Способ контроля объемного гидропривода

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА(71) Заявитель Белорусский технический университет(73) Патентообладатель Белорусский технический университет(57) пособ контроля объемного гидропривода, включающий измерение рабочего давления и разности температур на входе и выходе гидропривода, расчет отношения теплосодержания рабочей жидкости на входе и выходе гидропривода к рабочему давлению, расчет общего КПД гидропривода, отличающийся тем, что значение рабочего давления увеличивают на величину, равную предельно допустимым потерям давления в насосе. 4796 1 Изобретение относится к области диагностирования объемных гидроприводов и может быть использовано для определения общего коэффициента полезного действия объемного гидропривода вращательного движения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения общего КПД гидропривода, включающий измерение перепада давлений на гидромашинах, разности температур рабочей жидкости между потоками утечек и в линии низкого давления гидромашин, объединение потока утечек с потоком, температура и расход которого известны и по изменению температуры которого до и после слияния с потоком утечек определение расхода утечек, расчет общего КПД гидромашин, расчет общего КПД привода как произведение общих КПД гидромашин, при этом поток утечек объединяют с потоком,создаваемым вспомогательным насосом, подача которого пропорциональна теоретическому расходу рабочей жидкости через гидромашину 1. Основным недостатком указанного способа является сложность процесса определения КПД. Необходимо измерение температуры рабочей жидкости в пяти точках привода. В ряде случаев, например для гидропередач с замкнутым потоком нераздельного исполнения, измерение температуры в корпусе передачи затруднительно. При тестовом контроле гидропривода достаточно контролировать только соответствие общего КПД заданным значениям. Тогда становится возможным упрощение схемы измерения за счет некоторой потери точности определения общего КПД привода. Задачей предлагаемого способа является упрощение контроля гидропривода вращательного движения по критерию превышения общего КПД привода заданной величины. Поставленная задача решается следующим образом в способе контроля объемного гидропривода, включающем в себя измерение рабочего давления и разности температур рабочей жидкости на входе и выходе гидропривода, расчет отношения разности теплосодержания рабочей жидкости на входе и выходе гидропривода к рабочему давлению, расчет общего КПД гидропривода, при этом значение рабочего давления увеличивается на величину, равную предельно допустимым потерям давления в насосе. По известному способу общий КПД привода возможно определить по следующей формуле, где Р - давление в напорной магистрали , С - плотность и теплоемкость рабочей жидкости на входе и выходе привода Твх и Твых - температуры рабочей жидкости на входе и выходе привода насоса Кп - отношение потока рабочей жидкости через привод к теоретической подаче насоса. Для гидроприводов с разомкнутым потоком Кп равно единице, а с замкнутым - отношению объемных постоянных подпиточного и основного насосов. Гидромеханический КПД насоса мех определяется как отношение общего КПД насоса к объемному. Общий и объемный КПД насоса определяется из измерений рабочего давления и температуры потока, создаваемого вспомогательным насосом, до и после объединения с потоком основного насоса. Предлагаемый способ контроля объемного гидропривода позволяет контролировать выход общего КПД привода за заданные значения по измерениям только рабочего давления и температур рабочей жидкости на входе и на выходе гидропривода. При этом точное значение гидромеханического КПД насоса заменяется приближенным значением, принимаемым равным отношению рабочего давления Р к сумме допустимых потерь давления в насосеи рабочему давлению. Для гидромеханического КПД насоса возможно записать следующее выражение, где Рфакт - фактические потери давления в основном насосе. Подставив значение о 1 К п для фактического значения общего КПД привода Заменим точное значение потерь давления в насосе Р факт приближенным, равным . В этом случае выраже ние для приближенного значения общего КПД привода Значениевыбирается равным предельно допустимым потерям давления для конкретного типа гидромашины. Погрешностьопределения общего КПД предлагаемым способом описывается следующей зависимостью о о Сущность способа поясняется конкретными примерами. Пример 1. Средние за этап испытания гидропривода ГСТ-90 (гидромашины типа Зауэр 23) значения измеряемых параметров составили рабочее давление (Рвысокое - Рнизкое) Р 22,9 МПа угловая скорость вращения вала насоса н 261,8 рад/с момент на валу насоса Мн 2155 Нм угловая скорость вращения вала гидромотора г 236,7 рад/с момент на валу гидромотора Мг 1900 Нм температура на входе в гидропривод Твх 295,6 К температура на выходе из гидропривода Твых 307,3 К Кп 0,244 с 1670400 Дж/градм 3. Используя предлагаемый способ, общий КПД привода определится из выражения о 307,3295,616704000,805 .10,2246 6 о Для сравнения КПД определялся также способом, основанном на измерениях моментов и угловых скоростей на валах гидромашин, по следующим формулам о о 2155261,80,796 . Пример 2. Исходные данные по потерям в гидромашинах типа Зауэр 20, в частности потери давления в насосе Ртабл, брались из таблицы 2. Рассчитывались значения общего КПД привода по предлагаемому способу в 4796 1 сравнении с данными таблицы для исправного насоса и для насоса, мощность гидромаханических потерь в котором в два раза превышает табличные. Сущность примера 2 изобретения подтверждают чертежи фиг. 1 и 2. Сплошной линией показано изменение фактического значения общего КПД привода для исправного (РфактРтабл) насоса (фиг. 1) и для насоса с повышенными гидромеханическими потерями (Рфакт 2 Ртабл) (фиг. 2) как функция рабочего давления для частот вращения приводного вала 261,8 рад/с и 112,2 рад/с. Штриховой линией показаны значения общего КПД привода, рассчитанные по предлагаемому способу. Значениепринималось равным 1,6 МПа. Анализ результатов показывает, что для исправного насоса погрешность не превышает нескольких процентов при давлении, больших давление холостого хода. Для насоса с повышенными гидромеханическими потерями (Рфакт 2 Ртабл) значение общего КПД, рассчитанное по предлагаемому способу, практически во всем диапазоне нагрузок будет меньше, чем фактический КПД. Это позволяет раньше заметить снижение общего КПД привода за пределы заданных значений, что полезно при тестовом контроле или мониторинге привода. Значения КПД, рассчитанные предлагаемым способом и способом, основанном на измерениях моментов и угловых скоростей на валах гидромашин, близки между собой, что доказывает возможность использования предлагаемого способа для контроля гидропривода. Источники информации 1.2027907 С 1, 1995. 2. Объемные гидромеханические передачи. Расчет и конструирование / Под ред. Е.С. Кисточкина. - Л. Машиностроение, 1987. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4