装载机液压系统热平衡分析
浅析影响装载机热平衡试验结果的若干因素
浅析影响装载机热平衡试验结果的若干因素黄岸【摘要】在热平衡试验中,人们对一些常见的影响试验结果的问题没有引起足够的重视,导致试验数据的准确性大打折扣,本文通过重新布置环境温度测点,改变液压油温测点接法,优化平衡温度算法和调整操作手等办法,进一步改善了热平衡试验的可靠性,为提高试验结果的准确提供了有力保证.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】3页(P65-67)【关键词】装载机;热平衡;试验【作者】黄岸【作者单位】柳州汽车检测有限公司,广西柳州 545007【正文语种】中文【中图分类】TH2430 引言工程机械是我国装备行业的重要组成部分，也是我国国民经济支柱产业之一。
隶属于铲土运输机械中的轮式装载机（以下简称“装载机”），广泛应用于矿山、基建、道路修建、港口、煤炭、水利等场所，进行装卸、铲运等作业，是一种多用途、高效率的工程机械。
在对装载机的研究中，散热性能无疑是关系到其工作性能的一个重要指标，随着排放要求的提高，以及工程机械向大容量、大功率方向发展，工程机械的散热问题逐渐引起了人们的重视，连续的高强度作业对装载机散热系统的散热性能提出严苛的要求，因此，如何用正确的试验方法，得出准确的热平衡数据来反映真实的散热能力显得至关重要[1]。
1 试验方法装载机的散热系统由水散热器、液压油散热器、中冷散热器、冷却风扇和导风罩组成，各散热器安装形式为三并联一体式安装，如图1所示[2]。
一个散热系统的散热能力直接体现在几个散热器的进出口温度是否达到设计要求。
现场方法将热电偶一端连接到数据采集仪，另一端则连接到测点。
图1 散热系统的结构对于水散热器而言，由于拆装方便，将热电偶直接插进散热器进出口的冷却液从而得到水温，中冷散热器与水散热器接法相同将热电偶插入中冷管测量温度，但是对于液压油散热器，因为拆装不易，而且拆装容易引起油料泄露污染环境，因此只能将热电偶粘在进出口的软管接头管壁上，然后用海绵包住保温，海绵外面用胶布包住以防透风，再用卡箍或扎带固定。
装载机动力系热平衡探讨
装载机动力系热平衡探讨前言装载机是一种在工业、农业和建筑领域广泛使用的运载设备，主要用于运输和搬运各种物品。
在实际运作过程中，装载机需要消耗大量的能源，由于能源效率的限制，装载机会产生大量的热量。
如果不能及时处理这些热量，会导致装载机发生故障，影响工作效率和工作安全。
因此，研究装载机的热平衡问题具有重要的理论和实际意义。
装载机主要热源装载机主要热源包括以下几个方面：发动机装载机发动机是使装载机进行各项功能操作的关键动力系统，同时也是产生热能的主要源泉。
由于发动机在工作时会将燃油燃烧，因此会产生大量的热能，其中闲置时的热能损失更为严重。
液压系统装载机的液压系统中循环的液体经常需要流过倍压泵并被泵送至液压缸。
液压系统中不断流动的液体，摩擦和其他差异会产生热能，其中，摩擦产生的热能在涉及到提高液体的压力或减缓液体速度的情况下更为显著。
车架装载机车架是由钢板制成的，因此具有很好的导热性。
当车架和引擎运作时，车架会吸收并传递热量。
车架上运转设备所产生的热量也会导致车架的温度升高，增加了车架的散热需求。
操纵区操纵区主要包括驾驶室和仪表板。
驾驶室的温度取决于发动机和液压系统中的热量传递，而仪表板上的电子设备在长时间运行时也会产生大量的热量。
热平衡方案为了实现装载机的热平衡，需要采取以下的措施：提升发动机的燃油效率通过提高发动机的燃油效率，可以减少发动机在运行中产生的热量，从而降低部分热量误导造成的不必要损耗。
这可以通过更好的机械设计和更有效的燃油燃烧实现。
设计合理的液压系统减少摩擦损失，防止垃圾、污染物等杂质进入液压系统，以避免对管道、阀门和其他液压元件的损伤和摩擦。
此外，可以在液压系统的循环中使用冷却器来降低温度。
降低车架的温度降低车架的温度，有效地减少了装载机周围的温度，并有助于减少车架的热量损失。
通过增加车架表面积和使用低温油漆等方法，减少发动机、液压系统和其他设备将热量向周围环境散发。
优化操纵区减少驾驶室内的热量，通过隔热材料和低温材料支撑防潮片等方法，减少能量流失。
50型装载机液压系统动态特性与热平衡研究
50型装载机液压系统动态特性与热平衡研究一、本文概述本研究论文针对50型装载机的液压系统进行了深入细致的动力学特性和热平衡分析。
随着现代工程机械向大型化、高效化发展，50型装载机作为广泛应用在各类土方作业中的关键设备，其液压系统的性能表现和稳定性直接影响着整体工作效率与使用寿命。
本文旨在揭示50型装载机液压系统在不同工况下的动态响应机制，以及在长时间连续工作时如何保持良好的热平衡状态，防止过热导致的系统性能下降乃至故障。
通过理论建模与实验验证相结合的方法，我们首先剖析了液压系统的流体动力学特性，包括压力波动、流量分配及执行元件动态响应等核心要素。
进一步，在全面考虑系统内部各组件间的能量转换过程基础上，构建了精确反映液压系统热力学行为的数学模型，并模拟分析了系统在典型负载循环下的热量产生与散发情况。
在研究过程中，本文特别关注了散热设计对液压系统热平衡的影响，并提出了一系列改进措施以优化系统热管理策略，力求实现50型装载机液压系统在高强度连续作业条件下的高效稳定运行和延长其使用寿命。
最终，研究成果不仅有助于提升该类型装载机的设计水平与使用效率，也为同类型工程机械的液压系统设计提供了有价值的参考依据。
二、50型装载机液压系统概述50型装载机作为一种常见的土方工程机械，其液压系统在整机性能中扮演着至关重要的角色。
本节将重点概述50型装载机液压系统的基本构成、工作原理及其在整机功能中的作用。
b. 液压泵：通常为变量柱塞泵，负责提供系统所需的高压油。
c. 控制阀：包括方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀等，用于控制液压油的流向、压力和流量。
d. 执行元件：主要包括液压缸和液压马达，直接驱动装载机的动臂、铲斗等作业装置。
e. 辅助元件：包括油管、接头、油冷却器、滤清器等，用于支持系统的正常运作。
在50型装载机中，液压系统的工作原理基于帕斯卡定律。
液压泵将低压油转化为高压油，通过控制阀的调节，高压油被送至执行元件，从而驱动动臂、铲斗等装置的运动。
轮式装载机工作装置液压系统分析与改进设计
该 油 箱结 构 已在 我公 司 自行研 制 的多 台液压 试验 台上 成功 应用 。实践 证 明 ， 油 箱 在 结 构 上 所 进行 的 该
创新设 计 ， 得其 结构 紧凑 、 洗方 便 、 使 清 防污 可靠 、 安装 集成度 高 ， 使用 维 护 方 便 易 行 。该 结 构 是 对 开 式 油箱
工 作装 置是 轮 式装 载机 的重 要 组 成 部 分 ， 式 装 轮
载 机 的铲装 、 升 、 提 翻斗及 卸 料等 都是 通过 工作 装 置 的 有关 运 动来 实现 的 。 目前 轮 式装 载机 的工 作装 置 一般 都 采用 液压 系统 ， 文 通 过 对 装 载 机 常见 的工 作 装 置 本
［ ］ 成 大 先． 械 设 计 手 册 ［ ． Ｅ ： 学 工 业 出 版 ２ 机 Ｍ］ ｊ 京 化
社 ，０ ２ ２０．
号件 ） ，下端 管 口距箱 底 １０ｍｍ， 面铣 成 ４ 。 口 ， ０ 端 ５斜
［ ］ Ｇ ／ ８ ． — ３ 液压气 动图形符号 ［ ］ ３ Ｂ Ｔ７ ６ １ ９ ， ｓ．
２１ ０ ０年第 ８期
液压 与 气动
６ ７
统 分 析 与 改 进 设 计
严 桃 平
Ａｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｄ ｄ ｓｇ ｆｗｈ ｅ ｏ ｄ ｒ ｗｏ ｋ ａｙ ｉ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｅ ｉ ｎ ｏ ｅ ｌｌ ａ ｅ ｒ ｉ ｓａｌ ｎ ｙ ｒ ｕ ｉ ｙ ｔ ｍ ｎ ｔ ｌｍｅ ｔｈ ｄ ａ ｌｃ ｓ ｓｅ
型 的 液 压 回路 改 进 设 计 提 供 一 定 依 据 。
关键 词 ： 式装 载机 ； 轮 工作 装 置 ； 液压 系统 ； 改进 设 计 中图分 类号 ： Ｈ１７ 文献标 识 码 ： 文章 编 号 ：０ ０４ ５ （ ０ ０ ０ －０ ７０ Ｔ ３ Ｂ １０ －８ ８ ２ １ ） ８０ ６ －２
探讨小型液压挖掘机动力系统热平衡
统， 内燃机燃烧释放 出的总热量可 以分为 五部分， 即： 转化为机械能 的部 分、 因尾气排放流 失的部分、 因冷却水流 失的部分、 因机油流失 的部分 以 及其他热量流 失。据有关试验研究表 明， 在 非增 压柴油机产生 的总热量 中，大约有 ３ ３ ％左右转换成机 械能、 ２ ５ ％左右 因冷却水流 失， ３ ５ ％左右 因 尾气排放 流、 ４ ％左 右的 因失机 油流失 、 ３ ％左右 的属于其他热 量流失： 而 在增压柴 油机 产生的总热量 中，大约有 ４ ０ ％左右转 换成机械能 、 １ ７ ％左 右 因冷却水流 失， ３ ３ ％左右 因尾气 排放流 、 ６ ％左 右的 因失机 油流 失、 ４ ％ 左右 的属于其他 热量流 失； 在汽油机产 生的总热量 中， 大约有 ２ ６ ％左右 转换成机械 能、 ２ ０ ％ 左 右因冷却水 流 失， ４ ２ ％左右 因尾气排放 流、 ４ ％左右 的 因失机 油流失、 ８ ％左右的属于其他热量流 失。同 比之下 ， 增压柴油机 产生 的总热量 中用于做功推动挖掘机运行的热量最多 。 小型液压挖掘机 动力系统的热平衡研究方 法： 主要包括试验测量方 法 以及计算方法 。在研 究小型液压挖掘机动力 系统热平衡过程 中， 通过 试 验 方 法 对 热 平 衡 公 式 中 各 部 分 的相 关 参数 进 行测 量 ， 然后通过计算得 出总 热 量 在 各 部 分 的分 配 状 况 。
近 年来 ， 我 国公路、 铁路 、 市政工程 、 水利工程 以及小城 镇改造 等施 工工程量 日益 增多 ， 在这 些工程施工 过程 中 ， 需要用 到挖掘 机等施 工机 械 设备， 其中 ， 重量 在 １ ３ ｔ以下 或者铲斗容量在 ２ ５ ０ ｄ ｍ ， 以下 的液压 挖掘 机被称 为小型液压挖掘机 。小型液压 挖掘机 由于其轻便、 价格较低、 检修 维护方便 、 适用 多种 工况 以及结构紧凑等优 点， 已经得到 了广泛 的应 用。 同时， 由于 小型液压挖掘机 需要在条件较 为复杂 、 环 境较为恶 劣 的施 工 现 场中工作 ， 并且需要承 担较大量 的工作负荷 ， 所 以人们对 其性 能要求 较 为严格 。小型液压挖掘机主要包括动力 系统 、 回转系统 、 操控 系统、 行 走 系统 、 传动 系统 、 液压系统 以及辅助系统等 。本文主要探讨小型液压挖 掘机动力 系统 的热平衡 。
液压系统过热故障的分析与排除
液压系统过热的原因及排除方法液压系统的真实过热意味着系统内部出现了严重的问题，需要及时找出原因并加以排除。
现代大型民航飞机的液压系统比较复杂，用户众多，引起液压系统过热的原因又较多，往往使得我们在排故时有无从下手的感觉，经常走弯路。
根据我排除此类故障的经验和心得，总结了一下液压系统过热的原因和排除方法，希望对大家有帮助。
一：液压系统发生过热的根本原因：我们知道，一个液压系统的工作效率不可能为100%，总会有一定的功率损失存在，液压系统所消耗的功率中没有执行有用功的部分统称为功率损失，这些损失的功率都需要通过发热来耗散掉，称为发热功率，例如一个液压系统满负荷工作时消耗的功率为100KW，工作效率为90%，那么系统的发热功率即为10KW。
所以液压系统工作时会发热是一种不可避免的现象。
为了使液压系统工作在某个合适的温度下，液压系统的散热能力必须要大于发热功率。
飞机的液压系统一般通过散热器、液压油箱、金属管道和部件外壳等进行散热，有的机型没有专用的散热器（如A320系列），但无论什么形式，在设计时，其总散热能力一定是大于正常的发热功率的，以保证系统最终会在合适的工作温度下达到热力平衡，不至于发生过热。
如果由于某种原因，系统偏离了设计状态，系统工作效率严重下降，导致发热功率增加，超过了散热能力，或散热能力下降到低于发热功率，平衡就会打破，过热就会发生。
实际在飞机液压系统中以前者居多，本文对后者不做论述。
综上所述，液压系统发生过热的根本原因是系统工作效率的下降。
二：液压系统油液过热的危害：飞机液压系统正常工作时的油液温度一般稳定在80℃以下，如超过太多说明系统内部出现了严重问题，就会报警，以A320的液压系统为例，回油温度如果达到92.8℃，就会在ECAM上出现OVHT的琥珀色字符，如超过95℃，就会触发警告。
液压油温度如果太高，会给液压系统造成很大的危害，主要表现在两方面：1、加速封严部件的老化和油液的变质，降低液压油的粘度；2、使润滑作用下降，加速机件特别是泵的磨损。
闭式液压系统热平衡计算
闭式液压系统内部油温的热平衡是决定系统工作寿命，甚至能否正常工作的重要因素之一。
因而在设计闭式液压系统时，设计者需要对整个系统的热平衡进行一个概算，从而对这个系统的温升有一个评估和判断，极大的避免了盲目试验。
笔者结合现在的认识，对闭式液压系统做如下的概略分析，以期抛砖引玉之效。
在设计计算系统热平衡之前，首先需要确定对于这个系统，最高的内部油温ｔ２不超过１００℃，在系统工作压差超过１４Ｍｐａ时，设计ｔ２定为９５℃，油箱温度ｔ１定位６５℃，系统温度循环如下图所示：系统发热量：在闭式液压系统中，由于局部和沿程压力损失、内部泄漏及运动部件摩擦力的存在，会导致一部分系统功率损失，这一部分损失的功率会转化成热量被系统的油液及元器件所吸收，使系统温度升高。
根据能量守恒定律，系统损失的功率将转化成热量，即系统的损失功率为系统的发热功率。
如果设系统的功率为Ｐ，总效率为η＝０．６５～０．７５，系统的总发热功率为Ｐｔ，则有Ｐ＝Ｑ△Ｐ（１－η）／６０（ｋＷ）（１）式中：Ｑ为主泵的流量，Ｌ／ｍｉｎ；△Ｐ为系统的工作压差，Ｍｐａ。
系统散热量：整个散热系统可理解分为三级，第一级为补油泵的冲洗散热，第二级为油散热器的散热，第三级为油箱散热。
补油泵的一级冲洗散热。
闭式系统的大部分热量是靠补油泵的低温油液置换冲洗带走。
若不计液压元件表面散热，单位时间内，当补油泵的低温油和系统的高温油达到热平衡（温度计为ｔ）时，系统发热量等于冲洗散热量，则散热功率：Ｐ＝ＬρＣ△Ｔ／６０（ｋＷ）（２）式中：Ｌ为补油泵流量，Ｌ／ｍｉｎ。
ρ为液压油密度０．８５ｋｇ／Ｌ。
Ｃ为液压油比热容，ｋＪ／（ｋｇ·°Ｃ），取１．８８。
△Ｔ为低温油和热平衡油温度之差，°Ｃ。
△Ｔ＝ｔ－ｔ１设补油系数为Ｋ＝Ｌ／Ｑ＝０．１５～０．２５。
（３）联合（１）、（２）和（３）式得△Ｔ＝（４）由式（４）可知，对于选定的液压油品、液压泵和马达，液压油密度ρ、液压油比热容Ｃ、总效率为η和补油系数Ｋ为定值，系统一级温升△Ｔ与系统的工作压差△Ｐ成正比。
小型液压挖掘机动力系统热平衡研究解读
中南大学硕士学位论文小型液压挖掘机动力系统热平衡研究姓名：蒋丛华申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：陈欠根20070602中南大学硕士学位论文摘要摘要作为小型液压挖掘机动力系统的核心，发动机性能的好坏，将直接影响其使用情况。
本文针对目前国内小型液压挖掘机普遍存在的发动机水箱进水温度过高的问题，利用计算机仿真技术并结合实际对小型液压挖掘机动力系统的热平衡问题进行了深入的研究。
首先对热平衡理论进行了分析，提出了发动机热平衡模型，通过实验测定了模型中的各参数，得到了工程应用中设计合理冷却系统的理论依据，并以此设计了相匹配的冷却系统。
其次，通过试验分析了影响热平衡的主要因素。
在此基础上，利用ＦＬＵＮＥＴ软件对水散热器中的复杂流动传热进行了仿真研究，建立了水散热器芯体单元模型，对模型内流体的温度场进行研究和分析，仿真结果与实际结果基本吻合，证实了该模型的正确性。
接着利用该模型模拟不同环境温度下的流动传热，得到了环境温度与水散热器总散热量之间的关系式，该关系式对研究小型液压挖掘机动力系统的热平衡具有重要指导意义。
最后在不改变散热器等部件的情况下，通过测量测点的风速得到结构参数的改变对整机热平衡的影响，并提出了整机散热系统的改进方案。
这对冷却系统设计有重要的意义。
关键词：小型液压挖掘机，发动机，热平衡，冷却系统，有限元模拟中南大学硕士学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＡｓｔｈｅｃｏｒｅｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｆＭｉｎｉ—ＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｘｃａｖａｔｏｒ，ｔｈｅａｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｅｎｇｉｎｅｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｉｔｓｗｏｒｋｄｉｒｅｃｔｌｙ．ＡｉｍｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｉｎｗａｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃＭｉｎｉ．ＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｘｃａｖａｔｏｒ，ｗｈｉｃｈｉＳｔｈｅｔｏｏｉｎｌｅｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｅｎｇｉｎｅｉｓｈｉｇｈ，ｕｓｉｎｇｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｉｎｔｅｒｒｅｌａｔｅｄｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｈｅａｔｂａｌａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｆＭｉｎｉ—ＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｘｃａｖａｔｏｒｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｈｅａｔｂａｌａｎｃｅｔｈｅｏｒｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｎｇｉｎｅｈｅａｔｂａｌａｎｃｅｍｏｄｅｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。