Simulering av smörjfilmsuppbyggnad på kolvparti i Hägglundsmotorn
Hydrauliska radialkolvsmotorer används i en mängd tillämpningar där höga
vridmoment och robusthet krävs. Hägglunds Drives är ledande i branschen och
erbjuder hög prestanda, flexibilitet och säkerhet i krävande miljöer. För
att behålla dess position på marknaden behövs löpande utveckling.
Hägglunds Compact är en hydraulmotor där det drivande momentet mellan
utgående axel och chassiet överförs via ett kolvparti. Compact motorns
prestanda är beroende av friktion och läckage av olja i detta kolvparti.
Omfattande testning utförs för att förbättra kolvpartiets design. För att
förenkla designprocessen vill man nu kunna köra simuleringar på
kolvpartiet, något som man inte har kunnat göra tidigare.
Kolvpartiet består av en kolv och en rulle. I kontakten mellan kolv och
rulle byggs en smörjfilm upp genom att när rullen roterar så skapas ett
hydrodynamiskt tryck. Trycket i smörjfilmen kan vara högt och påverka hur
kolvpartiet deformeras. Sådana smörjförlopp brukar kallas för
elastohydrodynamisk smörjning. Dessa innebär ett icke-linjärt problem och
kräver numeriska beräkningsmetoder.
En modell skapades genom att definiera ekvationer och samband mellan
kolvpartiets deformationer och tryckuppbyggnaden i oljefilmen mellan kolv
och rulle. Modellen baseras på fysiken bakom elastohydrodynamisk smörjning,
så kallad EHL.
I modellen som byggdes upp beräknas kolvens deformationer och
tryckfördelningen i smörjfilmen mellan kolv och rulle med hjälp av
numeriska metoder i programmet Comsol Multiphysics. Utifrån dessa kan sedan
friktion och läckage beräknas.
Användning av simuleringsmodellen gör att det blir billigare och enklare
att utveckla nya kolvdesigner.