Система для поддержания заданной температуры гидравлической жидкости машин с гидроприводом

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ЗАДАННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ МАШИН С ГИДРОПРИВОДОМ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Щемелв Анатолий Мефодьевич Кавецкая Татьяна Викторовна Науменко Анатолий Евгеньевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Система для поддержания заданной температуры гидравлической жидкости машин с гидроприводом, содержащая насос со всасывающей и напорной гидролиниями, распределитель, исполнительный гидроцилиндр и гидробак, в котором установлено регулируемое температурное реле, отличающаяся тем, что во всасывающую гидролинию и в напорную гидролинию после распределителя установлены гидравлические расходомеры, к напорной гидролинии после насоса и после распределителя подсоединен датчик разности давления,а в гидробаке установлен теплообменник, охлаждаемый посредством воздуходувки,управляемой указанным реле. Фиг. 2 Изобретение относится к области строительных и дорожных машин и может быть использовано на любых строительных и дорожных машинах, имеющих гидропривод. Известна гидросистема машины, включающая насос, распределитель, исполнительные гидроцилиндры и гидробак 1. 10611 1 2008.06.30 Особенностью этой гидросистемы является следующее. По мере износа гидросистемы увеличиваются потери жидкости, т.е. происходит снижение объемного КПД гидросистемы. Известна гидросистема машины, включающая насос, распределитель, исполнительные гидроцилиндры и гидробак 2. Особенностью этой гидросистемы, как и предыдущей, является невозможность учитывать износ гидросистемы и регулировать температуру рабочей жидкости в зависимости от износа гидросистемы, обеспечивая тем самым снижение энергопотерь. Задача изобретения - снижение энергопотерь в процессе эксплуатации гидросистемы машин. Эта задача реализуется за счет того, что система для поддержания заданной температуры гидравлической жидкости машин с гидроприводом, содержащая насос со всасывающей и напорной гидролиниями, распределитель, исполнительный гидроцилиндр и гидробак, в котором установлено регулируемое температурное реле, согласно изобретению, во всасывающую гидролинию и в напорную гидролинию после распределителя установлены гидравлические расходомеры, к напорной гидролинии после насоса и после распределителя присоединен датчик разности давления, а в гидробаке установлен теплообменник, охлаждаемый посредством воздуходувки, управляемой указанным реле. Изменение объемного КПД гидросистемы машины определяется также вязкостью жидкости, которая в свою очередь зависит от ее температуры. При нагреве рабочей жидкости и уменьшении ее вязкости потери в гидросистеме увеличиваются, а значит уменьшается КПД гидросистемы. Одновременно от вязкости, а значит и от температуры жидкости зависят потери давления в гидросистеме. Т.е. с одной стороны снижение температуры рабочей жидкости приводит к снижению объемного КПД, а с другой - при повышении температуры рабочей жидкости снижаются потери давления. В результате,если изобразить графически потери энергии (мощности, фиг. 1), сложить потери мощности на трение и объемные потери рабочей жидкости, то можно определить оптимальную температуру рабочей жидкости в зависимости от технического состояния гидросистемы машины. Установка во всасывающую гидролинию и в напорную гидролинию после распределителя гидравлических расходомеров обеспечивает путем замера разницы расходов определение объемных потерь мощности в гидросистеме, так как износ происходит в гидросистеме главным образом в насосе и распределителе, т.е. тех элементах, которые уплотняются за счет точной подгонки сопряженных пар. Установка температурного реле в гидробаке обеспечивает после подъема температуры выше заданной, включение воздуходувки и охлаждение рабочей жидкости до температуры, которая установлена на температурном реле. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показаны зависимость потерь мощности в функции температуры рабочей жидкости (кривая 1), зависимость потерь мощности на потери в зазорах по мере износа элементов гидросистемы (кривая 2) и совместные потери мощности от изменения вязкости жидкости (потерь давления) и потерь в зазорах в функции изменения температуры жидкости (кривая 3). На фиг. 2 показана установка расходомеров, датчика разности давления и температурного реле в гидросистеме машины. Система поддержания заданной температуры гидравлической жидкости состоит из насоса 1, распределителя 2, исполнительного гидроцилиндра 3, гидробака 4. Во всасывающую гидролинию насоса 1 установлен первый расходомер 1, а после распределителя 2 второй расходомер 6. В напорные гидролинии после насоса 1 и после распределителя 2 подсоединены гидролинии, к которым подсоединяется датчик разности давлений 7. В гидробак 4 устанавливается температурное реле 8, которое управляет воздуходувкой 9,которая направляет холодный воздух на теплообменник 10, установленный в гидробаке 4. 2 10611 1 2008.06.30 Все перечисленные датчики 5-8 могут устанавливаться на машину стационарно, а могут устанавливаться временно, при прохождении очередного технического обслуживания. При проведении технического обслуживания ответственный за проверку гидросистемы машины снимает показания с датчика разности давлений 7 в зависимости от температуры и строит график зависимости 1,где 1 - потери мощности Р - потери давления при различной температуре рабочей жидкости- расход жидкости.,где- рабочий объем насоса- частота вращения вала насоса. По результатам замеров и расчетов строят график 1. Одновременно с замерами по потере давления производят замеры по объемным потерям жидкости при различной температуре. После проведения замеров проводят расчеты по потере мощности за счет утечек по формуле 2,где- объемные потери рабочей жидкости при различной ее температуре Р - давление жидкости в гидросистеме. Данные расчетов наносят на график и строят третью кривую, на фиг. 1 кривая 3, суммируя численные значения данных кривой 1 и кривой 2. На кривой 3 получается зона оптимизации (экстремум функции), которая дает оптимальную температуру рабочей жидкости при данном техническом состоянии гидросистемы машины. На эту температуру и подстраивается температурное реле 8. В результате использования данного технического решения устанавливается верхний потолок температуры рабочей жидкости по критерию минимальных затрат энергии (мощности) на работу гидросистемы при изменяющемся техническом состоянии машины. Источники информации 1. Щемелев Проектирование гидропривода машин для земляных работ. - Могилев ММИ, 1995. - С. 145, рис. 3.4. 2. Щемелев Энергосберегающие устройства машин. - Мн., 1991. - С. 21-23. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3