ВИЗНАЧЕННЯ ПЕРСПЕКТИВНИХ МЕТОДІВ І ЗАСОБІВ ТЕРМОСТАБІЛІЗАЦІЇ РОБОЧОЇ РІДИНИ В ГІДРОПРИВОДІ

Для гідроприводів самохідних машин, при низьких температурах, найбільший практичний інтерес представляють наступні чотири способи інтенсивного розігріву робочої рідини: дроселюванням рідини; газами, що відробили; зменшенням місткості гідробака й площі тепловіддачі; електронагрівальними елементами.

Дросельний розігрів робочої рідини дозволяє через τ = 16...25 хв. вийти на оптимальний тепловий режим, причому майже не потрібне внесення конструктивних змін в гідросистему. Застосовуваний на практиці дросельний розігрів пропусканням рідини через запобіжний клапан при стопорі робочого устаткування у непереборну перешкоду дозволяє інтенсивно розігріти робочу рідину. В цьому випадку гідропривід працює під тиском, що на 15...20 % вище номінального, а при низьких температурах, внаслідок інерційності передачі командного імпульсу піковий тиск більш ніж удвічі перевищує номінальний. Такий режим роботи супроводжується вібрацією гідросистеми, підвищеним шумом, приводить до передчасного зношування, а іноді й до руйнування гідрообладнання.

Найбільший ефект досягається використанням відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згоряння машини. Тривалість розігріву робочої рідини в цьому випадку становить усього τ = 13...15 хв., що підтверджено експериментальними дослідженнями.

Однак даний спосіб припускає внесення значних змін у конструкцію гідробака, ускладнює технологію його виготовлення й утрудняє обслуговування у процесі експлуатації. Проте цей спосіб знайшов використання на землерийно-транспортних машинах.

Застосування електропідігрівання робочої рідини нагрівальними елементами, розміщеними в гідробаці, можливо лише при наявності на самохідній машині генератора потужністю не менш 30...50 % номінальної потужності насосної установки або при живленні машини від електромережі.

У цьому випадку, як показують розрахунки й досвід закордонних фірм, можна розігріти робочу рідину від –40°С до оптимальної температури за 15...20 хв.

Електропідігрівання масла дозволяє на відміну від інших способів здійснювати місцевий розігрів гідрообладнання, досить вилученого від гідробака і двигуна внутрішнього згоряння.

Вибір того або іншого способу розігріву рідини треба робити з урахуванням кліматичних умов експлуатації, типу, конструкції машини й технологічного рівня її виробництва. Але найбільший ефект досягається при комплексному застосуванні на одній машині декількох способів одночасно [1, 2, 3].

Системи термостабілізації робочої рідини газами, що відробили, двигунів внутрішнього згоряння (рис. 1) складається з наступного (а.с. № 361971).

Рисунок 1 – Схема регулювання температури робочої рідини відпрацьованими газами ДВЗ

Вона містить двигун внутрішнього згоряння 10; вихлопну трубу 1, що має рухливу заслінку 2 і спеціальну нерухому заслінку 3, під увігнутою частиною якої розташований отвір, що з'єднується трубопроводом 4 з теплообмінником 5 гідробака 6; насос 7, розподільник 8,трубопроводи 9. Для розігріву робочої рідини використається теплова енергія газів, що відробили. Із цією метою закривається рухлива заслінка 2, гази що відробили по вихлопній трубі 4 підводять до теплообмінника 5 гідробака 6 і віддають тепло робочої рідини. Положенням заслінки 2 регулюється інтенсивність теплового обміну.

Охолодження рідини в гідробаці 6 відбувається за рахунок кінетичної енергії газів, що відробили. У цьому випадку рухлива заслінка 2 повністю відкрита, гази що відробили, проходячи над спеціальною нерухомою заслінкою 3, збільшують швидкість витікання, і під заслінкою створюється зона розрідження. Навколишнє повітря по теплообміннику 5 гідробака 6 спрямовується у вихлопну трубу 1, при цьому робоча рідина прохолоджується.

На рис. 2 зображена аналогічна система регулювання температури (а. с. № 408904), але на відміну від попередньої має автоматичне керування інтенсивністю теплообміну.

Рисунок 2 – Схема регулювання температури робочої рідини відпрацьованими газами ДВЗ з автоматичним керуванням

Система містить вихлопну трубу 1 трактора, що має рухливу заслінку 2 і нерухому заслінку 3. Під увігнутою частиною останньої розташований отвір 4, що з'єднується трубопроводом 5 з теплообмінником 6 гідробака 7, у якому вбудований сильфоний термодатчик 8.

Рухлива частина термодатчика зв'язками 9 й 10 з'єднана з рухливою заслінкою 2. Пристрій включає також насос 11 і розподільник 12, з'єднані з гідробаком трубопроводами 13.

При зниженні температури робочої рідини термодатчик 8 стискується і через зв'язки,9 й 10 рухомої. заслінки 2 перекриває вихлопну трубу 1. гази, що відробили, через отвір 4, трубопровід 5 попадають у теплообмінник 6, підігріваючи робочу рідину, що перебуває в баці 7.

При підвищенні температури робочої рідини термодатчик 8 розширюється й надає руху зв'язку 9 й 10, які у свою чергу відкривають рухливу заслінку 2.

Частина газів, що відробили, при цьому викидається в атмосферу, не потрапляючи в теплообмінник 6. При наближенні температури робочої рідини до верхньої припустимої межі рухлива заслінка 2 відкривається повністю й відбувається охолодження робочої рідини в об'ємному гідроприводі.