Vodič za pogonsku jedinicu dizelskog motora: specifikacije, hidraulička integracija i savjeti za kupnju

Odabir pogonske jedinice dizelskog motora za hidraulički sustav nije samo opcija između marki; to je odluka na razini sustava o tome koliko snage motora trebate, kako obujam pumpe odgovara broju okretaja u minuti motora i kako upravljate bukom i usklađenošću ispušnih plinova. Za proizvođače opreme koji rade na mobilnim strojevima ili opremi za udaljene lokacije, paket s dizelskim motorom ostaje najpouzdaniji način za proizvodnju hidrauličkog tlaka bez oslanjanja na električnu mrežu. Najpraktičniji pristup je prvo definirati zahtjeve za hidraulički protok i tlak, zatim obrnuti izračun veličine motora i na kraju odabrati dizajn pogonske jedinice koji podržava ograničenja instalacije. Ako procjenjujete paket s dizelskim pogonom za hidrauličku primjenu, inteligentna je odluka osigurati da snaga motora ne postane naknadna misao, već da umjesto toga odgovara zahtjevima hidrauličkog kruga od prvog lista specifikacija.

Što je točno pogonska jedinica dizelskog motora?

Pogonska jedinica dizelskog motora, koja se ponekad naziva i dizelski hidraulički agregat, integrira dizelski motor s hidrauličkom pumpom, spojkom, spremnikom za gorivo, rashladnim radijatorom i kontrolnim sustavom u jedan klizač ili okvir. Motor opskrbljuje mehaničku snagu kroz zamašnjak i spojku na pumpu, koja pretvara ovu rotirajuću energiju u hidraulički protok i tlak. Glavna razlika u odnosu na standardnu ​​hidrauličku pogonsku jedinicu je glavni pokretač: umjesto elektromotora jedinica koristi motor s unutarnjim izgaranjem koji može raditi potpuno neovisno o električnoj mreži.

Ove jedinice su uobičajene u opremi kao što su bageri, damperi, mobilne platforme za podizanje i hidraulični sustavi za hitne slučajeve. Tipični sklop se sastoji od sljedećih komponenti:

• Dizelski motor : primarni izvor energije, obično jednocilindrični ili višecilindrični turbo dizel.
• Hidraulička pumpa : zupčanička, lopatična ili klipna pumpa koja pretvara moment motora u hidraulički tlak.
• Spojnica : fleksibilna ili kruta spojka koja prenosi snagu s motora na pumpu.
• Spremnik hidrauličkog ulja : spremnik s odzračnikom, mjeračem razine i filtrom povratnog voda.
• Radijator za hlađenje : održava rashladnu tekućinu motora i hidrauličko ulje na sigurnoj temperaturi.
• Upravljački razvodnik : blok ventila koji usmjerava protok na odgovarajući aktuator.

Za razliku od elektromotora koji ima fiksnu karakteristiku brzine i okretnog momenta, dizelski motor isporučuje svoju snagu preko užeg raspona broja okretaja u minuti. Ova razlika oblikuje sve, od odabira crpke do dizajna hidrauličkog sustava.

Kako pogonske jedinice dizel motora pokreću hidraulične sustave

Učinkovitost dizelskog hidrauličkog paketa definirana je interakcijom između brzine motora i zapremine pumpe. Hidraulički protok izračunava se formulom Q = Vp × n / 1000 , gdje je Vp obujam pumpe u kubnim centimetrima po okretaju, a n je brzina motora u RPM. Na primjer, ako motor radi na 1800 okretaja u minuti i pumpa ima zapreminu od 60 cc/ok, teoretski protok je 108 L/min. Izlaz u stvarnom svijetu bit će nešto niži zbog volumetrijske učinkovitosti, obično 90–95% za zupčastu pumpu i 93–98% za klipnu pumpu.

Za određivanje potrebne snage motora upotrijebite formulu P = p × Q / (600 × η) , gdje je p tlak u barima, Q je protok u L/min, a η je kombinirana učinkovitost. Pri 200 bara i 100 L/min s kombiniranom učinkovitošću od 0,85, potrebna snaga motora je oko 39 kW, što znači da biste trebali navesti najmanje 40 kW dizel motor. Isti princip vrijedi i kada smanjite veličinu: malo podizanje stražnje ploče koje zahtijeva 60 bara pri 30 L/min treba samo oko 3,5 kW, tako da kompaktni motor od 10–15 kW pruža dovoljno rezerve.

Odnos između hidrauličkog kruga i motora detaljno je objašnjen u našem članku o princip rada hidrauličkih sustava . Razumijevanje ove veze pomaže vam da izbjegnete uobičajenu pogrešku kupnje snažnog motora koji daje veći protok nego što pumpa može prihvatiti ili pumpe koja hidraulički zaustavlja motor tijekom velikog opterećenja.

Jedan ključni aspekt koji treba zapamtiti je rezerva okretnog momenta motora. Pri maksimalnom tlaku sustava, dizelski motor još uvijek mora biti u stanju postići nazivnu brzinu. Ako motor pod opterećenjem padne ispod oko 1200 okretaja u minuti, proizvodit će manje snage i hidraulički protok će pasti, uzrokujući produljenje vremena ciklusa. Zato dobro konstruirana pogonska jedinica pogonjena dizelskim motorom uvijek uključuje pretvarač zakretnog momenta ili odgovarajuću redukciju prijenosa, posebno za klipne pumpe velikog obujma.

Ključne specifikacije i kriteriji odabira

Prije naručivanja provjerite sljedeće parametre. Ovih osam vrijednosti definira hoće li jedinica raditi prema očekivanjima u vašem specifičnom stroju.

Snaga motora prva je točka odluke. Ako trebate samo mali hidraulički cilindar za upravljanje vratima prtljažnika ili malu podiznu platformu, dovoljan je dizelski motor od 15–20 kW. Za višenamjenske strojeve s više pokretača koji rade istovremeno, trebali biste planirati 50–100 kW ili više.

Zapremninu hidrauličke pumpe treba odabrati tako da odgovara upotrebljivom rasponu brzine motora. Pumpa koja je prevelika zaustavit će motor ili stvoriti kavitaciju; pumpa koja je premala neće proizvesti dovoljno vremena ciklusa. Tlak u sustavu određen je maksimalnim opterećenjem koje cilindri moraju savladati. Ako vaš stroj radi na tlaku iznad 250 bara, klipne pumpe obično su bolji izbor od zupčastih jer klipne pumpe mogu podnijeti više tlakove i pružiti bolju učinkovitost.

Kapacitet spremnika utječe na rasipanje topline. Dobro pravilo je odabrati volumen spremnika jednak 1-2 puta protoku pumpe u minuti. Za pumpu od 80 L/min tipičan je spremnik od 100–160 L. Buka je glavna briga za hidraulične jedinice na dizelski pogon koje rade u blizini pješaka ili u urbanim sredinama. Standardna dizelska pogonska jedinica bez zvučno izoliranog kućišta može proizvesti 90–100 dB(A) na jednom metru. Ako trebate tiši rad, razmislite o kućištu s niskom razinom buke ili dizajnu pogonske jedinice uronjene u ulje koja smanjuje buku hidrauličke pumpe. Za smjernice o odabiru prave električne ili dizelske hidrauličke jedinice za vašu primjenu, naš Vodič za odabir istosmjerne hidraulične jedinice pokriva komplementarni proces odlučivanja za sustave na baterije i motore.

Uobičajene primjene pogonskih jedinica s pogonom na dizel

Pogonske jedinice dizelskih motora i njihovi hidraulički parnjaci služe mnogim područjima gdje je neovisnost o električnoj mreži ključna ili gdje se sama oprema seli s mjesta na mjesto. Sljedeći popis pokriva najtipičnije instalacije:

• Mobilna oprema za dizanje kao što su dizalice sa škarama i dizalice sa granom
• Samoutovarne kiper prikolice i kiper prikolice
• Hidraulični stražnji okviri za dostavna vozila
• Oprema za održavanje cesta kao što su strojevi za označavanje linija
• Pomoćni hidraulički sustavi za gašenje požara ili spašavanje u hitnim slučajevima
• Poljoprivredni strojevi kao što su prikolice za žito i vagoni za bale

Hidraulični agregat s jednostrukim djelovanjem za kiper prikolice Ova kompaktna jedinica kombinira zupčastu pumpu, istosmjerni motor i blok ventila za pouzdano podizanje. Nudi opcijsku kontrolu protoka i materijale spremnika koji odgovaraju različitim primjenama prikolica. Pogledajte proizvod →

Za svaku primjenu, hidraulička pogonska jedinica mora biti dimenzionirana da radi unutar radnog ciklusa motora. Kada kiper prikolica pokreće svoj hidraulički cilindar, zahtjev za pumpom je povremen i obično može dijeliti motor s pogonom vozila. Nasuprot tome, mobilna podizna platforma može neprekidno raditi dulje vrijeme, tako da stvaranje topline i sagorijevanje goriva postaju važniji. Zbog toga isti dizelski motor koji pokreće pogon šasije može opsluživati ​​i hidrauličku pumpu preko zglobnog vratila ili zasebnog hidrauličkog agregata.

Motorna hidraulička pogonska jedinica s trajnim magnetom za pokretna dizala Dizajnirana za prijenosne podizne stolove, ova jedinica ima visokotlačnu zupčastu pumpu i prigušni ventil s kompenzacijom tlaka za glatko, kontrolirano spuštanje. Dostupan u više veličina motora i napona. Pogledajte proizvod →

Za opremu koja mora biti tiha, poput hidrauličkih teretnih dizala ili sustava parkirnih garaža, preferira se konstrukcija uronjena u ulje u odnosu na dizel pogonsku jedinicu otvorenog okvira. Uljna kupka apsorbira valovitost pumpe i smanjuje vibracije, a u kombinaciji sa zatvorenim nadstrešnicom, ukupna buka može se zadržati ispod 70 dB(A) na jednom metru, što je prikladno za stambena ili komercijalna okruženja.

Razmatranja troškova i održavanja

Trošak pogonske jedinice dizelskog motora dijeli se na tri segmenta: kapitalni trošak, trošak goriva i ulja te trošak održavanja. Mala hidraulička jedinica s dizelskim motorom od 20 kW može koštati otprilike 5.000 – 10.000 USD, dok paket velike snage od 100 kW sa zvučnom izolacijom može doseći 50.000 USD ili više.

Ekonomičnost goriva ovisi o faktoru opterećenja. Dizelski motor ima specifičnu potrošnju goriva od oko 200–240 g/kWh pri punom opterećenju. Ako vaša jedinica radi s prosječnim opterećenjem od 40 kW 8 sati, potrošit ćete otprilike 64–77 litara dizela dnevno. Pri tipičnoj cijeni goriva od 1,1 do 1,3 USD po litri, dnevni trošak goriva pada između 70 i 100 USD. Hidrauličko ulje je dodatni operativni trošak koji se često zanemaruje. Hidraulički agregat kapaciteta 100 L trebat će periodičnu zamjenu ulja otprilike svakih 2.000–4.000 sati, ovisno o onečišćenju i radu.

Intervali održavanja za dizel motor su obično 250-500 sati za izmjene ulja i filtera, 1.000-2.000 sati za filtere goriva i 10.000-20.000 sati za velike remonte. Sam hidraulički sustav zahtijeva čistoću. Blokirani filtar povratnog voda jedan je od najčešćih oblika kvara nakon kvara hidraulične pumpe. Održavanje filtra zraka za disanje na spremniku čistim jednostavan je, ali vrlo težak korak održavanja.

Za radnje u kojima je buka ili potrošnja energije odlučujući čimbenik, hidraulička pogonska jedinica koja štedi energiju s pumpom promjenjive brzine ili regulatorom osjetljivim na opterećenje može smanjiti potrošnju goriva za 20–30% u usporedbi sa sustavom pumpe fiksnog volumena. Ovo je posebno važno za aplikacije koje rade duže vrijeme bez mogućnosti gašenja motora.

Dizel protiv električne energije: gdje svaki pogon pobjeđuje

Izbor između sustava na dizelski pogon i potpuno električnog sustava često se svodi na to jesu li vaši strojevi stacionarni ili mobilni. Sljedeća usporedba sažima glavne kompromise.

Ako vaš stroj putuje između radilišta i ne može ovisiti o priključku na mrežu, dizelska opcija često je jedini praktičan izbor. Ako se oprema nalazi u tvorničkoj hali ili skladištu, električni motor ili tiha hidraulička jedinica uronjena u ulje nudi nižu buku i nulti ispušni plin. Za mješovito okruženje, neki proizvođači opreme kombiniraju dizelski motor s električnim motorom za pokretanje pumpe, dajući najbolje od oba svijeta: neovisnost o gorivu za putovanja i čisti gradski rad za utovar u zatvorenom prostoru.

Savjeti za integraciju dizelskih motora i hidrauličkih pogonskih jedinica

Integracija dizelskog motora s hidrauličkom pogonskom jedinicom tehnički je zadatak koji zahtijeva pozornost na nekoliko detalja. Najčešće pogreške su grub odabir pumpe, neispravno poravnanje spojke i premali spremnik za ulje. Prođite kroz ove stavke korak po korak:

1. Odaberite izravnu spojku ili fleksibilnu spojku s pravilnim usmjeravanjem. Neusklađena spojka može uzrokovati vibracije i prijevremeni kvar ležaja.
2. Ulazni vod pumpe u spremnik mora biti što kraći i što većeg promjera kako bi se izbjegla kavitacija, posebno kod dizel motora koji radi velikom brzinom.
3. Ugradite visokokvalitetni filter povratnog voda i odzračnik na spremnik kako bi sustav bio čist.
4. Uzmite u obzir orijentaciju montaže. Neke hidrauličke pogonske jedinice koriste dizajn uronjen u ulje gdje je pumpa uronjena u ulje kako bi se smanjila buka i produžio vijek trajanja pumpe. Ova konfiguracija dobro funkcionira s paketima pogonjenim dizelskim motorima koji moraju biti tihi.
5. Uskladite broj okretaja motora s brzinom pumpe. Mnogi dizelski motori imaju nazivnu brzinu između 1500 i 2200 o/min, dok hidrauličke pumpe obično mogu raditi na brzinama do 3000 o/min. Ako je broj okretaja motora prenizak, možda će vam trebati veći obujam pumpe kako biste postigli potrebni protok.
6. Provjerite ima li dizel motor dovoljno rezerve snage. Preporučena rezervna rezerva je najmanje 15–20% iznad izračunate hidrauličke snage kako bi se pokrilo trošenje pumpe, gubici tlaka i otpornost na hladno pokretanje.

Hidraulična jedinica za uštedu energije temeljena na akumulatoru Ova stanica koristi akumulator i komponente s malim propuštanjem za održavanje tlaka uz minimalan rad motora, značajno smanjujući potrošnju energije i buku u obradnim centrima. Pogledajte proizvod →

Čimbenik koji se često zanemaruje je viskoznost hidrauličke tekućine. Agregati dizelskog motora često se pokreću po hladnom vremenu, a ulje visoke viskoznosti može zaustaviti pumpu ili uzrokovati kavitaciju niske temperature okoline . Korištenje višegradnog hidrauličkog ulja s točkom tečenja ispod -30°C i ugradnja grijača spremnika jednostavni su načini za poboljšanje pouzdanosti u hladnim vremenskim uvjetima.

Često postavljana pitanja

1. Što je pogonska jedinica dizel motora?

Pogonska jedinica dizelskog motora je samostalni pogonski sklop koji se sastoji od dizelskog motora, hidrauličke pumpe, spojke, spremnika tekućine i sustava za hlađenje. Pretvara dizelsko gorivo u hidrauličku energiju za pogon cilindara ili hidrauličkih motora. Široko se koristi u mobilnoj i terenskoj opremi gdje je nedostupno napajanje električnom energijom.

2. Kako dimenzionirati dizel motor za hidrauličku pumpu?

Počnite od potrebnog protoka i tlaka. Koristite P = p × Q / (600 × η) kako biste pronašli potrebnu snagu motora, zatim dodajte 15–20% rezerve. Na primjer, 200 bara pri 80 L/min zahtijeva otprilike 32 kW uz ukupnu učinkovitost od 0,85, stoga odaberite motor oko 37–40 kW.

3. Može li se pogonska jedinica dizelskog motora koristiti u zatvorenom prostoru?

Da, ali uz ograničenja. Dizelski ispušni plin sadrži ugljični monoksid, tako da uporaba u zatvorenom prostoru zahtijeva odgovarajuću ventilaciju i odvod ispušnih plinova. Ako je rad u zatvorenom prostoru čest, električna ili hidraulička jedinica uronjena u ulje obično je sigurniji izbor. Za kontinuirano niske razine buke, razmislite o tihoj pogonskoj jedinici sa zatvorenim poklopcem motora i prigušivačem ispušnih plinova.

4. Koja je razlika između otvorenog i zatvorenog hidrauličkog kruga?

U otvorenom krugu pumpa izvlači ulje iz spremnika, a povratno ulje teče natrag u spremnik. U zatvorenom krugu pumpa i hidraulički motor čine petlju, a mala pumpa za punjenje kompenzira curenje. Pogonske jedinice dizel motora obično koriste otvoreni krug radi jednostavnosti i lakoće održavanja.

5. Koliko dugo pogonska jedinica dizelskog motora može neprekidno raditi?

Dobro održavan dizelski motor može raditi 24 sata dnevno, ali hlađenje i temperatura ulja postaju ograničavajući čimbenici. Preporučena maksimalna temperatura hidrauličkog ulja je oko 60–70°C za standardno mineralno ulje. Ako temperatura ulja stalno prelazi 80°C, potreban vam je veći spremnik ulja ili hladnjak ulja.

6. Kakvo održavanje zahtijeva hidraulički pogonski agregat na dizelski pogon?

Dnevne provjere uključuju razinu motornog ulja, razinu rashladne tekućine hladnjaka, razinu hidrauličkog ulja i razinu goriva. Redovito održavanje uključuje izmjene motornog ulja i filtera svakih 250–500 sati, zamjenu filtera goriva svakih 1000 sati, čišćenje filtera zraka svakih 500 sati i promjenu hidrauličkog ulja svakih 2000–4000 sati. Spojku i poravnanje vratila treba pregledati svakih 1000 sati.

Ključ uspješne pogonske jedinice dizelskog motora nije kupnja najvećeg motora koji možete pronaći, već uskladiti snagu s hidrauličkim zahtjevima. Ako gradite mobilni hidraulički sustav koji mora raditi neovisno i pouzdano u udaljenim ili vanjskim uvjetima, odaberite jedinicu na dizelski pogon s pumpom odgovarajuće veličine, robusnim sustavom hlađenja i razumnom strategijom kontrole buke. Kada se hidraulički dio sustava pažljivo uskladi s motorom, cijeli će paket pružiti godine pouzdane izvedbe s predvidljivim proračunom za održavanje.