Аналітичні дослідження впливу сумарних об'ємних втрат робочої рідини на працездатність гідроприводу трансмісії мобільної машини

Abstract

До основних причин втрати працездатності аксіально-поршневих гідромашин слід віднести зношення деталей спряжень їх качаючих вузлів: «розподільник-приставне дно», «плунжер-втулка блоку», «п’ята плунжера-опора люльки гідронасоса», «п’ята плунжера-похила шайба гідромотора». Технічний стан деталей качаючих вузлів гідромашин визначається на якісному рівні і оцінюється суб’єктивно, в зв’язку з відсутністю обґрунтованих структурних параметрів контролю технічного стану деталей для умов технічного сервісу. Це пояснюється не достатнім об’ємом досліджень функціональних залежностей між зміною структурних параметрів деталей качаючих вузлів гідромашин, обумовлених їх зношенням та об’ємними втратами робочої рідини в контексті вихідних параметрів гідроагрегатів, які характеризують працездатний стан гідравлічної трансмісії. Метою досліджень являється – аналітично дослідити вплив сумарних об’ємних втрат, які формуються в результаті зношення деталей спряжень качаючих вузлів аксіально-поршневих гідромашин на їх працездатність. Поставлена мета досягається проведенням аналізу досліджень по об'ємним втратам в аксіально-плунжерних гідромашинах та аналітичними дослідженнями впливу сумарних об'ємних втрат робочої рідини на працездатність гідроприводу трансмісії. В процесі досліджень розглядаються ситуації коли насос підживлення повністю компенсує втрати робочої рідини, переливний клапан в клапанній коробці відкритий, а в магістралі низького тиску підтримується постійний тиск та об’єм робочої рідини від насоса підживлення повністю поступає до магістралі низького тиску, переливний клапан закритий, тиск рідини в магістралі низького тиску. Аналітично отримана функціональна залежність робочого об’єму гідронасоса з сумарними витоками робочої рідини, дозволяє оцінити можливість отримання необхідної потужності і частоти обертання вихідного валу гідромотора з врахуванням втрат робочої рідини. При сумарних втратах робочої рідини, які перевищують для аксіально-поршневих гідромашин з робочий об’єм гідропривід не в змозі працювати в номінальному режимі, який економічно самий вигідний в умовах експлуатації, що вказує на граничне значення даних втрат. Аналітично отримана функціональна залежність потужності, яка розвивається гідромотором, від сумарних втрат робочої рідини з врахуванням продуктивності насоса підживлення дає можливість прийняти обґрунтоване рішення про допустимість використання мобільної машини, оснащеної гідравлічною трансмісією, на конкретних видах робіт при наявності інформації про те, яка необхідна потужність гідромотора для виконання заданих робіт.

- The main reasons for the loss of performance of axial-piston hydraulic machines should include the wear of the coupling parts of their pumping units: "distributor-attached bottom", "plunger-block sleeve", "fifth plunger-hydraulic pump cradle support", "fifth plunger-inclined hydraulic motor washer". The technical condition of the parts of pumping units of hydraulic machines is determined at the qualitative level and is evaluated subjectively, due to the lack of justified structural parameters of control of the technical condition of the parts for the conditions of technical service. This is explained by the insufficient amount of research on the functional dependencies between the change in the structural parameters of the parts of the pumping units of hydraulic machines caused by their wear and volumetric losses of the working fluid in the context of the initial parameters of the hydraulic units, which characterize the working condition of the hydraulic transmission. The purpose of the research is to analytically investigate the influence of total volumetric losses, which are formed as a result of wear and tear of coupling parts of pumping units of axial-piston hydraulic machines, on their performance. The set goal is achieved by conducting studies on volume losses in axial-plunger hydraulic machines and analytical studies of the influence of total volume losses of the working fluid on the performance of the transmission hydraulic drive. In the process of research, situations are considered when the feed pump fully compensates for losses of the working fluid, the overflow valve in the valve box is open, and a constant pressure is maintained in the low-pressure line, and the volume of working fluid from the feed pump is completely supplied to the low-pressure line, the overflow valve is closed, pressure liquid in the low pressure line. The analytically obtained functional dependence of the working volume of the hydraulic pump with the total leaks of the working fluid allows us to assess the possibility of obtaining the necessary power and rotation frequency of the output shaft of the hydraulic motor, taking into account the losses of the working fluid. With total losses of the working fluid, which exceed for axial-piston hydraulic machines with a working volume, the hydraulic drive is not able to work in the nominal mode, which is economically the most profitable under the operating conditions, which indicates the limit value of these losses. The analytically obtained functional dependence of the power developed by the hydraulic motor on the total losses of the working fluid, taking into account the performance of the feed pump, makes it possible to make a reasoned decision about the admissibility of using a mobile machine equipped with a hydraulic transmission for specific types of work, if there is information about the required power of the hydraulic motor for performance of assigned work.