Моделювання видів мащення плунжерних гідравлічних агрегатів систем приводів і двигунів внутрішнього згорання мобільних технологічних машин

Abstract

UA: У статті запропонована методика моделювання видів мащення плунжерних пар об’ємних гідравлічних агрегатів – насосів і моторів, паливних насосів високого тиску, які є головними агрегатами систем приводів або живлення мобільних технологічних машин. Моделювання видів мащення ґрунтовано на встановленні граничної в’язкості робочої рідини, за якої відбувається перехід від граничного або еластогідродинамічного мащення до стійкого гідродинамічного мащення плунжерної пари.

EN: The article proposes a methodology for modeling the types of lubrication of plunger pairs of volumetric hydraulic units - pumps and motors, high-pressure fuel pumps, which are the main units of drive systems or power supply of mobile technological machines. Modeling the types of lubrication is based on establishing the limiting viscosity of the working fluid, at which the transition from the limiting or elastohydrodynamic lubrication to the stable hydrodynamic lubrication of the plunger pair occurs. The criterion for the transition from one type of lubrication to another is the relative thickness of the lubricating film, which is defined as the ratio of the actual minimum film thickness to the sum of the average values of the deviations of the microprofile of the contacting surfaces from the center line. The resulting mathematical model has the form of a dependence for determining the limiting transient viscosity, which takes into account the geometric and kinematic parameters of the plunger pair, the force acting on the plunger from the fluid pressure in the hydraulic system, as well as the condition of transition from limiting to liquid lubrication with a set value of the relative thickness of the lubricating film at level 5. For the selected initial data for the axial plunger pump, numerical verification of the mathematical model was carried out. The dependence of the plunger speed at half a revolution of the pump shaft on the fluid injection stroke, as well as the limiting viscosity, depending on the plunger stroke and the shaft rotation frequency, at constant fluid pressure, was established. In order to provide an example of modeling the types of lubrication of the proposed hydraulic unit, the values of the limiting viscosity obtained in the calculations were compared with the actual values of the dynamic viscosity of three hydraulic fluids of viscosity classes according to ISO VG-15, VG-22 and VG-46 at a temperature of 60 °C. The result of such a comparison was an assessment of the type of lubrication of the plunger pair when using working fluids of low and high viscosity. These actions established the transition points from limiting to stable hydrodynamic lubrication for different fluids, thereby proving the operability of the resulting model.