تحلیل عددی و شبیه سازی عملکرد گذرای شیر کنترل مسیر تناسبی با پاسخ سریع در سامانه های انتقال توان هیدرولیکی

شیرهای کنترل مسیر تناسبی با پاسخ سریع، نقش موثری در بهبود کارایی سامانه های انتقال توان هیدرولیکی، در ماشین های کشاورزی، دارند. با این حال، تغییر وضعیت سریع این شیرها، موجب بروز پدیده های گذرای نامطلوبی، در سامانه های انتقال توان هیدرولیکی می شود که پایداری و بازده ی انرژی در آن ها را تحت تاثیر قرار می دهد. در این پژوهش، با رویکرد عددی، تاثیر زمان تغییر وضعیت (۲ و ۲۰ms) و شعاع انحنای برآمدگی های جزء متحرک اسپولی شکل (۰، ۲، ۴ و ۶μm)، بر مشخصه های عملکردی شیر کنترل مسیر تناسبی با پاسخ سریع، در حالت های پایا و گذرا، بررسی گردید. بدین منظور، یک مدل سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی، با بهره گیری از شبکه متحرک و مدل آشفتگی k-ε استاندارد، توسعه داده شد. برای اعتبارسنجی مدل عددی، طراحی و ساخت یک سامانه ی انتقال توان هیدرولیکی، به منظور اندازه گیری مشخصه های عملکردی شیر کنترل مسیر، انجام گرفت. مقایسه ی نتایج عددی و تجربی نشان داد که، اختلاف میان آن ها در حالت پایا، کمتر از ۵ درصد و در حالت گذرا، کمتر از ۶ درصد است. همچنین، با کاهش زمان تغییر وضعیت شیر، از ۲۰ به ms۲، میانگین دبی روغن عبوری، ۸/۱۹ درصد کاهش و نیروی موردنیاز برای تغییر وضعیت، ۸/۲۹ درصد، افزایش یافت. علاوه بر این، ایجاد شعاع انحنای ۲μm، در برآمدگی های جزء متحرک اسپولی شکل، موجب افزایش ۳/۷ درصدی دبی روغن عبوری و کاهش ۲/۹ درصدی نیروی لازم برای تغییر وضعیت شیر تناسبی، در حالت پایا، شد. در حالت گذرا نیز، این اصلاح هندسی، باعث افزایش ۳/۱۵ درصدی دبی و کاهش ۴/۱۳ درصدی نیروی لازم برای تغییر وضعیت شیر تناسبی، گردید.

کلیدواژه ها:

شیر تناسبی ، جریان گذرا ، انتقال توان هیدرولیکی ، دینامیک سیالات محاسباتی