Analiza wrażliwości modelu filtracji cieczy hydraulicznych

• Autorzy: Rabsztyn Dominik , Klarecki Klaudiusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0055.0605

Warianty tytułu

EN

Sensitivity analysis of the hydraulic fluid filtration model

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule autorzy starali się wypełnić lukę badawczą, jaką jest brak modelu filtracji bazującego na współczynniku skuteczności filtracji (Beta) filtrów hydraulicznych. Opracowany autorski model pozwala na określenie wpływu wybranych parametrów systemów filtracyjnych na separację zanieczyszczeń przez wkłady filtracyjne. Przeprowadzono także numeryczną analizę wrażliwości mającą na celu określenie wpływu wybranych parametrów systemów filtracyjnych na poprawę klasy czystości cieczy hydraulicznych. Wyniki przeprowadzonych analiz numerycznych wskazują w sposób ilościowy, jakie parametry systemów filtracyjnych mają największy wspływ na usuwanie zanieczyszczeń z cieczy roboczej. Mimo powszechnej opinii, zwiększenie współczynnika Beta wkładów filtracyjnych powyżej minimalnej zalecanej wartości βx=75 nie wpływa znacząco na poprawienie czystości medium. Opracowany model matematyczny oraz przeprowadzone analizy numeryczne mają na celu pomóc projektantom, konstruktorom oraz użytkownikom napędów i sterowań hydrostatycznych w doborze lub modyfikacji systemu filtracyjnego.

EN

In article, authors tried to fill the research gap, which is the lack of a filtration numerical model, based on the filtration efficiency coefficient (Beta Ratio) of hydraulic filters. Developed model allows determining the influence of selected parameters of filtration systems on the separation of contaminants by hydraulic filters. In publication also included a sensitivity analysis aimed at determining the influence of selected parameters of filtration systems on improving cleanliness class of hydraulic fluids. The results of the conducted numerical analyzes quantitatively indicate which parameters of filtration systems have the largest impact on the removal of contaminants from the hydraulic fluid. Despite popular opinion, increasing the Beta coefficient of filter s above the minimum recommended value of βx=75 does not significantly improve the cleanless of the medium. The developed mathematical model and the performed numerical analyzes are intended to help designers, constructors and users of hydrostatic drives and controls in the selection or modification of the filtration system.

Słowa kluczowe

PL

napęd hydrostatyczny; współczynnik beta; matematyczny model zjawiska filtracji; skuteczność filtracji

EN

hydrostatic drives; beta coefficient ratio; filtration phenomen mathematical model; filtration efficiency

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 55, iss.1
• Strony: 1--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Rabsztyn Dominik

• Silesian University of Technology (Politechnika Śląska), Poland

• https://orcid.org/0000-0001-8447-3398

autor

Klarecki Klaudiusz

• Silesian University of Technology (Politechnika Śląska), Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9301-0114

Bibliografia

• 1. S.H. Hong and H.G. Jeon, “Monitoring the Conditions of Hydraulic Oil with Integrated Oil Sensors in Construction Equipment,” Lubricants, Vol. 10, Iss. 11, 2022, DOI: 10.3390/lubricants10110278.
• 2. W.D. Philips and J.W.G. Staniewski, “The origin, measurement and control of fine particles in non-aqueous hydraulic fluids and their effect on fluid and system performance,” Lubrication Science, Vol. 28, pp. 43-64, 2016.
• 3. Eaton Vickers, The Systemic Approach to Contamination Control. Eaton Corporation 2002, USA.
• 4. K.M. Hancock and Q. Zhang, “A Hybrid Approach to Hydraulic Vane Pump Condition Monitoring and Fault Detection,” Transactions of the ASABE, Vol. 49, pp. 1203-1211, 2006.
• 5. A. Kunz, R. Gellrich, G. Beckmann, and E. Broszeit, “Theoretical and Practical Aspects of the Wear of Vane Pumps Part A. Adaptation of a Model for Predictive Wear Calculation,” Wear, Vol. 181-183, Iss. 2, pp. 862–867, 1995
• 6. G. Livingstone and G. Cavanaugh, “The real reasons why hydraulic fluids fail. And strategies to stop problems before they start,” Tribology and Lubrication Technology, 2015, pp. 44-51.
• 7. N. Novak et al., “Degradation of Hydraulic System due to Wear Particles or Medium Test Dust,” Appl. Sci. Vol. 13, Iss. 13, 2023, DOI: 10.3390/app13137777.
• 8. Parker Hannifin, Hydraulic Pumps & Motors Vane Troubleshooting Guide. Catalogue HY29-0022/UK, Warwick 2012.
• 9. Parker, The Handbook of Hydraulic Filtration. Catalog HTM-4 10M, 10/05, T&M.
• 10. N. Baroiu and G.A. Moroșanu, “Constructive-Functional Analysis and Sizing of Hydraulic Filters,” Annals of Dunarea de Jos University of Galati, Fascicle V, Technologies in machine building, 2022, DOI: 10.35219/tmb.2021.1.01.
• 11. J.M.R. Gorle et al., “Effect Of Temperature, Flow Rate and Contamination on Hydraulic Filtration,” MM Science Journal 2018, pp. 2490–2493, DOI: 10.17973/MMSJ.2018_10_201852.
• 12. J.M.R. Gorle et al., “Correlation between flow and fluid parameters for hydraulic filter element’s lifetime,” presented at 29th CIMAC World Congress on Internal Combustion Engines 2019, 10–14, Vancouver, Canada.
• 13. HYDAC. Filtration Handbook. No. E70.000.0/02.08.
• 14. A. O'Donnell et al., “Effects of cross-flow filtration and tramp oil removal on the components and performance properties of metalworking fluids,” Lubrication Engineering, Vol. 58, Iss. 11, 2002.
• 15. J. Rensselar, “Hydraulic fluid efficiency in construction equipment,” Tribology and Lubrication Technology 2015, pp. 59-66.
• 16. K. Klarecki, „Filtracja a czystość cieczy hydraulicznych,” Napędy i sterowanie, Vol. 1, 2017.
• 17. K. Klarecki and D. Rabsztyn, “Experimental Verification of the Filtration Phenomena in Hydraulic Systems,” Mechatronics 2017 - Ideas for Industrial Applications, Springer, DOI: 10.1007/978-3-030-15857-6_22.
• 18. J.K. Duchowski et al., “Experimental evaluation of filtration requirements for journal bearings operating under different contaminant levels,” Lubrication Engineering, Vol. 58, 2002.
• 19. Y.S. Korkmaz et al., “Experimental and Numerical Investigation of Fluid Flow in Hydraulic Filters” Journal of applied fluid mechanics, Vol. 15(2), 2022.
• 20. V. Brazhenko, I. Mochalin, “Numerical simulation and experimental tests of the filter with a rotating cylindrical perforated filter element,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 235(12), 2021, DOI: 10.1177/0954406220950346.
• 21. L. Brinkschulte, J. Mattes, and M. Geimer, “An approach to wear simulation of hydrostatic drives to improve the availability of mobile machines. Fluid power networks, in Proceedings of 11th International Fluid Power Conference (IFK), Aachen, 19-21. March 2018, Vol. 1, pp. 392 – 407.
• 22. S.Y. Konstantinov et al., “Numerical Simulation of Hydraulic Screen Filter,” presented at the International Conference on Dynamics and Vibroacoustics of Machines (DVM), Samara, Russian Federation 2022, 1-8. DOI: 10.1109/DVM55487.2022.9930907.