شركة ونزهو برانس للمعدات الهيدروليكية المحدودة
التحميل على المحرك أثناء الحمل الهيدروليكي: مطابقة طلب المضخة مع عزم دوران المحرك
يحدث تراجع مضخة هيدروليكية بمحرك ديزل عندما يطلب المضخة والمعدات الأخرى التي تعمل بواسطة المحرك عزم دوران أكثر مما يمكن للمحرك توفيره عند السرعة الحالية. لا يثبت رقم القدرة الحصانية المرضي عند السرعة المقننة أن المحرك يمكنه تحمل نفس الحمولة الهيدروليكية عند انخفاض سرعة الدوران. ابدأ بمقارنة الضغط، حجم المضخة، نسبة القيادة، والعزم المتاح للمحرك عند نقطة التشغيل الفعلية. ثم ميز بين الطلب الهيدروليكي المفرط ومحرك يفشل في إنتاج الناتج المتوقع منه.
تتعلق هذه الدليل بمضخات هيدروليكية ذات إزاحة إيجابية تعمل بمحرك ديزل. لا يوفر معايرة للمحرك، أو حد أدنى عالمي للسرعة التشغيلية، أو إذن لزيادة توصيل الوقود. استخدم نطاق التشغيل المعتمد وإعدادات الحماية من قبل الشركة المصنعة للمحرك والآلة.
ما الذي يجعل حمولة هيدروليكية تسحب سرعة المحرك إلى الأسفل؟
تحول المضخة طاقة العمود إلى طاقة هيدروليكية. ينتج الضغط من مقاومة التدفق، وتحدد الإزاحة كمية الزيت التي تحاول المضخة تحريكها لكل دورة. عند إزاحة تقريبية ثابتة، يزيد الضغط من عزم الدوران المطلوب للعمود. يمكن لمُحَكم المحرك أن يرد بزيادة التزويد بالوقود، لكنه لا يستطيع خلق عزم دوران يتجاوز القدرة المتاحة للمحرك تحت الظروف السائدة.
يصبح التراجع ذاتي الاستدامة عندما يترك انخفاض السرعة احتياطي عزم دوران غير كافٍ للتعافي. قد ينخفض التدفق مع تباطؤ المحرك، ومع ذلك يمكن أن يظل العزم المطلوب للحفاظ على الضغط كبيرًا. يفسر ذلك لماذا يمكن أن يصبح المشغل أبطأ بينما لا يزال صوت المحرك محملاً بشكل كبير. قراءة تدفق أقل بمفردها لا تظهر أن الحمولة الزائدة قد اختفت.
فصل بين انخفاض سريع ومسموح للسرعة من حمولة زائدة مستمرة. سجل مدى سرعة استعادة السرعة بعد انتهاء الأمر الهيدروليكي، سواء حدث ذلك في كل دورة، وما إذا كان جهاز تحكم الآلة يبلغ عن تحديد العزم أو عطل. يمكن أن يدعم المظهر الصوتي وخروج العادم التشخيص، لكن لا يمكنهما تحديد فشل المضخة بمفردهما.
قارن عزم المضخة عند العمود الصحيح
لتقدير هندسي أولي، يكون عزم المضخة النظري بوحدة نيوتن متر هو فرق الضغط بوحدة بار مضروبًا في الإزاحة بوحدة سم³ لكل دورة، مقسومًا على حوالي 62.83. يكون عزم الإدخال الفعلي أعلى بسبب الخسائر الميكانيكية. قسم العزم النظري على كفاءة ميكانيكية مناسبة فقط عندما يكون ذلك الكفاءة مدعومًا لظروف التشغيل.
كمثال حسابي، افترض إزاحة قدرها 50 سم³/دورة وفارق ضغط قدره 200 بار. يكون العزم النظري حوالي 159 نيوتن متر. مع افتراض كفاءة ميكانيكية قدرها 0.90، يصبح متطلب العمود المقدر حوالي 177 نيوتن متر. هذه افتراضات تعليمية، وليست مواصفات لمضخة برانس أو محرك ديزل.
يغير نظام القيادة بالتروس المقارنة. إذا كانت المضخة تدور بسرعة أكبر من المحرك، يجب على المحرك أن يوفر عزم دوران أكثر مما يحتاجه عمود المضخة، مع الأخذ في الاعتبار النسبة وخسائر القيادة. تحقق من اتفاقية النسبة قبل استخدام جدول بيانات: نسبة سرعة المضخة إلى سرعة المحرك ليست قابلة للتبديل مع عكسها. كما تحقق من حد عزم الدوران لنظام PTO أو القيادة المساعدة؛ عزم المحرك الكافي لا يضمن قدرة قيادة كافية. ورقة فنية لكاتربيلر في المراجع تعتبر مثالاً على نظام قيادة مضخة بنسبتها وحدود عزمها الخاصة؛ أرقامها لا تنطبق على آلة غير مؤكدة.
لماذا يمكن أن يخفي القدرة الحصانية المقننة عدم تطابق السرعة المنخفضة
يعتمد القدرة الميكانيكية على كل من عزم الدوران والسرعة. في وحدات SI، تكون قدرة العمود بالكيلوواط مساوية لعزم الدوران بوحدة نيوتن متر مضروبًا في سرعة الدوران بوحدة دورة في الدقيقة، مقسومًا على حوالي 9550. يصف القدرة المقننة للمحرك سرعة وتقييم معينين. ولا يصف كل نقطة على منحنى عزم الدوران الخاص به.
بالنسبة للحمل النظري للمضخة البالغ 177 نيوتن متر أعلاه، تكون القدرة على العمود المقابلة حوالي 27.8 كيلوواط عند 1500 دورة في الدقيقة و18.5 كيلوواط عند 1000 دورة في الدقيقة. لا يعني انخفاض القدرة عند 1000 دورة في الدقيقة انخفاض متطلب العزم عندما يظل الضغط والإزاحة ثابتين. هذا هو السبب الرئيسي في أن اختيار القدرة الحصانية فقط يمكن أن يبدو مقبولًا بينما يواجه المحرك صعوبة.
احصل على منحنى المحرك لتقييمه وفقًا لتقييمه المثبت، وتكوين الانبعاثات، والتطبيق. خصم الأحمال المتزامنة مثل مراوح التبريد، والمولدات، ومحركات السفر، أو أقسام المضخة الإضافية باستخدام نموذج قدرة عمود مناسب. طبق تصحيحات الشركة المصنعة لدرجة الحرارة المحيطة والارتفاع. لا تخترع نسبة احتياطي ثابتة لكل آلة؛ الهامش المطلوب يعتمد على الاستجابة، ودورة العمل، ومعايير التكامل المعتمدة.
طابق العَرَض مع فحص عملي التالي
الجدول التالي هو أداة تشخيص نوعية. لا يحدد حدود التشغيل أو يحل محل إجراء استكشاف الأخطاء وإصلاحها للآلة. تتبع علاقات العزم والقدرة توازن الطاقة الهيدروليكية التقليدي كما هو موضح في مرجع NPTEL أدناه.
| ملاحظة | تفسير محتمل | تمييز مفيد |
|---|---|---|
| تنخفض السرعة فقط مع ارتفاع الضغط | عزم المضخة يتجاوز عزم المحرك المتاح | قارن الضغط المقاس والإزاحة مع منحنى المحرك عند تلك السرعة |
| تتراجع السرعة مع وظيفة واحدة ولكن ليس مع الأخرى | يهيمن حمل معين أو قيد الدائرة الكهربائية | قارن مسار ضغط تلك الوظيفة مع حالة التشغيل المعتمدة لها |
| تتراجع السرعة كلما تداخلت وظيفتان | يتجاوز طلب العمود المشترك التخصيص المخصص له | اجمع أقسام المضخة المتزامنة والأحمال الأخرى للمحرك |
| يواجه المحرك صعوبة حتى مع تفريغ الدائرة الهيدروليكية | قد يكون خرج المحرك أو حمل آخر يقوده ناقصًا | اتبع تشخيصات المحرك قبل استبدال المضخة |
| بدأ الحدث بعد استبدال المضخة | قد يختلف الإزاحة، أو وحدة التحكم، أو ترتيب القيادة | قارن الرموز الكاملة وإعدادات التحكم، وليس فقط تركيب الحافة |
| العمل في البرد أسوأ ويتحسن مع التسخين | قد تساهم الخسائر اللزجة أو سلوك التحكم في البرد | تحقق من حالة السائل المعتمد وتعليمات التسخين المسبق |
تحقق من الضغط والإزاحة معًا
يمكن لمضخة متغيرة مع تعويض ضغط أن تقلل الإزاحة بالقرب من إعداد ضغطها، لكن وحدة التحكم في الضغط ليست تلقائيًا وحدة تحكم مضادة للانحشار للمحرك. خلال حركة مطلوبة، قد توفر المضخة إزاحة كبيرة قبل أن يتخذ التعويض تأثيره، أو قد يظل نقطة التشغيل أدنى من عتبة منظم الضغط بينما تتجاوز قدرة المحرك.
متحكم استشعار الحمل أيضًا لا يضمن حماية عزم الدوران. يقوم بضبط توصيل المضخة استجابة لطلب الدائرة وهوامش التحكم. حيثما يكون حماية المحرك ضرورية، قد يستخدم النظام المعتمد محدد عزم الدوران، متحكم الطاقة، حد الإزاحة الإلكتروني، أو التحكم المنسق بين المحرك والمضخة. يجب تحديد الترتيب الدقيق من خلال رمز المتحكم الكهربائي والمخطط التخطيطي. ال ملاحظات حساب الهيدروليك من NPTEL اشرح علاقات القوة وعزم الدوران المستخدمة هنا.
بالنسبة لمضخة ذات إزاحة ثابتة، غالبًا ما يرسل تحديد الضغط الزيت عبر صمام تخفيف الضغط بدلاً من تقليل طلب العمود إلى مستوى غير ضار. توليد الحرارة المستمر من خلال عملية التخفيف يمكن أن يحمّل المحرك بشكل كبير. لا تحتفظ بوظيفة عند نهاية توقفها كبديل لاختبار مراقب. استخدم أدوات القياس، معدات الحمل، المدة، وظروف الإيقاف المحددة من قبل الشركة المصنعة.
فصل عدم التوافق الهيدروليكي عن فقدان خرج المحرك
ابدأ بحالة آمنة للآلة وافحص المعلومات التشخيصية الموجودة لديها. تحقق مما إذا كان سرعة المحرك تحت حالة غير محملة معروفة تفي بالإعداد المعتمد. يمكن أن يقلل تقييد في نظام الوقود أو الهواء، أو حالة تقليل الأداء، أو خلل في نظام العادم من الناتج المتاح دون أي تغيير في المضخة.
قارن الحدث الهيدروليكي نفسه مع سجلات موثوقة سابقة حيثما كانت متاحة. يشير طلب ضغط وإزاحة غير متغير مصحوبًا بانخفاض جديد في خرج المحرك إلى اتجاه مختلف عن زيادة مفاجئة في الضغط بعد تعديل الصمام. تجنب تغيير إعدادات المضخة والمحرك معًا، لأن التحسين الناتج لن يظهر أي مشكلة تم تصحيحها.
الحرارة مهمة على الجانبين. الزيت الهيدروليكي البارد يزيد المقاومة، في حين أن ارتفاع درجة حرارة المحرك أو هواء الشحن يمكن أن يؤدي إلى تقليل الأداء الوقائي. سجل ما إذا كانت الحالة تحدث فورًا بعد التشغيل، أو بعد الاحماء الكامل، أو فقط خلال دورة عمل طويلة. اختبار يتكرر تحت ظروف درجة حرارة مختلفة ليس مقارنة مباشرة قبل وبعد.
راجع تكوين المضخة الفعلي قبل الطلب
صفحة منتج PVP من Prance توفر مرجعًا حقيقيًا لمضخة مكبس لآلات البناء لتكوين استعلام. تميز صورها الأصلية مظهر المنتج الخارجي. فهي لا تثبت أن الوحدة الموضحة تحتوي على محدد عزم الدوران، أو إعداد إزاحة معين، أو موافقة لمحرك ديزل معين.
اطلب رمز المضخة الكامل، وصف التحكم، نطاق الإزاحة، اتجاه الدوران من الطرف المحدد، وترتيب الإدخال-القيادة المعتمد. عند اقتراح استبدال، قارن وظائف المتحكم القديم والجديد بشكل صريح. يمكن لمضخة تثبت في مكانها أن تطلب عزم عمود مختلف بشكل كبير من خلال إزاحتها أو سلوك التحكم الخاص بها.
للاستعلام، أدرج منحنى عزم الدوران المثبت للمحرك، نطاق السرعة المستهدف، نسبة القيادة، الضغط والتدفق المقاس خلال الحدث، والأحمال المتزامنة. حدد سلوك استعادة السرعة المسموح به ودورة عمل الآلة. هذا يسمح للمورد بمعالجة عدم التوافق في التشغيل بدلاً من مجرد تقديم مضخة مماثلة فيزيائيًا.
تحقق من تصحيح من خلال دورة عمل محكومة
يجب أن يسمح التصحيح المقبول للماكينة بإكمال مهمتها المقصودة ضمن نطاق المحرك المعتمد. اعتمادًا على السبب المُحقق، قد يتضمن ذلك استعادة خرج المحرك، تصحيح قيد الدائرة، تطبيق حد إزاحة معتمد، أو اختيار مجموعة مضخة-محرك مختلفة. رفع ضغط الإطلاق عادةً يزيد من طلب العزم وليس علاجًا لمشكلة التوقف المفاجئ.
بعد التغيير المعتمد، كرر دورة تشغيل محددة باستخدام نفس الحمولة، ودرجة حرارة الزيت، وأمر المحرك، وترتيب الأدوات. قارن بين أدنى سرعة للمحرك، ووقت الاسترداد، والضغط، والتدفق المقدم، وسرعة المشغل الناتجة. شمل الوظائف المتزامنة إذا كانت جزءًا من التشغيل الطبيعي، حيث أن اختبار وظيفة واحدة قد يفوت أسوأ حالة فعلية.
توقف إذا وصلت الماكينة إلى حد حماية المحرك، أو تطورت درجة حرارة غير طبيعية، أو أظهرت تسربًا أو حركة غير مستقرة. حافظ على تركيب الحراس أثناء التشغيل، ودعم الأحمال المعلقة، واتبع إجراء العزل وخفض الضغط الخاص بالشركة المصنعة قبل لمس التركيبات أو الضوابط. يُحدد حساب نقطة تشغيل مرشحة؛ يثبت قبول الماكينة المُتحكم فيها ما إذا كانت التركيبة الكاملة تعمل بأمان.
الأسئلة الشائعة
هل تشغيل المحرك بسرعة أكبر دائمًا سيوقف ضعف الهيدروليك؟
لا. قد يؤدي زيادة سرعة التشغيل المعتمدة إلى وضع المحرك في جزء أقوى من منحنى العزم الخاص به، ولكنه يزيد أيضًا من تدفق المضخة عند الإزاحة غير المتغيرة. تحقق من حدود المحرك، المضخة، PTO، المدخل، والمشغل. لا تتجاوز أبدًا نطاق السرعة المسموح به لإخفاء عدم التوافق.
هل تقلل المضخة الأصغر دائمًا من الحمولة؟
نفس الضغط، تقل الإزاحة الصغيرة من العزم الإدخالي النظري، لكنها تقل أيضًا من التدفق عند نفس سرعة العمود. تحقق مما إذا كانت سرعة المشغل الناتجة ووقت الدورة لا تزال مقبولة قبل اختيار بديل.
هل يمكن لصمام تخفيف الضغط حماية محرك الديزل من التحميل الزائد؟
صمام تخفيف الضغط يحد من الضغط تحت ظروفه المحددة. لا يقارن مباشرة عزم المضخة مع عزم المحرك المتاح. لا يزال تدفق التخفيف يستهلك قدرة عمود كبيرة، لذا فإن حماية المحرك تتطلب ترتيب نظام موثوق به على مستوى النظام.
لماذا يتعرض المحرك للتحميل الزائد فقط عندما تعمل وظيفتان؟
قد تؤدي الوظائف المتداخلة إلى زيادة الطلب الإجمالي على التدفق أو الضغط، أو الطلب المشترك لعدة أقسام من المضخة. قيّم الحدث الفعلي المتزامن وضمن معدات أخرى تعمل بالمحرك بدلاً من إضافة قراءات ذروية معزولة دون التحقق من التوقيت.
ماذا يجب أن يُرسل مع استعلام مطابقة المضخة؟
قدم رموز المضخة والمحرك الكاملة، ومنحنى عزم الدوران المثبت، ونطاق السرعة، ونسبة القيادة، وقياسات الضغط والتدفق، ودرجة حرارة السائل، والأحمال المتزامنة، ونطاق الدورة المرغوب فيه. ضع علامات على القيم المقدرة حتى لا تُعامل كبيانات قبول مقاسة.
موارد المنتج والهندسة ذات الصلة
مضخة هيدروليكية لمعدات البناء PVP, نطاق منتجات المضخة الهيدروليكية, كيف تقوم بمطابقة مضخة هيدروليكية مع محرك أو عمود إدارة (PTO)؟, تجاوز مضخة المعايرة بالضغط: لماذا يبدو الضغط الثابت طبيعيًا. تأكيد رمز المنتج الكامل ومتطلبات التطبيق عند طلب مراجعة التكوين.
Technical references
- NPTEL: علاقات العزم الهيدروليكي، السرعة، الضغط والطاقة
- ورقة فنية لموديل كاتربيلر C12: مثال على مجموعة قيادة مضخة مصنفة بشكل منفصل؛ ليست مواصفات لهذا التطبيق
- NPTEL: أساسيات حساب أنظمة الهيدروليك
تعلم إضافي: مضخات هيدروليكية
3.2 – مضخات هيدروليكية بواسطة NPTEL-NOC IITM توفر خلفية عن مبادئ تشغيل المضخة. تحدد إزاحة المضخة والضغط الطلب على العمود مقارنةً بمنحنى عزم المحرك في هذا الدليل. يُكمل أساسيات المكونات؛ وهو ليس إجراء اختبار للدائرة الكاملة التي نوقشت أعلاه.
