книги из ГПНТБ / Дубровский О.Н. Гидроэнергетические расчеты судовых силовых гидравлических приводов и систем

Для гидропривода с дроссельным регулированием данное выра­

ные индексом, относятся к режиму максимальной частоты вращения гидромотора пм’ , работающего в составе данного гидропривода.

Судовые регулируемые гидроприводы работают на переменных режимах и, таким образом, с переменным тепловыделением. Тогда

Наибольшие тепловыделения возникают в гидроприводах с дрос­ сельным регулированием режимов работы. При однократном про­

197

Следовательно, при прохождении жидкости через дроссельный клапан (регулятор) ее температура увеличится на величину Д Ы

0,055Дрд.

С учетом параметров режима работы гидропривода (см. § 18) температуру жидкости на выходе из дроссельного отверстия можно определить из выражения

(270)

Предельно допустимая в эксплуатации температура рабочей жидкости для длительного режима работы судового гидропривода обычно не превышает +40—50° С, а для кратковременного режима +70—90° С. Эта температура, как правило, определяется предель­ ным значением, допустимым для резиновых уплотнений, применяе­ мых в гидроприводах, работоспособностью рабочей жидкости, объемно-механическими характеристиками гидропривода и его моторе­ сурсом. Наиболее выгодный тепловой режим для каждого гидропри­ вода устанавливается в зависимости от его конструктивных и экс­ плуатационных особенностей.

Втех случаях, когда максимальная установившаяся температура

вгидроприводе превышает максимально допустимую в эксплуата­ ции +ах(зк), в состав гидропривода вводится охладитель. Теплосъем маслоохладителя можно определить из выражения

Маслоохладители усложняют конструкцию гидропривода и де­ лают его менее надежным. Следует избегать установки маслоохла­ дителей. Более выгодно рассеивание тепла в окружающее простран­ ство через поверхности механизмов гидропривода, бака, трубопро­ водов. В этом случае

(271)

откуда можно определить необходимую площадь теплопередачи. Последняя может быть также определена по эмпирической формуле

Qr„pac) ^ 17+-6Я -8 At,

где V— скорость циркуляции воздуха около тепловыделяющей поверхности гидропривода, м/с.

Значительное влияние на величину Qr(npac) оказывает объем рабо­ чей жидкости в баке. Обычно соотношение сторон баков судовых гидроприводов изменяется в пределах от 1 : 1 : 1 до 1 : 2 : 3, а масло заливается до 0,8 высоты бака. При этих условиях площадь поверх­ ности бака в зависимости от объема масла V определяется по формуле

F « 0,065 V Ѵ\

198

Тогда установившаяся температура масла в баке

о*

0,065/г -jy I/2

а требуемый объем масла

Выражения для к. п. д., записанные в форме уравнений (42)

и(44), являются функциями основных параметров режима г, п, р, ѵ

иконструктивных особенностей гидромашин, учитываемых показа­ телями а и ß. Очевидно, при некоторых оптимальных значениях параметров режима к. п. д. гидромашины, а следовательно, и гидро­ привода принимают наибольшее значение. В условиях жестких

Рис. 57. Действительные (сплошные линии) и расчетные (штриховые линии) данные общего к. п. д. моторов типа ІІМ-20 с точками максимума.

энергетических ограничении, существующих на судах, определение режима максимального к. п. д. является необходимым для судовых приводов всех типов и главным образом для гидроприводов длитель­ ного непрерывного использования.

Значение оптимального режима по одному из параметров можно определить, если, взяв производную от к. п. д. по данному пара­ метру и приравняв ее нулю, решить уравнение относительно иско­ мого параметра. Подставив найденное значение в выражение общего к. п. д., можно определить его максимальное значение при регули­ ровании режима по выбранному параметру. При этом отдельные параметры режима рассматриваются как независимые постоянные.

Рассчитанные таким образом оптимальные параметры режима работы и значения максимального к. п. д. для гидромашин, исполь­ зуемых в судостроении, сведены в табл. 22. На рис. 57, 58 приведены

199

Т а б л и ц а 22

Оптимальные параметры гидромашин

П(ѵ) = 1— 2 \ / ^rnr - f V rnP

\

»

Рис. 58. Действительные (сплошные линии) и расчетные (штрихо­ вые линии) данные общего к. п. д. моторов типа Хэгглундс 6070 на различных скоростях и режимах с точками максимума.

204

расчетные и действительные характеристики общего к. п. д. гидро-' моторов типов ІІМ-20 и Хэгглундс 6070 на различных режимах работы. На кривые расчетных характеристик нанесены точки макси­ мального к. п. д. и отмечен расчетный оптимальный параметр. Расчетные параметры близки к действительным.

Аналогичным путем можно решить задачу по определению опти­ мальных режимов гидроприводов как комплексов насос—система-— мотор. В данном случае дифференцируются уравнения к. п. д. гидропривода. Анализ показывает, что к. п. д. системы не оказывает существенного влияния на величину оптимального параметра, и исходное уравнение можно упростить, исключив г)ст и приравняв

Рч Ра Р-

1 - К ѵ и

-Кп

где новые постоянные

Оптимизацию целесообразно выполнять для ги, пн и р. Оптимальные параметры гм и п№ можно определить по уравнениям, приведенным в табл. 23 для перспективных гидроприводов и используемых в су­ достроении. При отсутствии точных данных о машинах гидропри­ вода ориентировочные значения параметров режима можно опреде­ лить по уравнениям для гидропривода универсального варианта, т. е. скомпонованного из гидромашин с показателями по условиям

(45).

Во многих случаях решение подобных задач связано с определен­ ной схемой гидропривода и режимом его использования. Покажем

это на примере расчета оптимальных пи, т]н и тщ для схемы V в ре­ жиме N = const (см. § 17). Задача решается в относительных еди­ ницах.

=,* = о.

Отсюда частота вращения мотора, обеспечивающая оптимальный к. п. д. насоса в составе данного гидропривода, и величина этого к. п. д.

205