Известно, что с уменьшением вязкости масла гидравлические потери в гидросистеме уменьшаются, а объемные увеличиваются. Принимая механический КПД за единицу, можно записать [1]:

,

,                    (1)

где η – КПД гидросистемы; η_об – объемный КПД; η_гид – гидравлический КПД; Р_m – теоретическое давление; Q_m – теоретический расход; Р_поm – потерянное давление; Q_уm – расход утечек.

Для последовательно соединенных трубопроводов второй член равенства (1) можно записать в следующем виде:

,                        (2)

где λ_i – коэффициент сопротивления по длине на i-ом участке; l_i – длина i-го участка;
d_i – диаметр i-го участка; γ – удельный вес рабочей жидкости; υ_i – средняя скорость жидкости на i-ом участке.

Коэффициент λ для ламинарного режима определяется по формуле [2]:

,

где А – коэффициент, зависящий от формы трубопровода.

Полагая, что для всех участков гидросистемы режим движения жидкости ламинарный, перепишем равенство (2) в виде:

,

где ν_i – коэффициент кинематической вязкости на i-ом участке трубопровода.

Если принять ν_i на каждом участке равным среднеинтегральному значению , которое выражается зависимостью:

,

где W – объем жидкости гидросистемы, то можно вынести за знак суммы:

.

Практически же для гидросистемы сельскохозяйственных машин, у которых нагрев масла за один цикл прохода через всю гидросистему не превышает одного градуса, за можно принять среднюю вязкость по баку.

При установившемся движении член будет постоянным, обозначим его через С₁.

Далее, принимая во внимание , запишем величину объемных потерь по формуле:

,                    (3)

где b_j – ширина j-го зазора; δ_j – величина j-го зазора; L_j – длина j-го зазора; ΔP_j – перепад давления в j-м зазоре.

Отбросим последний член в равенстве (1), ввиду его малости по сравнению с остальными членами, и перепишем его с принятыми обозначениями:

.                        (4)

Зависимость коэффициента вязкости от температуры выражают интерполяционным уравнением [3]:

,

Считая, что ρ = ρ_о, имеем , тогда равенство (4) запишется:

,                (5)

Для нахождения максимального η необходимо, чтобы:

,

откуда

.            (6)

Разделив обе части равенства (4) на текущее значение , получим после преобразования:

,

т.е. оптимальному значению вязкости соответствует равенство:

.

С целью определения оптимальной вязкости для конкретного гидропривода был взят трактор Т-150К с раздельно-агрегатной гидросистемой навесного устройства.

Величины С₂ и С₁ для этого трактора оказались равны соответственно 2∙10¹⁰ кг/с∙м³ и 2,51∙10^-9 м⁵/с² [4].

Теоретическая производительность насоса НШ-50А-3Л при n = 40 с^-1 равна 107,2 л/мин. Номинальное рабочее давление равно 16 МПа [5]. Оптимальное значение по формуле (6) равно:

.

Таково значение вязкости при температуре 75^о для масла М-10Г₂ [6].

Таким образом, анализ формулы КПД (причем КПД механический принят за const), показывает, что существует такое значение температуры рабочей жидкости, при котором величина его окажется максимальной.

1. Ногай, М.Д. Оптимальная температура рабочей жидкости для объемного гидропривода [Текст] // Труды ВИСХОМ. – 1971. – Вып.62. – С.93-100.
2. 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.
3. 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.
4. Кашуба, Б.П., Коваль И.А. Трактор Т-150К (Устройство и эксплуатация) / Б.П. Кашуба, И.А. Коваль. – М.: Колос, 1976. – 312 с.
5. Насос шестеренный НШ-50А-3Л. Паспорт НШ-50А-3Л ПС.- Кировоград: Облполиграфиздат, 1993.- 11 с.
6. 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.

Все статьи автора «Рылякин Евгений Геннадьевич»