유압 시스템 열 교환기: 유압 시스템을 선택, 크기 조정 및 냉각하는 방법

75마력 디젤 엔진으로 구동되는 유압 시스템은 입력의 약 25마력을 순수한 열로 변환할 수 있습니다. 그 에너지는 사라지지 않습니다. 그것은 기름에 모여서 교대 후 온도 변화를 높입니다. 저장소 벽과 복귀 라인만으로는 부하를 줄일 수 없으면 점도, 씰 및 펌프 수명이 비용을 지불하기 시작할 때까지 오일 온도가 상승합니다.

이것이 바로 유압 시스템 열 교환기가 옵션 액세서리가 아닌 대부분의 최신 기계의 표준 장비인 이유입니다. 아래 섹션에서는 이러한 쿨러의 작동 방식, 공냉식 및 수냉식 설계가 각각 적합한지, 실제 듀티 사이클에 맞춰 크기를 조정하는 방법, 기계 수명 동안 쿨러의 성능을 유지하는 유지 관리 습관에 대해 설명합니다.

유압 시스템이 그렇게 많은 열을 발생시키는 이유

유압 회로의 열 대부분은 압력 강하에서 발생합니다. 기계적인 작업 없이 기름이 고압에서 저압으로 떨어질 때마다 그 차이는 열로 변합니다. 일반적인 범죄자는 다음과 같습니다.

• 큰 압력 차이에 걸쳐 전체 펌프 흐름을 덤핑하는 릴리프 밸브
• 계량 중 방향 및 비례 밸브 내부의 스로틀링 손실
• 펌프 피스톤, 베인 팁 및 모터 간극 전반의 내부 누출
• 부분 변위 또는 과도한 속도로 비효율적으로 작동하는 펌프

일반적인 현장 규칙에 따르면 설치된 입력 마력의 약 1/3이 일반 시스템에서 열로 발생합니다. 이는 법칙이 아니라 평균이며 듀티 사이클은 실수를 어느 방향으로든 급격하게 이동할 수 있지만 테스트 데이터가 존재하기 전에 엔지니어에게 방어할 수 있는 출발점을 제공합니다.

그 열을 무시하는 데 드는 비용은 예측 가능합니다. 오일이 따뜻해지면 점도가 떨어지고 윤활막이 얇아지며 내부 누출이 증가하여 자체 강화 루프에서 더 많은 열이 발생합니다. 산화가 가속화되고 첨가제가 더 빨리 소모되며 씰 화합물이 경화됩니다. 대략 40~60°C(104~140°F) 내에서 오일을 유지하는 것이 유압 시스템이 수행할 수 있는 가장 저렴한 보험입니다.

유압 시스템 열교환기 작동 방식

원리는 간단합니다. 뜨거운 오일은 얇은 벽의 한쪽을 따라 흐르고, 더 차가운 매체는 다른 쪽을 따라 흐르며, 열은 대류에 의해 전달되기 전에 전도에 의해 교차됩니다. 엔지니어링 과제는 작고 가벼운 패키지로 이를 달성하는 것이며 표면적이 결과를 결정하는 부분입니다.

지느러미가 그 영역을 제공합니다. 평판 사이에 끼워진 주름진 금속 핀은 베어 튜브가 제공할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 열 전달 표면을 제공합니다. 납땜된 알루미늄 판-핀 코어에서는 교차 통로로 오일과 냉각 매체가 전달되며, 그 사이의 핀은 압력 강하와 열 방출의 균형을 맞추기 위해 높이와 밀도가 조정됩니다. 알루미늄은 열을 잘 전달하고 무게가 가볍기 때문에 플레이트 핀 코어는 이동식 기계의 펌프 옆에 볼트로 고정할 수 있을 만큼 작은 블록에서 발생하는 심각한 열 부하를 거부할 수 있습니다.

공기 냉각 vs. 물 냉각

짧은 대답: 모바일 장비에는 공냉식을 선택하고 신뢰할 수 있는 수냉식 회로가 이미 존재하는 경우에는 수냉식을 선택하십시오. 다른 모든 것은 세부 사항입니다.

공냉식 오일 쿨러

공냉식 장치는 팬이 핀 코어를 통해 주변 공기를 구동하는 동안 뜨거운 오일을 통과시킵니다. 물 공급이나 배관이 필요하지 않으므로 굴삭기, 로더, 크레인, 농업용 트랙터 및 거의 모든 오프로드 장비의 기본 장치입니다. 이들의 약점은 날씨입니다. 25°C 공기에 맞는 냉각기는 45°C 작업 현장에서 어려움을 겪으며 먼지나 작물 잔여물로 막힌 지느러미는 빠르게 용량을 잃습니다.

수냉식 오일 쿨러

수냉식 장치는 일반적으로 쉘 앤 튜브 또는 판형 본체에서 오일과 물 사이에 열을 교환합니다. 이 제품은 소형이고 안정적이며 주변 공기에 영향을 받지 않습니다. 이는 이미 냉각탑이나 냉각수 라인이 있는 산업용 전력 장치에 적합합니다. 트레이드오프는 물 측 오염, 물 처리의 필요성, 경계가 실패할 경우 작지만 실제적인 교차 오염 위험입니다.

산업용 유체 냉각을 위한 판핀 수냉식 냉각기 수냉식 장치는 냉각탑 또는 냉각수 라인이 있는 공장에 적합하며, 이 플레이트 핀 설계는 고압 및 온도 조건에서 안정적인 온도 제어를 위해 소형의 부식 방지 본체에서 열 전달 표면을 최대화합니다. 제품보기 →

실제 열 부하에 맞게 쿨러 크기를 조정하는 방법

카탈로그가 아닌 열부하부터 시작하십시오. 75hp 시스템에 1/3 규칙을 적용하면 약 25hp의 열이 발생하며, 1hp는 대략 2,545BTU/hr에 해당하므로 목표는 64,000BTU/hr, 즉 19kW에 가깝습니다. 실제로 이동하는 변수를 사용하여 해당 그림을 수정합니다.

1. 듀티 사이클: 부하를 집는 크레인은 간헐적으로 작동하는 분쇄기보다 오일을 훨씬 적게 가열합니다.
2. 릴리프 밸브 활동: 릴리프에 남아 있는 회로는 평균 부하에서 제시하는 것보다 훨씬 더 많은 열을 생성합니다.
3. 저장소 기여: 대형 탱크는 일부 열을 자연적으로 발산하고 온도 급등을 완화합니다.
4. 최악의 주변 환경: 연평균이 아닌 가장 뜨거운 작업 현장 공기 또는 가장 따뜻한 물의 크기

공냉식 쿨러는 접근 온도에 따라 등급이 지정됩니다. 즉, 오일 배출구가 들어오는 공기에 얼마나 가까이 다가갈 수 있는지를 의미합니다. 10°C 접근 방식을 유지하는 쿨러는 20°C에서 지정된 것보다 훨씬 더 열심히 작동하므로 정격 조건이 기후와 일치해야 합니다. 오일 측 압력 강하는 또 다른 제약입니다. 너무 많은 제한으로 인해 리턴 라인이 부족해지기 때문입니다. 정격 유량에서 1/10바 정도가 일반적인 목표입니다.

이러한 결정의 이면에 있는 숫자를 원하는 엔지니어는 공급업체 데이터시트를 비교하기 전에 유압 시스템 열교환기의 주요 열 성능 측정 항목에 대한 가이드를 통해 작업할 수 있습니다.

유압 시스템용 알루미늄 열교환기 이동식 기계는 높은 열 부하와 엄격한 봉투, 진동 및 무게 제한을 결합합니다. 알루미늄 판-핀 열교환기는 이러한 제약을 해결하므로 유압 냉각 공급업체를 비교할 때 실용적인 기준점이 됩니다. 제품보기 →

알루미늄 플레이트-핀 코어가 유압 응용 분야에 적합한 이유

이동식 기계에는 높은 열 부하, 좁은 설치 범위, 지속적인 진동, 1kg 중량에 대한 직접적인 패널티 등 가장 어려운 제약 조건이 한꺼번에 쌓입니다. 브레이징 알루미늄 플레이트 핀 구조는 이 네 가지 모두에 대한 답을 제공합니다. 이는 오늘날 굴삭기, 로더, 크레인 및 드릴링 장비 냉각 패키지를 지배하는 이유를 설명합니다.

플레이트 핀 코어는 적층된 레이어로 제작되므로 제조업체는 기계에 카탈로그 부품을 수용하도록 강요하는 대신 기계에 교환기를 적용할 수 있습니다. 지느러미 밀도는 시원하고 먼지가 많은 기후에서는 증가할 수 있고, 뜨겁고 더러운 공기에서는 감소할 수 있습니다. 포트 크기와 방향은 기존 배관과 일치할 수 있습니다. 전체 블록은 엔진 라디에이터 근처에 남아 있는 공간을 중심으로 형성될 수 있습니다. 구매자를 위한 실제 테스트는 공급업체가 유속, 열 부하 및 장착 크기를 고려하여 최소한의 재작업으로 적합한 코어를 반환할 수 있는지 여부입니다.

맞춤형 알루미늄 유압 시스템 열교환기 플레이트 핀 코어는 적층된 레이어로 제작되므로 핀 밀도, 포트 방향 및 블록 모양이 각 기계의 열 부하 및 장착 공간과 일치할 수 있으므로 모든 장치에 맞는 단일 크기 대신 재작업을 최소화한 드롭인 코어가 가능합니다. 제품보기 →

이것이 바로 알루미늄 유압 시스템 열교환기 플랫폼이 구성되는 방식입니다. 코어는 모든 용도에 맞는 단일 장치로 판매되기보다는 각 응용 분야의 열 부하 및 공간 제한을 중심으로 구축됩니다.

성능을 보호하는 설치 및 유지 관리 방식

올바른 크기의 쿨러라도 잘못 설치하거나 유지관리하면 여전히 성능이 저하됩니다. 이러한 관행은 대부분의 현장 문제를 다룹니다.

• 깨끗한 공기 흐름을 위해 장착하고 엔진 라디에이터에서 재순환되는 뜨거운 배기 공기가 코어에 닿지 않도록 유지합니다.
• 팬과 드라이브를 유지 관리하십시오. 미끄러지는 벨트는 누군가가 알아차리기 훨씬 전에 조용히 용량을 줄입니다.
• 철거, 농업, 콘크리트 생산 등 먼지가 많은 작업에서 일정에 따라 핀을 세척하세요.
• 과냉각 상태로 작동하는 대신 냉간 시동 시 오일이 빠르게 따뜻해 지도록 자동 온도 조절 장치 바이패스를 확인하십시오.
• 온도 추세를 관찰하세요. 오염, 약한 공기 흐름 또는 바이패스가 열려 있는 상태로 일정한 주변 지점에서 점진적인 상승
• 일상적인 서비스 중 누출이 있는지 포트와 브레이징 조인트를 검사하십시오.

온도 추세 추적은 비용이 전혀 들지 않으므로 특별히 강조할 가치가 있습니다. 한때 55°C에 안착했던 기계가 동일한 작업 현장에서 70°C에 안착하기 시작하면 뭔가가 바뀌었습니다. 유압 시스템 열교환기의 고장 및 성능 문제를 진단하는 구조화된 방법은 며칠이 아닌 몇 분 만에 피곤한 팬에서 더러워진 코어를 분리하거나 내부 누출을 분리합니다.

유압식 열 교환기는 펌프, 밸브 및 씰이 작동하도록 설계된 점도 대역에서 오일을 유지함으로써 그 자리를 차지합니다. 최악의 주변 환경을 포함한 실제 열 부하에 맞춰 크기를 조정하고, 기계 인프라를 기반으로 공기 또는 수냉식을 선택하고, 진동과 먼지를 견디는 구조를 선호하고, 핀과 유체를 깨끗하게 유지합니다. 이런 방식으로 지정된 기계는 냉각하는 대신 교대 근무를 하며 냉각기는 탑재된 가장 조용한 구성 요소가 됩니다.