Вдовин Денис Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры "Колесные машины"
Scopus ID 57190382642
Москва
Vdovin Denis Sergeevich, Ph.D., vdovin@bmstu.ru, Associate Professor, Wheeled Vehicles Department
Scopus ID 57190382642
Moscow
Косицын Борис Борисович , доктор технических наук, доцент, профессор кафедры "Колесные машины"
Scopus ID 57201094323
Москва
Kositsyn Boris Borisovich, Doctor of Technical Sciences, kositsyn_b@bmstu.ru, Professor, Wheeled Vehicles Department
Scopus ID 57201094323
Moscow
Сидоров Александр Андреевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела СМ3-2 НИИ СМ
Scopus ID 57200501536
Москва
Sidorov Alexander Andreevich, Ph.D., sidorovaan@bmstu.ru, Senior Researcher, SM3-2 Department, Scientific Research Institute
Scopus ID 57200501536
Moscow
Введение. В современном мире для повышения подвижности и безопасности движения транспортных средств, а также увеличения ресурса рабочих тормозных механизмов, на тяжелой колесной технике широко распространена износостойкая тормозная система, позволяющая обеспечить служебное замедление машины без применения фрикционных тормозов. Одним из основных агрегатов, составляющих такую систему замедления, является гидродинамический ретардер, исследованию характеристик которого посвящается данная работа.
Цель исследования. Обеспечение заданной механической характеристики гидродинамического ретардера путем оптимизации лопастной части.
Методология и методы. Для исследования влияния параметров лопастной части на характеристики гидродинамического ретардера применяются методы вычислительной гидродинамики CFD, позволяющие определять значения динамических/энергетических характеристик потока в межлопастном пространстве гидротормоза с учетом влияния геометрических особенностей проточной части, а также физико-механических свойств рабочей жидкости. В рамках статьи создана конечнообъемная модель проточной части гидротормоза в программном комплексе Ansys Fluent, а также проанализирована зависимость характеристик гидротормоза от внутренних элементов лопастной части: количества лопастей, угла наклона лопастей, формы проточной части.
Результаты и научная новизна. Представленный подход позволяет итерационным путем осуществлять синтез лопастных колес гидротормоза. При этом полученные результаты исследования о влиянии угла наклона, количества и формы лопастей на коэффициент момента гидротормоза позволяют рационально выбрать начальное приближение и уменьшить количество итераций.
Практическая значимость. Данные о влиянии параметров проточной части на характеристики гидротормоза позволяют на этапе проектирования оценить возможность создания приемлемых конструктивных исполнений гидродинамических ретардеров для применения на колесной транспортной технике.
Introduction. In the modern world, in order to increase the mobility and traffic safety of vehicles, as well as to increase the service life of brake mechanisms, a wear-resistant brake system is widely used on heavy wheeled vehicles, which makes it possible to provide service deceleration of the vehicle without the use of friction brakes. One of the main units that make up such a deceleration system is a hydrodynamic retarder, the study of the characteristics of which is devoted to this work.
Objective. Providing a given mechanical characteristic of a hydrodynamic retarder by optimizing the blade part.
Methodology and methods. To study the influence of the parameters of the bladed part on the characteristics of the hydrodynamic retarder, CFD methods are used to determine the values of the dynamic/energy characteristics of the flow in the interblade space of the hydraulic brake, considering the influence of the geometric features of the flow path, as well as the physical and mechanical properties of the working fluid. Within the framework of the article, a finitevolume model of the fluid part of the hydraulic brake was created in the Ansys Fluent software package, and the dependence of the characteristics of the hydraulic brake on the internal elements of the blade part was analyzed: the number of blades, the angle of inclination of the blades, the shape of the fluid part.
Results and scientific novelty. The presented approach allows iteratively to carry out the synthesis of hydraulic brake impellers. At the same time, the obtained results of the study on the influence of the angle of inclination, the number and shape of the blades on the torque coefficient of the hydraulic brake make it possible to rationally choose the initial approximation and reduce the number of iterations.
Practical significance. Data on the influence of the parameters of the flow path on the characteristics of the hydraulic brake make it possible at the design stage to evaluate the possibility of creating acceptable designs of hydrodynamic retarders for use on wheeled vehicles.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.