CC BY
41
УДК 62-822+62-686
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ГИДРОПРИВОДА
Е. Г. Рылякин, А. Ю. Кузнецов
DESIGNING OF SYSTEM OF THERMAL REGULATION OF WORKING LIQUID OF THE HYDRAULIC ACTUATOR
E. G. Rylyakin, A. Yu. Kuznetsov
Аннотация. Актуальность и цели. В настоящее время область применения гидрофицированных машин постоянно расширяется. Это объясняется целым рядом их преимуществ перед машинами с механическим приводом. Целью данной работы является выявление особенностей функционирования гидроагрегатов транспортно-технологических машин в условиях пониженных температур окружающего воздуха и обоснование методов и средств, позволяющих повысить их производительность. Материалы и методы. Реализация поставленных задач была осуществлена путем литературного анализа и патентного поиска существующих способов и технических решений, обеспечивающих поддержание температурного режима рабочих жидкостей гидропривода транспортных и технологических машин в зимний период эксплуатации. Результаты. Для повышения работоспособности гидроагрегатов мобильных машин была разработана и предлагается к использованию система регулирования температуры рабочей жидкости оригинальной конструкции. В статье говорится об основных преимуществах разработанной системы и ее конструктивных элементов, а также приводятся результаты исследований работы мобильной техники с установленной системой терморегулирования. Выводы. При использовании разработанной системы терморегулирования мы выяснили, что температурный режим моторного масла двигателя не нарушается, а температура рабочей жидкости гидропривода при этом выдерживается в рекомендуемом интервале.
Ключевые слова: рабочая жидкость, гидропривод, условия эксплуатации, температура, вязкость, система терморегулирования.
Abstract. Background. Now the scope the hydraulic cars constantly extends. It has a talk a number of their advantages in front of cars with the mechanical drive. The purpose of this work is detection of features of functioning of hydrounits of transport technological machines in the conditions of the lowered temperatures of air and justification of the methods and means allowing to increase their productivity. Materials and methods. Implementation of the tasks was enabled by the literary analysis and patent search of the existing ways and technical solutions providing maintenance of temperature condition of working liquids of a hydraulic actuator of transport and technological machines during the winter period of operation. Results. For increase of operability of hydrounits of mobile cars it was developed and the system of regulation of temperature of working liquid of an original design is offered to use. The main advantages of the developed system and its constructive elements, and also results of researches of work of mobile equipment with the installed system of thermal regulation are given in article. Conclusions. When using of the developed system of thermal regulation, found out that temperature condition of engine oil of the engine isn't broken, and temperature of working liquid of a hydraulic actuator thus is maintained in the recommended interval.
Key words: working liquid, hydraulic actuator, operation conditions, temperature, viscosity, system of thermal regulation.
В современных конструкциях мобильных машин в системе управления широко используются гидравлические исполнительные механизмы для привода рабочих органов, а также в качестве гидравлических трансмиссий. Область применения гидросистем постоянно расширяется. В настоящее время они используются практически во всех моделях транспортно-технологи-ческих машин. Рост применения гидропривода объясняется целым рядом эксплуатационных преимуществ гидравлических агрегатов перед механическими [1].
При проектировании гидравлических систем машин, эксплуатируемых на открытом воздухе, необходимо учитывать влияние климатических условий на тепловое состояние гидропривода. Следует помнить, что на тепловой режим также оказывают влияние конструктивные особенности и режим работы гидропривода и машины. Таким образом, существует качественная связь между климатическими условиями (внешней средой), конструкцией, режимом работы гидропривода, с одной стороны, и тепловым состоянием гидропривода - с другой [2].
Тепловой режим влияет на состояние гидрооборудования и рабочей жидкости, которые характеризуются физико-механическими свойствами рабочей жидкости, металлов и полимеров, зазорами в парах трения и натягами в разъемных соединениях, условиями фильтрации и взаимодействия поверхностей деталей. Состояние гидрооборудования и рабочей жидкости в свою очередь оказывает влияние практически на все параметры и характеристики гидросистемы, а последние в конечном итоге определяют технико-экономические показатели машины в целом [3].
В этой логической цепи (климатические условия - тепловой режим гидропривода - состояние гидрооборудования и рабочей жидкости - параметры и характеристики гидропривода - технико-экономические показатели машины) отчетливо видно место расположения устройства регулирования температуры. Известно несколько способов подогрева и поддержания температуры рабочей жидкости в гидроприводе (рис. 1) [4]. Каждый из них имеет как свои преимущества, так и недостатки, и, кроме того, большое количество конструктивных решений. На основе анализа существующих устройств и систем регулирования температуры рабочей жидкости была предложена система терморегулирования, в которой для разогрева рабочей жидкости используются внутренние резервы ДВС, а именно: тепловая энергия моторного масла из системы смазки двигателя [3].
Система регулирования температуры рабочей жидкости содержит гидронасос, сообщенный напорной гидролинией с агрегатами гидропривода и баком-теплообменником (рис. 2), в котором расположены два теплоэлемента -змеевик и радиатор для подогрева и охлаждения рабочей жидкости [5-7].
При использовании внешнего источника тепла для разогрева масла в гидроприводе по своим теплофизическим параметрам приближенного к конструкции масляного радиатора выяснили, что температурный режим моторного масла двигателя не нарушается, а температура рабочей жидкости гидропривода при этом выдерживается в рекомендуемом интервале. Гидропривод получает теплоту не только за счет саморазогрева рабочей жидкости в результате ее трения о стенки трубопроводов и гидроагрегатов, но и от системы терморегулирования, что оправдывает ее применение.
Устройства для регулирования температуры рабочей жидкости В объемном гидроприводе лесопогрузчика Ас СССР№61971
19 18 «
Система раэогреВо рабочей жидкости электронагревательными элементами
"V
Л
и. 5 21_ 1 _А.
б) г)
Рис. 1. Схемы систем терморегулирования рабочей жидкости: а - изменением площади теплообмена; б - дросселированием; б - отработавшими газами ДВС; г - электронагревательными элементами; 1, 2 - малый и большой гидробаки; 3 - распределитель; 4 - термодатчик; 5 - насос; 6 - основной распределитель; 7 - гидродвигатель; 8 - золотник; 9 - сливная магистраль; 10 - канал; 11 - теплообменник; 12 - дроссель; 13 - плунжер; 14 - дополнительный дроссель; 15 - переключатель; 16 - труба выхлопная; 17 - ДВС; 18 - заслонка; 19 - отражатель; 20 - труба; 21 - ТЭНы
Рис. 2. Теплообменник системы терморегулирования:
I - кронштейн; 2 - реле; 3 - штуцер сливной; 4 - змеевик; 5 - скоба;
6 - штуцер; 7 - крышка задняя; 8 - корпус; 9 - штуцер сапуна; 10 - сапун;
II - фильтрующие элементы; 12 - терморегулятор; 13 - сердечник;
14 - пружина; 15 - стопор; 16 - кран шаровой; 17 - рычаг; 18 - кольцо;
19 - прокладка; 20 - крышка передняя; 21 - болт; 22 - винт; 23 - крышка горловины;
24 - горловина; 25 - прокладка; 26 - термопара; 27 - болт;
28 - радиатор охлаждения
Список литературы
1. Власов, П. А. Теоретическое обоснование терморегулирования рабочей жидкости в гидросистеме / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин // Нива Поволжья. - 2008. -№ 1 (6). - С. 25-29.
2. Ногай, М. Д. Оптимальная температура рабочей жидкости для объемного гидропривода / М. Д. Ногай // Труды ВИСХОМ. - 1971. - Вып. 62. - С. 93-100.
3. Каверзин, С. В. Обеспечение работоспособности гидравлического привода при низких температурах / С. В. Каверзин, В. П. Лебедев, Е. А. Сорокин. - Красноярск, 1997. - 240 с.
4. Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидросистемы трактора терморегулированием рабочей жидкости : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.20.03 / Ры-лякин Евгений Геннадьевич. - Пенза : ПГСХА, 2007. - 17 с.
5. Рылякин, Е. Г. Подогрев масла в гидросистеме / Е. Г. Рылякин // Сельский механизатор. - 2014. - № 8. - С. 38-40.
6. Курылев, А. В. Система регулирования температуры рабочей жидкости в гидроприводе транспортно-технологических машин / А. В. Курылев, Е. Г. Рылякин // Мир транспорта и технологических машин. - 2014. - № 3 (46). - Июль-сентябрь. - С. 89-96.
7. Пат. 2236615 Российская Федерация, МПК7 Б 15 В 21/04 А. Система регулирования температуры рабочей жидкости в гидроприводе / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин ; заявитель и патентообладатель Пензенская государственная сельскохозяйственная академия. - № 2003118925/06 ; заявл. 23.06.03 ; опубл. 20.09.04, Бюл. № 26. - 6 с.
Рылякин Евгений Геннадьевич
кандидат технических наук, доцент, кафедра эксплуатации автомобильного транспорта,
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства E-mail: triplan1979@mail.ru
Кузнецов Александр Юрьевич
студент,
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства E-mail: avto@pguas.ru
Rylyakin Evgenij Gennadjevich candidate of technical sciences, associate professor, sub-department of maintenance of motor transport,
Penza State University of architecture and construction
Kuznetsov Alexander Yurjevich student,
Penza State University of architecture and construction
УДК 62-822+62-686 Рылякин, Е. Г.
Разработка системы терморегулирования рабочей жидкости гидропривода / Е. Г. Рылякин, А. Ю. Кузнецов // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2015. - № 1 (13). - С. 163-167.
