Совершенствование трибологических параметров поршня телескопического автомобильного амортизатора

Александр Сергеевич Алюков, Кирилл Валерьевич Прокопьев, Алексей Алексеевич Дойкин, Юрий Владимирович Рождественский

Аннотация


В настоящее время при проектировании транспортного средства к его подвеске предъявлены повышенные требования, связанные в первую очередь с задачей обеспечения высокого уровня плавности хода, изоляции кузова от вибрации и дорожных шумов. Амортизатор в равной мере предназначен как для обеспечения комфортабельности, так и безопасности движения. Для срабатывания подвески транспортного средства даже на небольших дорожных неровностях амортизатор должен обладать возможно меньшим внутренним трением. Сопряжение «поршень – цилиндр» амортизатора является одним из основных источников трибологических потерь. Одним из наиболее перспективных средств снижения потерь является профилирование направляющей части поршня. В работе предложен метод, позволяющий определить гидромеханические характеристики трибосопряжения в амортизаторе, такие как потери мощности на трение, расход смазки через зазор, минимальную за цикл толщину смазочного слоя. Для этого предлагается аппроксимация формы профиля направляющей части поршня непрерывными зависимостями. Для решения уравнения Рейнольдса использованы численно-аналитические методы, основанные на конечно-разностной аппроксимации дифференциальных операторов краевой задачи со свободными границами. Для оценки влияния конструктивных параметров на гидромеханические характеристики были проведены параметрические исследования. Предложен метод улучшения гидромеханических характеристик путем варьирования геометрических параметров сопряжения. При помощи разработанных программных пакетов получены результаты расчетов различных конструкций. Рассмотрены конструкции с цилиндрической и симметричной направляющей поршня. Предложенные методы являются универсальными, использование разработанных подходов  на этапе проектирования позволяет создавать более надежные, долговечные и эффективные телескопические автомобильные амортизаторы.


Ключевые слова


расчет трибологических параметров; поршень; амортизатор

Полный текст:

PDF

Литература


Инерционное нагружение элементов гидравлического амортизатора в подвеске транспортных машин / П.Д. Балакин, Э.А. Кузнецов, С.В. Алферов и др. // Омский научный вестник. – 2007. – № 1 (52). – С. 42–47.

Delprete, C. Piston dynamics, lubrication and tribological performance evaluation. A review / C. Delprete, A. Razavykia // International Journal of Engine Research. – 2018. DOI: 10.1177/ 1468087418787610

Tung, S. Automotive tribology overview of current advances and challenges for the future / S. Tung, M. McMillan // Tribology International. – 2004. – № 37. – P. 517–536. DOI: 10.1016/ j.triboint.2004.01.013

Динамика и смазка гидродинамических трибосопряжений поршневых и роторных машин / Ю.В. Рождественский, Е.А. Задорожная, Н.А. Хозенюк, К.В. Гаврилов. – М.: Наука, 2018. – 373 с.

Сливинский, Е.В. Перспективный гидромеханический гаситель колебаний для безрельсовых транспортных средства / Е.В. Сливинский, Д.С. Кравцов, К.С. Фетисов // Вестник Иркут. гос. техн. ун-та. – 2017. – Т. 21. – № 12. – С. 56–63.

Zhang, Z.N. Optimizing the shape of top piston ring face using inverse method / Z.N. Zhang,

J. Liu, Y.H. Tang // Industrial Lubrication and Tribology. – 2016. – № 40. – P. 1441–1453. DOI: 10.1108/ILT-06-2015-0090

A thermal mixed lubrication model to study the textured ring/liner conjunction / C.X. Gu,

X.H. Meng, Y.B. Xie, J.Z. Fan // Tribology International. – 2016. – № 101. – P. 178–193. DOI: 10.1016/ 2016.04.024

Becker, E.P. Trends in tribological materials and engine technology / E.P. Becker // Tribology International. – 2004. – № 37. – P. 569–575. DOI: 10.1016/2003.12.006

Deformation Analysis of the cylinder liner based on mechanical-thermal couplings / X.P. Zhu, S. Bai, Y. Chen, H.N. Song // Design and Manufacture of Diesel Engine. – 2013. – № 19 (3). – P. 9–14.

A mixed lubrication and oil transport model for piston rings using a mass-conserving algorithm / X.H. Meng, C.X. Gu, Y.B. Xie, W.X. Li // International Journal of Engine Research. – 2016. – № 17 (10). – P. 1062–1076. DOI: 10.1016/2016.08.005

Jeng, Y.R. Theoretical analysis of piston-ring lubrication part II-starved lubrication and its applications to a complete ring pack / Y.R. Jeng // Tribology Transactions. – 1992. – № 35 (4). – P. 696–706. DOI: 10.1080/10402009208982175

Keribar, R. An integrate model of ring pack performance / R. Keribar, Z. Durunskaya, M.F. Flemming // ASME Journal of Engineering Gas Turbines and Power. – 1999. – № 113. – P. 382–389.

Mishra, P.C. Tribodynamic modeling of piston compression ring and cylinder liner conjunction in high-pressure zone of engine cycle / P.C. Mishra // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2013. – № 66 (5-8). – P. 1075–1085. DOI: 10.100/s00170-012-4390-y

Numerical study on the tribological performance of ring/liner system with consideration of oil transport / C. Liu, Y.J. Lu, Y.F. Zhan et al. // ASME Journal of Tribology. – 2018. DOI: 10.1115/1.4040510

On the Transient three-dimensional tribodynamics of internal combustion engine top compression ring / C. Baker, S. Theodossiades, R. Rahmani et al. // ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. – 2017. – № 139 (6). DOI: 10.1115/1.4035282

Patir, N. An average flow model for determining effects of three-dimensional roughness on partial hydrodynamic lubrication / N. Patir, H.S. Cheng // ASME Journal of Lubrication Theory. – 1978. – № 100 (1). – P. 12–17. DOI: 10.1115/1.3453103

Patir, N. Application of average flow model to lubrication between rough sliding surfaces / N. Patir, H.S. Cheng // ASME Journal of Lubrication Theory. – 1979. – № 101 (2). – P. 220–229. DOI: 10.1115/1.3453329

Thermal elastohydrodynamic simulation of involute spur gears incorporating mixed friction / L. Bobach, R. Beilicke, D. Bartel, L. Deters // Tribology International. – 2012. – № 48. – P. 191–206. DOI: 10.1016/j.triboint.2011.11.025

Research on the profile design of surface texture in piston ring of internal combustion engine / B.F. Yin, D.S. Gao, S. Sun et al. // ASME Journal of Tribology. – 2018. – № 140 (6). – P. 61–71.

Surface specific asperity model for prediction of friction in boundary and mixed regimes of lubrication / M. Leighton, N. Morris, R. Rahmani, H. Rahnejat // Meccanica. – 2017. – № 52 (1-2). – P. 21–33. DOI: 10.1007/s11012-016-0397-z

Wu, C. An average Reynolds equation for partial film lubrication with a contact factor / C. Wu, L. Zheng // ASME Journal of Tribology. – 1989. – № 101 (2). – P. 220–229. DOI: 10.1115/1.3261872


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.