ارایه‌ی یک مدل ریاضی برای تعیین راندمان پمپ پیستون شعاعی جابجایی ثابت

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسنده

استادیار، دانشکده‌ی مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی‌شاپور دزفول، ایران.

10.22044/jsfm.2025.15818.3942

چکیده

پیش‌بینی کارایی پمپ‌های پیستون شعاعی، در شرایط کاری مختلف، به منظور مصرف بهینه‌ی انرژی در سامانه‌های انتقال توان ماشین‌های متحرک، ضرورت دارد. در این مقاله، برای تخمین راندمان پمپ‌ پیستون شعاعی جابجایی ثابت، در شرایط کاری مختلف، یک مدل ریاضی، ارایه گردید. به منظور ارزیابی دقت عمل این مدل ریاضی، یک واحد تولید جریان، شامل پمپ پیستون شعاعی و حسگرهای مختلف، برای اندازه‌گیری راندمان‌های حجمی، مکانیکی و کل، دبی روغن خروجی از پمپ و گشتاور محور ورودی، طراحی و ساخته شد. ‌بررسی‌ها نشان داد که متوسط اختلاف میان نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌های تجربی راندمان‌های حجمی، مکانیکی و کل، با نتایج حاصل از حل مدل ریاضی، به ترتیب، کمتر از 5/3، 8/3 و 5/4 درصد می‌باشند. از سوی دیگر، روند تغییرات راندمان‌های حجمی و کل پمپ پیستون شعاعی بر حسب سرعت دورانی محور آن، شامل یک ناحیه‌ی بی‌اثر است که با افزایش فشار روغن در خروجی پمپ، گسترش می‌یابد. همچنین، افزایش فشار روغن در مجرای خروجی پمپ پیستون شعاعی، موجب افزایش سرعت متناظر با بیشینه راندمان کل، می‌گردد. این در حالی است که، راندمان مکانیکی پمپ پیستونی، تحت تأثیر سرعت دورانی محور ورودی و فشار روغن، تغییرات اندکی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Chiavola O, Frattini E, Palmieri F, Fioravanti A,  Marani  P (2023) On the efficiency of mobile hydraulic power packs operating with new and aged eco-friendly fluids. Energies 16(5): 5681.
[2] Novakovic B, Radovanovic L, Zuber N, Radosav D, Dordevic L, Kavalic M (2022) Analysis of the influence of hydraulic fluid quality on external gear pump performance. Maintenance and Reliability 24(2): 260–268.
[3] Banaszek A, Petrovic R, Andjelkovic M, Radosavljevic M (2023) Comparative analysis of the overall efficiency of a hydraulic pump unit with and without a separate pre-charging system. Energies 16(5): 2201.
[4] Mahato A, Ghoshal S (2021) Energy-saving strategies on power hydraulic system. J. Systems and Control Engineering 235(2): 147-169.
[5] Sliwinski P (2021) Determination of the theoretical and actual working volume of a hydraulic motor. Energies 14(6): 1648.
[6] Vacca A (2018) Energy efficiency and controllability of fluid power systems. Energies, 11(5): 1169.
[7] Banaszek A, Petrovic R, Andjelkovic M, Radosavljevic M (2022) Concept of efficiency of a twin-two-pump hydraulic power pack with pumps equipped with constant pressure regulators with different linear performance characteristics. Energies 15(21): 8100. 
[8] Costa G,  Sepehri N (2018) Understanding the overall efficiency of hydrostatic pumps and motors. Int. J. Fluid Power 19(1): 106-116.
[9] Banaszek A (2021) Identifying optimal efficiency exploitation conditions of axial piston hydraulic motor A2FM type using Artificial Neural Network algorithms. Procedia Computer Science 192(3):1532-1540.
 [10] Zardin B, Natali E, Borghi M (2019) Evaluation of the hydro-mechanical efficiency of external gear pumps. Energies 12(13): 2468.
[11] Szwemin P, Fiebig W (2021) The influence of radial and axial gaps on volumetric efficiency of external gear pumps. Energies 14(15): 4468.
[12] Sola R, Veronesi P, Zardin B, Borghi M (2020) A study on PVD coatings for the reduction of friction and wear of swashplate axial piston pumps and motors. Int. J. Italian Assoc. Metallurgy 112 (3):14–23.
[13] Sledziewski P (2022) The methodology of design of satellite working mechanism of positive displacement machine. Scientific Reports 12: 13685.
[14] Devendran R, Vacca A (2014) A novel design concept for variable delivery flow external gear pumps and motors. Int. J. Fluid Power 15(3): 121-137.
[15] Rituraj R, Vacca A, Rigosi M (2021) Modeling and validating hydro-mechanical losses in pressure-compensated external gear machines. Mechanism and Machine Theory 161: 104310.
[16] Rituraj R, Vacca A (2021) Investigation of flow through curved constrictions for leakage flow modeling in hydraulic gear pumps. Mechanical Systems and Signal Processing 153(15): 107503.
[17] Del-Campo D, Castilla R, Rauch G, Gamez-Montero P, Codina E (2014) Pressure effects on the performance of external gear pumps under cavitation. J. Mech. Eng. Sci. 228(16): 2925-2937.
[18] Todic N, Savic S, Gordic D, Petrovic R (2022) Experimental research of the hydrodynamic processes of an axial piston water hydraulic pump. Machines 10(9): 728.
[19] Lesniewski T, Stosiak M, Lubecki M, Krawczyk J (2022) Wear resistance of selected anti-wear coatings used in multi-material composite hydraulic cylinders. Aviation 26(3): 153–159.
[20] Muzzioli G, Paini G, Denti F, Paltrinieri F, Montorsi L, Milani (2022) A lumped parameter and CFD combined approach for the lubrication analysis of a helical gear transmission. J. Phys. 2385: 012034.