Аннотация. В статье приведен анализ систем подогрева рабочей жидкости и предложен подогрев рабочей жидкости выхлопными газами.
Ключевые слова: Подогрев рабочей жидкости в гидросистеме, схема подогрева рабочей жидкости выхлопными газами на тракторе МТЗ-82.1.
Эксплуатация гидравлической системы при отрицательной температуры окружающего воздуха имеет свои особенности. Чем меньше температура рабочей жидкости в системе, тем больше ее вязкость и тем больше потери на трение. Тем самым для того, чтобы создать оптимальное давление жидкости в системе, нужна большая энергоемкость процесса. При отрицательной температуре окружающего воздуха аппараты гидравлической системы испытывают большие нагрузки, что приводит к более быстрому износу [2, с.6].
Разогрев рабочей жидкости в гидравлической системе при отрицательных температурах составляет около 5 часов, а в северных условиях Российской Федерации более 7 часов. Оптимальная температура рабочей жидкости в гидравлической системе должна быть в переделах 50-60 градусов Цельсия. Если температура будет выше оптимальной градусов, то возможно разрушение резиновых уплотнений и выведение их из строя. Поэтому поддержание оптимальной рабочей температуры жидкости в гидравлической системе машин является актуальной задачей, особенно при эксплуатации машин в зимнее время [2, с.3].
В настоящее время существуют следующие способы подогрева рабочей жидкости в зимнее время:
Электроподогрев. Подогрев рабочей жидкости в гидравлической системе происходит за счет использования электрических нагревателей. Электрические нагреватели представлены в виде гибких пластин, которые устанавливаются к корпусу гидравлического бака.
Утепление гидравлического бака. Большую часть времени машины находятся на стоянке. И для того, чтобы после перерыва не затрачивать время для подогрева рабочей жидкости, нужно предотвратить теплообмен рабочей жидкости с окружающей средой. Гидравлический бак представляет собой теплообменник, поэтому при прогреве рабочей жидкости до оптимальной температуры в зимний период бак должен быть изолирован от окружающей среды. В основном гидравлический бак утепляют с помощью каучука, пенопласта, теплоизоляционные материалы. Утепляющим материалом обклеивают все наружные поверхности бака, чтобы металл не контактировал с окружающей средой.
Применение охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания для подогрева рабочей жидкости в гидравлической системе. В этом случае охлаждающая жидкость направляется в теплообменник, где происходит ее охлаждение с одновременным нагревом рабочей жидкости.
Одним из способов разогрева рабочей жидкости в гидравлической системе является использование тепла отработавших газов [3, с.8].
Этот способ разогрева широко применяется на многих видах машин, особенно таких которые эксплуатируются в условиях крайнего севера. Основной принцип подогрева отработавшими газами заключается в подогреве днища гидравлического бака с помощью глушителя, который находится под ним. Отработавшие газы, проходя через глушитель, передают тепло на днище гидравлического бака, который подогревает рабочую жидкость.
Нами предлагается следующей системы подогрева гидропривода навесной системы трактора МТЗ-82.1, которая предложена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема подогрева гидропривода навесной системы трактора МТЗ-82.1
На рисунке 1 представлена система подогрева гидравлической системы при отрицательных температурах. Состоит из двигателя 1 и гидравлического бака 2, дроссельной заслонки 6, резонатора 7, затяжных хомутов 9, глушителя 8, датчик температуры 5, выхлопной трубы 4, полость подогрева гидравлического бака 3.
Рисунок 2. Гидравлический бак.
На рисунке 2 представлен гидравлический бак. Состоит из полости подогрева гидравлического бака 3, датчика температуры 5, выхлопной трубы 4.
Для работы подогрева гидравлической системы необходимо внести изменение в конструкции гидравлического бака и выхлопной системы. Конструкция гидравлического бака не претерпела существенные изменения. К гидравлическому баку приваривается герметичная полость с выхлопной трубой. Через эту полость будут проходить отработавшие газы, передавая тепло баку. Далее в боковую полость устанавливается температурный датчик.
Кардинальным изменениям подлежит выхлопная система трактора МТЗ-82.1. К выпускному коллектору на болты крепится дроссельная заслонка, а к ней уже подходят две выхлопные трубы. Одна выхлопная труба идет для подогрева гидравлического бака, а вторая на основную выхлопную систему. Во вторую выхлопную трубу крепится резонатор. Глушитель устанавливается на болты с втулками к кабине [1, c.68].
Система подогрева гидравлической системы выхлопными газами работает следующим образом. После межсменной стоянки, водитель запускает двигатель 1 и открывает нижний клапан дроссельной заслонки 6. Внутри дроссельной заслонки два клапана, один на основной выхлоп, а второй на подогрев гидравлической системы. При открытии одного клапана автоматически перекрывается второй клапан. Как только водитель открыл дроссельную заслонку, в нижний клапан поступают выхлопные газы. Далее они идут в герметичную полость подогрева гидравлического бака 3 , где они проходят через него, тем самым подогревая стенки гидравлического бака. После того как выхлопные газы прошли через кожух, они выводятся в окружающую среду через выхлопную трубу 4. Для того чтобы газы не грели постоянно гидравлический бак предусмотрен датчик температуры 5. В кабине устанавливается дополнительный температурный датчик, который показывает температуру рабочей жидкости.
Использование данного способа подогрева гидравлической системы позволит обеспечить более быстрый подогрев рабочей жидкости в гидравлической системе, увеличит производительность и уменьшит время простоя трактора.
Список литературы
1. Руководство по эксплуатации Беларус 80.1/82.1/82.2. Восьмое издание 2012 г.
2. Науменко, А. Е., Влияние температуры рабочей жидкости и технического состояния гидросистемы на потери мощности в гидросистеме / Вестник Белорусско-Российского университета/ 2007 г.
3. Система подогрева гидравлической жидкости / А. М. Щемелёв, А. Е. Науменко/ Белорусско-Российский университет/ 2007 г.