2.4.6. Расчет теплового режима гидропривода

Потери мощности в гидроприводе в конечном счете превращаются в тепло, которое должно быть отведено от гидроагрегатов и рассеяно в окружающую среду. При установившемся режиме работы количество выделяемого тепла в единицу времени должно равняться количеству отводимого. Оптимальной температурой рабочей жидкости считается 50...60⁰ (не выше 70⁰ С). Отвод тепла осуществляется через поверхности трубопроводов, гидроагрегатов, масляного бака, а так же через различные теплообменники (водомасляные или воздушномасляные радиаторы и т.д.).

Для определения величины теплоизлучающей поверхности необходимо определить количество выделяемого тепла. Потеря мощности в гидроприводе равна:

N_ПОТ =N_НАС -N_ГД , (2.22)

где N_ПОТ — потери мощности, кВт;

N_ГД — мощность на валу гидромотора (штоке гидоцилилиндра);

N_НАС — приводная мощность насосов.

Известно, что энергия в 1 кВт/ч эквивалентна 860 ккал/ч тепловой энергии; С=860 ккал/ч — коэффициент эквивалентности механической и тепловой энергий.

Количество выделяемого тепла можно определить по формуле:

Е_В =С_ЭКВ *N_ПОТ (2.23)

Так как _общ =N_ГД /N_НАС N_ГД= N_НАС * _общ (2.24)

Подставив (2.24) в (2.22), получим

N_ПОТ = N_НАС *(1-_общ ) (2.25)

Подставив (2.25) в (2.23) получим формулу для определения количества выделяемого тепла при работе гидропривода машин непрерывного действия (тяговые машины с гидроприводом хода, транспортеры с гидроприводом и др.)

Е_В = С_ЭКВ *N_НАС (1-_общ ) (2.26)

Для машин цикличного действия в формулу (2.26) вводится коэффициент работы машины под нагрузкой (погрузчики, бульдозеры, экскаваторы и др.):

К_П =Т_Н /Т_Ц, (2.27)

где Т_Н — время работы машины под нагрузкой;

Т_Ц — время цикла.

Е_В = С_ЭКВ * N_НАС (1-_общ) * К_П (2.28)

Значение коэффициента работы машины К_П =0.2...0.8.

Количество отводимого тепла теплоизлучающими поверхностями гидропривода определяется по выражению:

Е_О =F(t_м -t_ов )*К , (2.29)

где F — площадь теплоизлучающих поверхностей гидропривода, м² ;

t_м — допускаемая температура рабочей жидкости, градус;

t_ов — температура окружающего воздуха;

К — коэффициент теплопередачи от стенок гидроагрегатов и трубопроводов окружающему воздуху, ккал/м² . При этом К=15...45.

Из уравнения (2.29)

F= (2.30)

Так как при установившемся режиме работы должно соблюдаться условие Е_В =Е_О , в формулу (2.30) подставляем вместо Е_О выражение Е_В из (2.28). Тогда

F= (2.31)

При проектировании гидропривода самоходных погрузчиков иногда задаются объемом масляного бака, исходя из минутного расхода насосов, подсчитывают площадь теплоизлучающих поверхностей, а затем определяют температуру рабочей жидкости по формуле, которую можно получить из (2.30), подставив Е_В вместо Е_О :

t_м =(Е_В /F)+t_ОВ . (2.32)

При этом если t_м >70 ⁰ С, то увеличивают теплопередачу введением теплообменников (радиаторов), увеличением объема масляного бака или его оребрением.