Конструктивное исполнение высокоэффективных систем терморегулирования гидравлическихи магнитореологических приводов мобильных машин

Автор: Найгерт Катарина Валерьевна, Целищев Владимир Александрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Расчет и конструирование

Статья в выпуске: 3 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

Приводы мобильных машин эксплуатируются в условиях интенсивно изменяющихся температур. Устойчивость рабочих параметров приводных систем, применяющих рабочую жидкость в качестве кинематического звена, напрямую зависит от температуры среды. Для стабилизации температуры рабочей среды необходима реализация ее термостатирования. К массогабаритным показателям систем терморегулирования мобильных машин предъявляют жесткие требования, так как лишняя масса готового изделия повышает расход топлива, а большие размеры элементов создают трудности при их компоновке и монтаже. В гидравлических и магнитореологических системах посредством рабочей жидкости происходит перенос энергии от источника давления к исполнительному элементу, в жидкости протекают соответствующие процессы трансформации кинетической энергии в потенциальную энергию, изменения их значений в ответ на сигналы управления за счет различных устройств или механизмов. Рабочие характеристики и динамика рабочих процессов приводов определяется динамикой трансформации и переноса энергии в них. Очевидно, что динамика энергетических процессов гидравлических и магнитореологических систем зависит от физических параметров рабочих жидкостей и прежде всего от температуры. Это вызывает необходимость уделять повышенное внимание эффективности систем терморегулирования. Развитие приводных технологий требует совершенствования систем терморегулирования, так как существующие системы терморегулирования неспособны соответствовать постоянно повышающимся стандартам. В работе рассмотрена гибридная система терморегулирования для гидравлических и магнитореологических приводов, применяющая сочетание термоэлектрических элементов и одноступенчатой маломощной компрессорной установки, отличающаяся высокой производительностью, значительной энергоэффективностью и небольшими массогабаритными показателями. Описана численная модель, позволяющая проводить тепловой расчет подобных гибридных систем терморегулирования и определять динамику тепловых процессов, протекающих в их рабочих средах. Даны базовые рекомендации по проектированию и рациональной эксплуатации гибридных систем терморегулирования данного типа.

Еще

Гидравлические приводы, магнитореологические приводы, системы терморегулирования, рабочие среды, энергетические процессы

Короткий адрес: https://sciup.org/147231720

IDR: 147231720   |   DOI: 10.14529/engin180305

Список литературы Конструктивное исполнение высокоэффективных систем терморегулирования гидравлическихи магнитореологических приводов мобильных машин

  • Попов, Д.Н. Динамика и регулирование гидро-и пневмосистем/Д.Н. Попов. -М.: Машиностроение, 1976. -424 с.
  • Свешников, В.К. Станочные гидроприводы/В.К. Свешников, А.А. Усов. -М: Машиностроение, 1988. -512 с.
  • Чупраков, Ю.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики/Ю.И. Чупраков. -М.: Машиностроение, 1979. -232 с.
  • Смык, А.Ф. Физика. Электромагнетизм: курс лекций/А.Ф. Смык. -М.: МГУП, 2007. -160 с.
  • Steven, R.A. A Review of Power Harvesting Using Piezoelectric Materials/R.A. Steven, A.S. Henry//Smart Mater. Struct. -2007. -Vol. 16, no. 1 -P. 43-50. DOI: 10.1088/0964-1726/16/3/R01
  • Денисов, А.А. Электрогидро-и электрогазодинамические устройства автоматики/А.А. Денисов, В.С. Нагорный. -Л.: Машиностроение, 1979. -257 с.
  • Naigert, K.V. The rotating magnetorheological fluid technologies in actuators of industrial automation systems/K.V. Naigert//Innovations in modern science. -Neftekamsk: Scientific Publishing Center World of Science; Praha: Publishing house Osvícení, 2017. -P. 102-113.
  • Naigert, K.V. The realization principles of new generation magnetorheological systems/K.V. Naigert//Modern science: current issues and development prospects. -Neftekamsk: Scientific Publishing Center World of Science; Sofia: Publishing house SORoS, 2017. -P. 132-147.
  • New Composite Elastomers with Giant Magnetic Response/A.V. Chertovich, G.V. Stepanov, E.Y. Kramarenko, A.R. Khokhlov//Macromolecular Materials and Engineering. -2010. -Vol. 295, no. 4. -P. 336-341.
  • DOI: 10.1002/mame.200900301
  • Magnetization reversal of Ferromagnetic Nanoparticles Induced by a Stream of Polarized Electrons/M.A. Kozhushner, A.K. Gatin, M.V. Grishin et al.//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2016. -Vol. 414. -P. 38-44.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.04.045
  • Magnetic Properties of Gamma-Fe2O3 Nanoparticles Obtained by Vaporization Condensation in a Solar Furnace/B. Martinez, A. Roig, X. Obradors//J. Appl. Phys. -1996 -Vol. 79 -P. 2580-2586.
  • DOI: 10.1063/1.361125
  • Magnetic and Mössbauer Spectroscopy Studies of Hollow Microcapsules Made of Silica-Coated CoFe2O4 Nanoparticles/I. S. Lyubutin, N. E. Gervits, S. S. Starchikov et al.//Smart Materials and Structures. -2015. -Vol. 25, no. 1. -P. 015022.
  • DOI: 10.1088/0964-1726/25/1/015022
  • Mathematical Modeling of Magneto-Sensitive Elastomers/I.A. Brigadnov, A. Dorfmann//Int. J. Solid. Struct. -2003. -Vol. 40. -P. 4659-4674.
  • DOI: 10.1016/S0020-7683(03)00265-8
  • Multifunctional Properties Related to Magnetostructural Transitions in Ternary and Quaternary Heusler Alloys/I. Dubenko, A. Quetz, S. Pandey et al.//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2015. -Vol. 383. -P. 186-189.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2014.10.083
  • Пат. 173746 Российская Федерация. Реологический дроссель-термостат/К.В. Найгерт, В.Т. Тутынин. -Опубл. 07.09.2017, Бюл. № 25.
  • Фройштетер Г.Б. Течение и теплообмен неньютоновских жидкостей в трубах/Г.Б. Фройштетер, С.Ю. Данилевич, Н.В. Радионова. -Киев: Наукова думка, 1990. -216 с.
  • Magnetic and Viscoelastic Response of Elastomers with Hard Magnetic Filler/E.Y. Kramarenko, A.V. Chertovich, G.V. Stepanov et al.//Smart Materials and Structures. -2015. -Vol. 24. -P. 035002.
  • DOI: 10.1088/0964-1726/24/3/035002
  • Бибик, Е.Е. Реология дисперсных систем/Е.Е. Бибик. -Л.: Изд-во. Ленингр. ун-та, 1981. -172 с.
  • Magnetorheological and Deformation Properties of Magnetically Controlled Elastomer with Hard Magnetic Filler/G.V. Stepanov, A.V. Chertovich, E.Y. Kramarenko//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2012. -Vol. 324. -P. 3448-3451.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2012.02.062
  • Nonlinear Magnetoelastic Deformations/A. Dorfmann, R.W. Ogden//Q. J. Mech. Appl. Math. -2004. -Vol. 57 (4). -P. 599-622.
  • DOI: 10.1093/qjmam/57.4.599
  • A Nonlinear Magnetoelastic Tube under Extension and Inflation in an Axial Magnetic Field: Numerical Solution/R. Bustamante, A. Dorfmann, R.W. Ogden//J. Eng. Math. -2007. -Vol. 59. -P. 139-153.
  • DOI: 10.1007/s10665-006-9088-4
  • Гусев, В.В. Физические основы проектирования оборудования: учеб. пособие/В.В. Гусев, В.К. Самойликов. -М.: МИЭТ, 1999. -141 с.
  • On Variational Formulations in Nonlinear Magnetoelastostatics./R. Bustamante, A. Dorfmann, R.W. Ogden//Math. Mech. Solids. -2008. -Vol. 13. -P. 725.
  • DOI: 10.1177/1081286507079832v1
  • Refractive Index Sensor Based on Magnetoplasmonic Crystals/A.A. Grunin, I.R. Mukha, A.V. Chetvertukhin, A.A. Fedyanin//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2016.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.03.069
  • Filipcsei, G. Magnetodeformation Effects and the Swelling of Ferrogels in a Uniform Magnetic Field/G. Filipcsei, M. Zrínyi//J. Phys. Condens. -2010. -Matter 22. -P. 276001.
  • DOI: 10.1088/0953-8984/22/27/276001
  • Булат, Л.П. Термоэлектрические охлаждающие устройства/Л.П. Булат, Е.В. Бузин. -СПб.: СПбГУНиПТ, 2001. -41 с.
  • New Manganite-Based Mediators for Self-Controlled Magnetic Heating/O.A. Shlyakhtin, V.G. Leontiev, O. Young-Jei, A.A. Kuznetsov//Smart Materials and Structures. -2007. -Vol. 16, no. 5. -P. 35-39.
  • DOI: 10.1088/0964-1726/16/5/N02
  • Material Transport of a Magnetizable Fluid by Surface Perturbation/V. Bohm, V.A. Naletova, J. Popp et al.//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2015. -Vol. 395. -P. 67-72.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.07.036
  • Carlson, J.D. MR Fluid, Foam and Elastomer Devices/J.D. Carlson, M.R. Jolly//Mechatronics.-2000. -Vol. 10. -P. 555-569.
  • DOI: 10.1016/S0957-4158(99)00064-1
  • Magneto Caloric Properties of Manganese (III) Porphyrins Bearing 2,6-Di-Tert-Butylphenolgroups/V.V. Korolev, T.N. Lomova, A.N. Maslennikova et al.//Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2016. -Vol. 401. -P. 86-90.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.10.014
  • Уилкинсон, У.Л. Неньютоновские жидкости/У.Л. Уилкинсон. -М.: Мир, 1964. -216 с.
  • Такетоми, С. Магнитные жидкости/C. Такетоми, С. Тикадзуми. -М.: Мир, 1993. -272 с.
Еще
Статья научная