, Detroit, Mich, USA, March 2002. — 01-0884.
  22. Mekkes, J. Static Pressure Measurements and Cavitation Signatures on the Nose of a Torque Converter’s Stator Blades [Electronic resource] / J. Mekkes, C. Anderson, A. Narain // 10th International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery (ISROMAC), Honolulu, February 2004. — Mode of access: https://pages.mtu.edu/~narain/IJRM2.pdf. — Date of access: 20.08.2022.
  23. Dynamic Three-Dimensional CFD Simulation of Closed Circuit Torque Converter Systems / C. Srinivasan [et al.] // SAE International Journal of Passenger Cars: Mechanical Systems. — 2016. — Vol. 9, iss. 1. — Pp. 289–300. — DOI: https://doi.org/10.4271/2016-01-1345.
  24. Influence of Charging Oil Condition on Torque Converter Cavitation Characteristics / C. Liu [et al.] // Chinese Journal of Mechanical Engineering. — 2022. — No. 35. — DOI: https://doi.org/10.1186/s10033-022-00727-y.
  25. Еxperimental investigation of cavitation signatures in an automotive torque converter using a microwave telemetry technique / C.L. Anderson [et al.] // International Journal of Rotating Machinery. — 2003. — Vol. 9. — DOI: https://doi.org/10.1155/S1023621X03000381.
  26. Rivera, E. De J. Рressure measurements inside multiple cavities of a torque converter and CFD correlation [Electronic resource]: Diss. … Ph. D. in Eng. / E. De J. Rivera. — Michigan, 2018. — Mode of access: https://digitalcommons.mtu.edu/etdr/719. — Date of access: 20.08.2022.
  27. The Effect of Rotating Speeds on the Cavitation Characteristics in Hydraulic Torque Converter / M. Guo [et al.] // Machines. — 2022. — Vol. 10, iss. 2, 80. — DOI: https://doi.org/10.3390/machines10020080.
  28. Application of slotted blade in the improvement of turbomachinery performance / Xiong Pan [et al.] // AIP Advances. — 2021. — Vol. 11, iss. 4, 045017. — DOI: https://doi.org/10.1063/5.0041144.
  29. Ran, Z. 3D Cavitation Shedding Dynamics: Cavitation Flow-Fluid Vortex Formation Interaction in a Hydrodynamic Torque Converter / Z. Ran, W. Ma, C. Liu // Appl. Sci. — 2021. — Vol. 11, iss. 6, 2798. — DOI: https://doi.org/10.3390/app11062798.
  30. Torque Converter Capacity Improvement Through Cavitation Control by Design / C. Liu [et al.] // Journal of Fluids Engineering. — 2016. — Vol. 139, iss. 4. — DOI: https://doi.org/10.1115/1.4035299.