Сельское хозяйство/2. Механизация сельского хозяйства

К.т.н. Рылякин Е.Г., к.т.н. Захаров Ю.А.

Пензенская государственная сельскохозяйственная академия, Россия

Обеспечение теплового режима гидросистемы
применением ПЭН-элементов при ремонте машин

Экономичная работа трактора возможна только при рациональном тепловом режиме. Современные тракторы не имеют системы подогрева масла в гидроагрегатах. Ее отсутствие сказывается в основном при эксплуатации тракторов в зимнее время.

На большей части территории нашей страны (96...97% площади) средняя месячная температура окружающего воздуха находится в пределах ±20°С, причем при температуре минус 20°С свыше четырех месяцев в году эксплуатируется 65% тракторного парка. Объем зимних работ может составлять до 30% от всего объема работ.

Основными причинами, ухудшающими работоспособность и определяющими особенности функционирования гидроагрегатов трактора в холодное время года, являются следующие:

- отсутствие устройств подогрева масла в гидравлических системах современных сельскохозяйственных машин;

- высокая вязкость рабочей жидкости в начальный период работы, определяющая ухудшение пусковых качеств гидронасосов, а также нарушение режима смазки узлов и механизмов;

- большая продолжительность саморазогрева рабочей жидкости до эксплуатационных температур;

- низкое значение установившейся температуры рабочей жидкости гидросистемы трактора.

Как показало обобщение опыта, все известные способы подогрева рабочей жидкости трактора имеют как свои преимущества, так и недостатки. Нами предлагается использовать для обеспечения рациональной температуры рабочей жидкости гидросистемы трактора пленочные электронагреватели (ПЭН).

В устройствах с ПЭН резистивный элемент в виде сплошной тонкой пленки или определенного узора равномерно покрывает почти всю поверхность устройства, что обусловливают основные преимущества ПЭН: не сжигают кислород; не требуют сервисного обслуживания; простая и надежная; полное отсутствие продуктов сгорания и необходимости их отвода; работают абсолютно бесшумно, не выделяя никаких вредных веществ; оборудование занимает минимум полезного объема; электромагнитные поля находятся на фоновом уровне; быстрый нагрев; температуру можно легко регулировать; низкое энергопотребление.

Основными конструкционными элементами ПЭН являются: подложка, выполненная из тонколистового диэлектрического материала или из металлического листа с электроизоляционным покрытием; резистивный электронагревательный элемент, выполненный в виде тонкой сплошной или узорчатой пленки; защитная оболочка, выполненная в виде тонкослойной газонепроницаемой изоляции; контактные электроды, которые через токоподводы подсоединяются к сети электрического тока.

На кафедре «Ремонт машин» ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» ведется работа по применению ПЭН-элементов на поверхностях гидробаков тракторных гидросистем, позволяющих эффективно регулировать температуру рабочей жидкости.

Конструкция такого гидробака представлена на рисунке 1. Она содержит металлический корпус 1, на внешней поверхности которого размещен пленочный электронагреватель, который состоит из тонкослойного изоляционного покрытия 3 и нагревательного элемента 2. Сверху на нагревательном элементе – герметизирующая стеклоэмаль 4, повышающая безопасность поражения электрическим током и предохраняющая нагреватель при попадании влаги. Гидробак снабжен токопроводящими электродами 10 в виде полосок из материала с высокой электропроводностью (латунь) и заземляющим выводом 9.

Рисунок 1 – Конструктивная схема гидробака с ПЭН-элементом:

1 – корпус гидробака; 2 – нагревательный элемент; 3 – тонкослойная
электроизоляция; 4 – герметизирующая стеклоэмаль; 5 – сапун; 6 – заливная горловина; 7 – масляный фильтр; 8 – сливная пробка; 9 – заземляющий вывод; 10 – токоподводящий электрод

Нанесение ПЭН возможно как на внешнюю, так и на внутреннюю поверхности деталей гидросистемы, причем последнее предпочтительнее ввиду более высокого КПД процесса теплопередачи. Управление работой электронагревателя производится терморегулятором.

Таким образом, для предпускового разогрева и поддержания рациональных температур рабочей жидкости в процессе работы машин в условиях пониженных температур окружающего воздуха необходимо применять ПЭН-элементы, которые можно наносить на поверхности деталей гидрооборудования при проведении технических воздействий по обслуживанию и ремонту техники, включив в имеющийся производственный процесс ремонта технологические операции по нанесению слоев ПЭН.