Влияние климатических условий на эксплуатационную производительность гидрофицированных машин

Применение гидрофицированных самоходных машин в северных районах сдерживается исключительно низкой эффективностью гидравлического привода в зимний период. Например, бульдозер не мог осуществлять планировку снега при температуре воздуха минус 24 °С, даже через час с момента пуска машины. Причинами этого явились неуправляемое движение отвала при действии внешней нагрузки и недостаточное усилие резания. Аналогичная картина наблюдается и при работе других машин. На практике в Восточной Сибири, Якутии на дальнем Востоке часто для поддержания работоспособности гидропривода на определенном уровне в суровых климатических условиях двигатели машин не глушат с ноября по март месяц. Это ведет к перерасходу топлива, преждевременному износу двигателя и гидронасоса, загрязнению окружающей среды. Из всех факторов, определяющих климатические условия, наибольшее влияние на технико-экономические показатели оказывает температура. Остальные факторы влияют опосредованно через температуру. Например, при увеличении скорости ветра, существенно изменяются условия теплообмена гидропривода с окружающей средой и уменьшается температура рабочей жидкости. При увеличении прочности разрабатываемого грунта, ухудшении состояния дорог или повышении глубины снежного покрова ухудшается режим работы гидропривода, т. к. возрастают нагрузки на гидродвигатель, что в свою очередь, приводит к повышению давления в гидросистеме и увеличению температуры рабочей жидкости.

Таким образом, температура окружающей среды и рабочей жидкости является главным фактором, определяющим технико-экономические показатели гидрофицированных машин.

Нами выделено три основных направления, по которым температура воздействует на гидравлический привод. Под влиянием температуры (в диапазоне от минус 50 °С до плюс 80 °С) значительно изменяется состояние рабочей жидкости: в сотни и тысячи раз повышается вязкость, увеличивается плотность, повышаются загрязненность и содержание влаги. За счет насыщения жидкости газо-воздушной фазой, уменьшаются модуль объемной упругости и скорость распространения импульса, увеличиваются динамическая податливость и коэффициент объемного расширения. При изменении температуры происходит изменение величины зазоров в подвижных соединениях и натягов в неподвижных. За счет деформации и изменения размеров деталей происходит повышение сил трения или защемления подвижных элементов в направляющей и регулирующей гидроаппаратуре, подсос воздуха во всасывающей гидролинии и насыщение рабочей жидкости воздухом. Все это вызывает ухудшение динамики гидропривода и металлоконструкции, заклинивание гидроаппаратуры, разрушение гидрооборудования.

Изменение температуры оказывает отрицательное влияние на физико-механическое свойство материалов гидрооборудования, особенно полимеров. Изменяется характер контакта поверхностей трения, повышается сила трения и износ деталей гидрооборудования.

Методы повышения эффективности работы гидропривода

Проблема повышения эффективности гидравлического привода решается на стадии его проектирования, изготовления и эксплуатации.

Применение материалов повышенной прочности для изготовления ответственных деталей гидрооборудования

В качестве примера этого направления повышения работоспособности можно отметить применение более стойких металлов в насосах, регулирующей и направляющей гидроаппаратуре для изготовления деталей, подверженных кавитационной эрозии. Применение хладностойких сталей для изготовления штоков и проушин гидроцилиндров, валов насосов и гидромоторов, применение прочных и морозостойких полиуретановых и резинотканевых уплотнений гидрооборудования, которые имеют высокую прочность, сохраняют достаточную эластичность в широком диапазоне температуры и не подвержены интенсивному старению и вулканизации.

Применение новых, более совершенных конструкций гидрооборудования

Даже небольшие изменения конструкции существующего гидрооборудования позволяют повысить их работоспособность при экстремальных температурах. Например, применение эластичных прокладок и изменение посадок в соединении штуцер-корпус распределителя позволяет уменьшить низкотемпературное разрушение последнего. Уменьшение концентраторов напряжений на валу насосов и гидромоторов также позволяет сократить их поломки в период пуска при прецизионных соединениях направляющей и регулирующей аппаратуры. Применение соответствующих посадок в гидроаппаратуре исключает случаи низкотемпературного защемления подвижных элементов в зазорах и тем самым предотвращает возможные аварийные ситуации.

Разработка современных гидравлических систем

Применение рациональной разводки гидравлической системы, уменьшение протяженности и изгибов всасывающей, напорной и сливной гидролиний за счет рационального расположения гидрооборудования на машине, использования электрогидравлического способа управления и объединения функций двух-трех гидроаппаратов в одном позволяет уменьшить потери энергии в гидролиниях и увеличить полезные усилия на гидродвигателях при низких температурах окружающей среды и рабочей жидкости. К этому методу следует отнести, например, использование гидрозамков или дросселей с обратными клапанами, предназначенных для исключения быстрого самопроизвольного опускания рабочего оборудования, применения вторичных предохранительных клапанов, а также клапанов с различными логическими функциями. Кроме того, существенно повысить работоспособность гидрофицированных машин можно применением регулируемых аксиально-поршневых насосов с так называемым ноль-установителем, который при пуске насоса автоматически уменьшает угол наклона блока цилиндров и тем самым обеспечивает минимальную подачу жидкости.

Популярное на сайте:

Международные перевозки и их особенности и правовое регулирование
Внешнеторговая деятельность напрямую связана с процессом ввоза в страну и вывоза товаров за пределы государства. Этот процесс обозначается термином «международные перевозки». На сегодняшний день, международные перевозки осуществляются практически в любую точку мира, даже самую отдаленную, посредств ...

Анализ состояния вопроса по теме исследования
В процессе эксплуатации из-за трения, деформации, появления трещин, ослабления болтовых и заклепочных соединений, потери упругости поломок возникают различные неисправности и происходят отказы ходовой части, которые ухудшают техническое состояние автомобиля. В передней подвеске легкового автомобиля ...

Классификация транспорта
Существует множество классификаций транспорта, однако следует остановиться на более важных из них. По назначению транспорт подразделяется на общественный (все виды транспорта, выполняющие общественно важные функции: перевозка продуктов питания, стройматериалов, медицинские перевозки, пассажирские п ...