Умный поиск 


4_2024_s_3

Название статьи ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГЕРОТОРНОМ НАСОСЕ СИСТЕМЫ СМАЗКИ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Авторы

И.А. ПОПОВ, чл.-корр. АН Республики Татарстан, д-р техн. наук, профессор кафедры теплотехники и энергетического машиностроения, руководитель лаборатории моделирования физико-технических процессов, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева — КАИ, г. Казань, Республика Татарстан, Российская Федерация; 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.

Ю.В. ЖУКОВА, канд. физ.-мат. наук, доц., ведущий научный сотрудник лаборатории турбулентности, Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова 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.

А.Д. ЧОРНЫЙ, канд. физ.-мат. наук, доц., заведующий лабораторией турбулентности, Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова 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.

Т.А. БАРАНОВА, старший научный сотрудник лаборатории турбулентности, Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова 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.

И.Г. КУХАРЧУК, научный сотрудник лаборатории турбулентности, Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова 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.М. МЕДВЕДЕВ, канд. техн. наук, доц., директор Института механизации и технического сервиса, Казанский государственный аграрный университет, г. Казань, Республика Татарстан, Российская Федерация, 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.

И.А. ПОПОВ-младший, студент Института механизации и технического сервиса, Казанский государственный аграрный университет, г. Казань, Республика Татарстан, Российская Федерация; лаборант лаборатории моделирования физико-технических процессов, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева — КАИ, г. Казань, Республика Татарстан, Российская Федерация; 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 2024
Номер журнала 4(69)
Страницы 28–38
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 621.522.4, 004.942
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2024-4-69-28-38
Аннотация В статье представлены результаты, служащие методической основой при создании цифрового двойника системы смазки дизельного двигателя. На первом этапе созданы математическая и компьютерная модели масляного насоса системы смазки двигателя. На втором этапе проведено численное моделирование гидродинамических процессов при работе насоса с целью верификации и валидации моделей на основе экспериментальных данных. Далее предложен метод реверс-инжиниринга рабочих характеристик насоса и построена его рабочая характеристика. На основе проведенных расчетов выработаны рекомендации по повышению точности построения математической и компьютерной моделей цифровых двойников героторного масляного насоса. Проведены расчеты насоса с измененной конструкцией.
Ключевые слова система смазки, масляный насос, рабочая характеристика насоса, потери давления, цифровой двойник, математическая модель, достоверная компьютерная модель, численное моделирование
  Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей: учеб. для втузов / Д.Н. Вырубов, Н. А. Иващенко, В. И. Ивин [и др.]; под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1983. — 372 с.
  2. Габитова, Г.Ф. Цифровой двойник как основа инновационного развития малых и средних предприятий автомобильной промышленности на примере Германии и России / Г.Ф. Габитова, Т.Ю. Хватова // Бизнес. Образование. Право. — 2020. — № 3(52). — С. 132–138. — DOI: https://doi.org/10.25683/VOLBI.2020.52.387.
  3. Сосфенов, Д.А. Использование цифровых двойников в автомобильной промышленности: российский и зарубежный опыт / Д.А. Сосфенов // Экономика и управление. — 2023. — Т. 29, № 6. — С. 662–669. — DOI: https://doi.org/10.35854/1998-1627-2023-6-662-669.
  4. Цифровые двойники как способ оптимизации производства электромобилей / А.В. Лихвойнен [и др.] // Вестник Алтайской академии экономики и права. — 2021. — № 7-2. — С. 184–191. — DOI: https://doi.org/10.17513/vaael.1797.
  5. Фомичева, Т.Л. Применение технологии цифровых двойников в автомобильной промышленности: российский опыт / Т.Л. Фомичева // Экономика: вчера, сегодня, завтра. — 2021. — Т. 11, № 12А. — С. 181–186. — DOI: https://doi.org/10.34670/AR.2021.24.88.003.
  6. Grieves, M.W. Digital Twins: past, present, and future / M.W. Grieves // The Digital Twin. Eds.: N. Crespi, A.T. Drobot, R. Minerva. — Springer, 2023. — Рp. 97–121. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-21343-4_4.
  7. Grieves, M. Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems. / M. Grieves, J. Vickers // Transdisciplinary Perspectives and Complex Systems: New Findings and Approaches. Eds by F.J. Kahlen, S. Flumerfelt, A. Alves // Springer. — 2017. — Pp. 85–113. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-38756-7_4.
  8. Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности. Краткий доклад / А.И. Боровков, А.А. Гамзикова, К.В. Кукушкин, Ю.А. Рябов. — СПб: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019. — 62 с. — DOI: https://doi.org/10.18720/SPBPU/2/i20-130.
  9. Блинов, В.Л. Цифровые двойники турбомашин: учеб. пособие / В.Л. Блинов, С.В. Богданец; науч. ред. О.В. Комаров; М-во науки и высш. образования РФ. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2022. — 162 с.
  10. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения: ГОСТ Р 57700.37–2021. — Введ. 16.09.2021. — М.: Российский институт стандартизации, 2021. — 15 с.
  11. Цифровые двойники: вопросы терминологии / А.И. Боровков [и др.]. — СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2021. — 28 с.
  12. Кокорев, Д.С. Цифровые двойники: понятие, типы и преимущества для бизнеса / Д.С. Кокорев, А.А. Юрин // Colloquium-Journal. — 2019. — No. 10(34), part 2. — P. 101–105. — DOI: https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10264.
  13. Дозорцев, В.М. Цифровые двойники в промышленности: жизнь после Хайпа / В.М. Дозорцев // Автоматизация в промышленности. — 2023. — № 12. — С. 3–9. — DOI: https:// doi.org/10.25728/avtprom.2023.12.01.
  14. Прохоров, А. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт / А. Прохоров, М. Лысачев; под ред. А. Боровкова. — М.: ООО «АльянсПринт», 2020. — 401 с.
  15. Rundo, M. Lubrication pumps for internal combustion engines: a review / M. Rundo, N. Nervegna // Int. J. of Fluid Power. — 2015. — Vol. 16, iss. 2. — Pp. 59–74. — DOI: https://doi.org/1 0.1080/14399776.2015.1050935.
  16. Gamez-Montero, P.J. A review of gerotor technology in hydraulic machines / P.J. Gamez-Montero, E. Codina, R. Castilla // Energies. — 2019. — Vol. 12, iss. 12. — DOI: https://doi. org/10.3390/en12122423.
  17. Ivanović, L. Design, Modeling and simulation of gearing for improving gerotor pump performance / L. Ivanovic // Advances in Hydraulic and Pneumatic Drives and Control 2020. — 2020. — Pp. 15–27. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-59509-8_2.
  18. Саенко, В.П. К расчету героторных гидромашин / В.П. Саенко, Р.Н. Горбатюк // Вестник машиностроения. — 2004. — № 7. — С. 13–16.
  19. Altare, G. Advances in simulation of gerotor pumps: an integrated approach. / G. Altare, M. Rundo // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. — 2017. — Vol. 231, iss. 7. — Рр. 1221–1236. — DOI: https://doi.org/10.1177/09544062176946.
  20. Modelling approach on a gerotor pump working in cavitation condition // D. Buono [et al.] / Energy Procedia. — 2016. — Vol. 101. — Pp. 701–709. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.11.089.
  21. Pellegri, M. Numerical simulation of Gerotor pumps considering rotor micro-motions // M. Pellegri, A. Vacca // Meccanica. — 2017. — Vol. 52, iss. 2. — Pp. 1851–1870. — DOI: https://doi.org/10.1007/s11012-016-0536-6.
  22. Pellegri, M. A simulation model of Gerotor pumps considering fluid-structure interaction effects: Formulation and validation motions // M. Pellegri, V.H.B. Mannе, A. Vacca // Mechanical Systems and Signal Processing. — 2020. — Vol. 140. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2020.106720.
  23. Rundo, M. Models for flow rate simulation in gear pumps: a review / M. Rundo // Energies. — 2017. — Vol. 10, iss. 9. — DOI: https://doi.org/10.3390/en10091261.
  24. Design analysis & parametric optimization of gerotor oil pump for improving volumetric efficiency / A. Kamal [et al.] // SAE Technical Papers 2016-28-0113; SAE International: Warrendale, PA, USA. — 2016. — Pp. 1–10. — DOI: https://doi.org/10.4271/2016-28-0113.
  25. Schweiger, W. Gerotor Pumps for Automotive Drivetrain Applications: A Multi Domain Simulation Approach / W. Schweiger, W. Schoefmann, A. Vacca // SAE International Journal of Passenger Cars – Mechanical Systems. — 2011. — Vol. 4, iss. 3. — Pp. 1358–1376. — DOI: https://doi.org/10.4271/2011-01-2272.
  26. A Virtual Prototype for Fast Design and Visualization of Gerotor Pumps / J. Pareja-Corcho [et al.] // Applied Sciences. — 2021. — Vol. 11, iss 3. — DOI: https://doi.org/10.3390/app11031190.
  27. Sang, X. Numerical simulation of an inner engaging gerotor based on the optimization of inlet and outlet cavities / X. Sang, X. Zhou, X. Liu // Proc. 5th International Conference on Advanced Design and Manufacturing Engineering, Shenzhen, September19–25, 2015. — China: Atlantis Press, 2015. — Pp. 1691–1695. — DOI: https://doi.org/10.2991/icadme-15.2015.313.
  28. Design of Gerotor Pump and Influence on Oil Supply System for Hybrid Transmission / M. Huang [et al.] // Energies. — 2021. — Vol. 14, iss. 18. — DOI: https://doi.org/10.3390/en14185649.
  29. Design and CFD analysis of gerotor with multiple profile (ellipse–involute–ellipse type and 3-ellipses type) using rotation and translation algorithm / J.H. Bae [et al.] // Proc. of Institute of Mechanical Engineering. Part C: J. Mechanical Engineering Science. — 2016. — Vol. 230, iss. 5. — Pp. 804–823. — DOI: https://doi.org/10.1177/0954406215583888.
  30. Патанкар, С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / С. Патанкар; пер. с англ. под ред. В.Д. Виоленского. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 152 с.
  31. Wilcox, D.C. Turbulence modeling for CFD / D.C. Wilcox // DCW Industries Inc. — 1993. — 460 p.
  32. Menter, F.R. Ten years of industrial experience with the SST turbulence model / F.R. Menter, M. Kuntz, R. Langtry // Heat and Mass Transfer 4: Proc. 4th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer, Antalya, Turkey, 12–17 Oct. 2003; eds. K. Hanjalic, Y. Nagano, M. Tummers. — Begell House, Inc. — 2003.
  33. Computational fluid dynamics and particle image velocimetry assisted design tools for a new generation of trochoidal gear pumps / M. Garcia-Vilchez [et al.] // Advances in Mechanical Engineering. — 2015. — Vol. 7, iss. 7. — DOI: https://doi.org/10.1177/1687814015592561.
  34. Стасенко, Д.Л. Методика расчета героторного насоса с эпициклоидальным зацеплением / Д.Л. Стасенко, Д.В. Лаевский // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. — 2011. — № 2(45). — С. 23–30.