В статье описываются результаты реализованного эксперимента по эксплуатации гидропривода транспортно-технологической машины, оснащенной системой терморегулирования рабочей жидкости при различных температурах окружающей среды. Представлены гистограммы и аппроксимированные графики изменения температуры рабочей жидкости под действием температуры окружающего воздуха. Даны рекомендации о рациональности применения системы терморегулирования в гидроприводах современных транспортно-технологических машин.
Ключевые слова: транспортно-технологические машины, терморегулирование, температура, рабочая жидкость, гидропривод, окружающая среда.
Транспортно-технологические машины, оснащенные гидрофицированными силовыми и управляющими агрегатами, эксплуатируются в различных географических широтах с большим диапазоном температур окружающего воздуха. Опыт эксплуатации машин показывает, что их надежность существенно зависит от климата, так исследованиями установлено, что на гидропривод приходится более 2/3 всех отказов самоходных машин, причем на зимний период эксплуатации приходится 70…90 % всех отказов и неисправностей гидрооборудования [1,2].
Одним из методов повышения работоспособности агрегатов гидросистем является улучшение режима их смазки путем применения рациональных температур гидравлических масел, как в период пуска, так и в условиях рядовой эксплуатации. Это связано с тем, что современные транспортно-технологические машины не имеют эффективных средств предпускового подогрева и систем поддержания температуры гидравлического масла в рациональных пределах, что сказывается в целом на надежности их деталей.
Для повышения работоспособности гидрофицированных машин была разработана и изготовлена система регулирования температуры рабочей жидкости гидропривода, которая позволяет осуществлять предпусковой подогрев масла гидросистемы трактора за счет тепла моторного масла системы смазки ДВС и последующее регулирование температуры рабочей жидкости в интервале рациональных положительных температур [3].
С целью исследования эффективности предлагаемой системы терморегулирования нами были проведены сравнительные эксплуатационные исследования в хозяйстве Пензенской области на тракторе марки Т-150К.
Результаты исследования предпускового нагрева рабочей жидкости в гидросистеме трактора Т-150К от начальной температуры, равной температуре окружающего воздуха
(Т, оС), до диапазона положительных температур при помощи системы терморегулирования приведены на рис.1. Установлено, что за время работы двигателя на холостом ходу (время прогрева моторного масла до температуры плюс 40оС), при работе системы терморегулирования, температура масла в гидросистеме достигла: при начальной температуре масла минус 20оС — 12оС, минус 10оС — 27оС, 0оС — 35оС, после чего гидросистема трактора была подготовлена к восприятию эксплуатационных нагрузок.
Исследованиями установлено [4,5], что прирост температуры рабочей жидкости (рис.2) для всех трех случаев составил 32…37оС, при фиксированном времени работы двигателя на холостом ходу, который составил 30 мин.
Рис. 1. Установившаяся температура рабочей жидкости в баке гидросистемы трактора Т-150К (t,oС) от начальной, равной температуре окружающей среды (Т,оС)
Рис. 2. Прирост температуры рабочей жидкости (Dtм) в гидробаке трактора Т-150К, от начального значения, равного температуре окружающей среды (Т,оС) за 30 мин. (время прогрева моторного масла ДВС до плюс 40оС)
При работе трактора без применения системы терморегулирования более двух часов рабочая жидкость гидросистемы не достигала рекомендуемого интервала температур — 40…60оС.
Динамика температуры рабочей жидкости в баке гидросистемы трактора (при работе системы регулирования и последующего включения шестеренного насоса) при различных температурах окружающего воздуха в эксплуатационных условиях приведена на рис.3. В результате обработки экспериментальных данных исследования на ЭВМ получены аппроксимированные кривые, описанные логарифмическими функциями с коэффициентами аппроксимации R>0,95 [6]. В результате проведенных исследований установлено, что интенсивность разогрева рабочей жидкости в данном случае увеличилась, по сравнению с разогревом масла в гидросистеме не оборудованной системой терморегулирования, где разогрев происходит только за счет прокачивания жидкости через насос. Установившаяся температура рабочей жидкости составила плюс 23…25оС и плюс 41…43оС в зимних условиях эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 21оС и 0оС соответственно. Во втором случае установившиеся температуры рабочей жидкости соответствуют интервалу рекомендуемых рабочих температур масла — 40…60оС, обеспечивающих наиболее эффективную работоспособность гидрооборудования.
Рис. 3. Динамика температуры рабочей жидкости (tм) в гидробаке трактора Т-150К (при работе системы терморегулирования) при различных температурах окружающего воздуха (tв): 1 — при tв = -21оС tм = 9,9772Ln(x) + 11,447; 2 — при tв = -10оС tм = 7, 4904Ln(x) + 25,828; 3 — при tв = 0оС tм = 2,4343Ln(x) + 37,069
Таким образом, в период зимней эксплуатации для уменьшения теплоотдачи от штатных гидроагрегатов тракторов и предлагаемой нами системы регулирования температуры рабочей жидкости в окружающую среду, целесообразно рекомендовать применение утеплительных чехлов, что наверняка позволяет достигнуть рационального интервала температур гидравлического масла при достаточно низких температурах окружающей среды.
Литература:
1. Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидросистемы трактора терморегулированием рабочей жидкости: автореф. дис.... канд. техн. наук: 05.20.03 / Рылякин Евгений Геннадьевич. — Пенза: ПГСХА, 2007. — 17 с.
2. Рылякин, Е. Г. Почему в гидросистемах тракторов применяют моторные масла? [Текст] / Е. Г. Рылякин, П. А. Власов // Материалы CCCCIC науч.-технич. конф. молодых ученых и студентов инженерного факультета. — Пенза: РИО ПГСХА, 2004. — С. 67–68.
3. Рылякин, Е. Г. Система регулирования температуры рабочей жидкости в гидроприводе транспортно-технологических машин [Текст] / Е. Г. Рылякин, А. В. Курылев // Мир транспорта и технологических машин. — № 3 (46). — Июль-Сентябрь 2014. — С. 89–96.
4. Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидропривода транспортно-технологических машин в условиях низких температур [Текст] / Е. Г. Рылякин, Ю. А. Захаров // Мир транспорта и технологических машин. — № 1 (44). — Январь-Март 2014. — С. 69–72.
5. Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов [и др.] // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С. 56–58.
6. Власов, П. А. Теоретическое обоснование терморегулирования рабочей жидкости в гидросистеме [Текст] / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин // Нива Поволжья. — 2008. — № 1(6). - С.25–29.
