滑移装载机液压系统发热量分析及计算

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：我公司研发的滑移装载机，在研制过程中，对该产品热平衡、可靠性和结构件等反面都进行了严格的考核。在工业试验过程中，发现液压油温过高。

工作状态：铲装细石料 (发动机节温器唱)转 换 温 油 散 进 油 散 出 水 散 进 水 散 出度 口 口 口 口45℃ l1O℃ 100.4℃ 95.9℃ 86.9℃工作状态：开沟 /铣刨 (发动机节温器唱)45℃ 115℃ 107.2℃ 97℃ 91.5℃表 11.原理分析及发热量计算液压系统热量来源主要是液压元件的功率损耗及元件之间连接管路上的功率损失 作为滑移装载机的液压系统分为两大部分：1.工作系统 (开式系统)：2.行走系统 (闭式系统)。

i.L工作系统发热量计算：工作系统主要是由齿轮泵；多路阀；快换接头 翻斗油缸 举升油缸 调平阀元件组成。

系统内部压力损失可分为以下四部分：系统回口路中阀的压力损失、系统管路沿程压力损失、局部压力损失、油缸部分的压力损失。

i.2多路阀及调平阀的压力损失厂商提供数据 ：三路液控阀及调平多路阀压力损失：P-T (进油回油) 0.4MpaP-A1(B1)-T(举升) 2MpaP-A3(B3)-T (翻斗) 1.9MpaA (B )与A。(B )构造相同调平阀调平阎压力损失： 0.16 Mpa(注：工作系统调定21Mpa)i.3管路与接头上的功率损耗分为沿程压力损失、局部压力损失：沿程压力损失公式：AP： x x--沿程阻力系数；在胶管道中流动时取 80/Re。雷诺数：Rev d/，、丫油液的运动粘度 (32号液压油)取 Y- 32mm2/S1--管路长度；d～-管路得内径；p--管路中液体的密度；V--液体的平均流速；局部压力损失计算公式：口 ×譬- - 局部阻力系数；与管路 (接头)折弯角度、管径及流量相关。具体数值可参考 《液压回路压力损失计算 (-)》组合机床 1980年第 7期)p--管路中液体的密度；v--液体的平均流速；例：-段举升油管 (硬管)图4 油管管长约 1500m；内径 d9mm系统速率v20.7 m/s沿程压力损失 x x譬i × x!450307Pa局部压力损失：4处90。弯角毒 0.12x譬4xOJ2x 92554Pa2处135。弯角，1处120。弯角；计算的芎 0.14(参考 《液压回路压力损失计算 (-)》组合机床 1980年第 7期)中国机械 Machine China嵋7Acaclem lC学术举升下降过程压力损失名称 压力损失 (Pa)多路阀进油管 42428过程中硬管压力损失 2807302过程中胶管压力损失 231413.76多路阀回油管压力损失 5746汇总 3086889.76翻斗收斗过程压力损失多路阀进油管 42428过程中硬管力损失 1986516过程中胶管压力损失 138848三通接头 26667多路阀回油管压力损失 5746汇总 2200205表 2则 ∞ 3x × 80984Pa例：三通接头局部压力损失与调平阀相连三通接头内通径为 18mm，液压流经此路径局部压力损失系数 ：1.29(参考《液压回路压力损失计算 (-)》)900×(167 4)DB：f× ：1.29×-- ：l 。 2 21.4油缸部分压力损失分析：从油缸进油 口进入 的油的流动而产生的压力损失以及活塞密封、活塞杆密封等的密封件的摩擦阻力统称为液压油缸内部阻力，压力损失与摩擦阻力相比要小的多，-般可以忽略不计 .而摩擦阻力依密封件的种类、油缸内径的大孝密封件的个数、移动表面的光洁度、密封圈的压缩余量、油缸的内压、停放的时间、使用时间等不同而变化，很难得到正确的数值。

1.5 工作系统压力损失汇总： (见表2)举升、下降动作时，除了管路损失还有多路阀及调配阀内部压力损失；举升、下降时系统总压力损失AP3.651.9十0.165.7l a翻斗，收斗动作时，除管路损失还有多路阀内部压力损失：翻斗、收斗时系统总压力损失△P2.2十1.94.Ul a工作系统发热量计算：系统中产生热量主要由压力损失引起以功率损耗计算式：v-尸6O(包括前进，后退、举升、卸料、下降及收斗)举升4.2秒 发热 Q7.52x4.231KJ卸料 2.2秒 发热 Q5.4x2.212KJ下降2.5秒 发热 Q7.52x2.5-19KJ收斗 2.5秒 发热 Q5.4x2.514KJ前进后退时，直接回油 发热QO.53)(48.626KJ- 般在-个小时后系统达到热平衡：则 工作系统 -个小时发热 Q6120 KJ2.1.行走系统闭式系统的发热量主要通过补油泵补入系统的凉油置换热油而带走。如果不计系统元器件的表面散热 ，则单位时间补入系统的凉油与系统内热油达到热平衡所吸收的热量即为系统的散热功率。

P KLRCpAt/60K--为补油系数，-般在0.15～ 0.25；L--系统流量P--Q为液压油容重，kg/L，取0.85c --液压油比热，kJ/kg，取 2.15At--系统补入的凉油与系统内热油温差，-般为 10℃A油箱有效散热面积；： 0.065 3x/-V7(V为液压油箱有效容积)At油位与环境温度差；假设环境温度为 3O℃，油温为 8O℃，则温度补偿 40℃-30 oC1O℃则At8010-3055℃K散热系数 通风条件好 取 K20则-个小时散热量为Q -[ix t(单位 焦耳)例：日 ：KX ×At-20×1.38x5515l8w- 小时内 散热量 QHx36005464.8 kJ2.2.散热器散热散热器由生产厂商测试，液压油散：参数：油散散热面积9m散热功率：5.1kw注： 风 扇 直 径 470mm (6片 )，转速 2500rpm则 - 小 时 散 热 量 Q5.1 x36OO18360KJ计算结果 散热功率无法满足系统发热功率。

· 减少硬管折弯处，尤其是 90。折弯要求采用大角度折弯3.2. 增大风扇直径及片数，直径增大至495mm，叶片数为 8片。

3.3.增大油散散热面积，提高散热功率(厂家测试散热功率9.5kw)。鉴于试验中油温高于水温的现象，散热器形式由原来油散，水散串联改为并联形式。

4.设计更改后试验验证工作状态：铲装细石料 (发动机节温器唱)转 换 温 油 散 进 油 散 出 水 散 进 水 散 出度 口 口 口 口45℃ 86.1℃ 76.9℃ 93.9℃ 84.9 oC工作状态：开沟/铣刨 (发动机节温器唱)45℃ 107℃ 94.1℃ 95℃ 9i℃行走系统发热量：Q Px t (单位：焦耳) 境。

例：P犯 /m- 7‰闭式行走系统 -个小时发热 Q：P48.6.6021760KJ滑移装载机采用了闭式系统和开式系统工所 程设备，其发热量为：Q总 Q行Q工Q泵流量 ；P系统损失压力根据工程机械热平衡试验经验，-般在工作-个小时后，系统实现热平衡，所以我们计算-个小时的系统发热量：Q N x t(单位：焦耳)例：举升下降时发热功率 N7.52 kw翻斗收斗时发功率 N5.4 kw多路阀直接回油 系统发功率 NO.53 kw根据操纵习惯，铲装-次周期大致为 6O秒168 Machine China中国机械则：Q ：612O2176O27880klT2.液压散热系统分析及计算液压系统中产生的热量由系统中各部件的散热面散发到空气中去，其中液压油箱和散热器为主要散热面。因为管道的散热面积相对较小，且与自身由于压力损失产生的热量相平衡，故-般忽略不计。

1油箱散热计算散热功率 (单位w)可按以下公式进行计算： KX ×At通过测试，本台样机能满足 45℃的作业环5.结论针对滑移装载机工业试验过程中油温过高的问题，通过理论分析及试验验证，采用了优化管路、加大风扇及更改散热器的改进方案，使整机满足了45C的作业环境。