低溫泵液壓驅動(dòng)系統的應用

   運輸深冷液體的車(chē)輛為了獲取更多的裝載量和提高卸載效率，采用低溫泵液壓驅動(dòng)方式是一種有效的發(fā)展方向。闡述了低溫泵液壓驅動(dòng)系統的設計原理，分析了低溫泵液壓驅動(dòng)系統的特點(diǎn)和優(yōu)勢，為低溫泵液壓驅動(dòng)系統的推廣應用提供技術(shù)基礎。

　　在2004年開(kāi)始實(shí)施的GB1589標準中，對運輸車(chē)輛總質(zhì)量有了明確的規定，因此為了獲取更多的裝載量和提高運輸的效率，車(chē)輛的輕型化必然是一個(gè)發(fā)展方向。運輸深冷液體的車(chē)輛必須配置低溫液體離心泵，這樣才能將罐車(chē)內的液體安全可靠地輸送至被卸載的儲存容器，因此低溫泵驅動(dòng)系統的設計和改進(jìn)已成為業(yè)內關(guān)注的焦點(diǎn)。

低溫泵液壓驅動(dòng)系統的應用

1、低溫泵的驅動(dòng)方式

　　低溫泵的驅動(dòng)方式有3種，外接電源式、發(fā)電機系統及液壓系統。外接電源式需借助于現場(chǎng)的電力供應，這種系統的適應性非常差，在無(wú)匹配的電力場(chǎng)合，仍需通過(guò)自增壓轉注，因此罐車(chē)無(wú)法實(shí)現低壓化。發(fā)電機系統主要部件包括取力器、傳動(dòng)軸、發(fā)電機、控制箱及低溫泵驅動(dòng)電機等，取力器驅動(dòng)發(fā)電機發(fā)電，提供380V/460V 電源給低溫泵電機從而驅動(dòng)低溫泵運轉，由于增加了發(fā)電機和附屬控制柜等設施，使得罐車(chē)的重量增加，空間受到限制，無(wú)法安裝大功率和大流量的低溫泵。液壓驅動(dòng)系統方式由于卸貨速度快于傳統的壓差輸送方法，使得車(chē)輛的運行效率得到了極大的提高，值得大力推廣應用。

2、低溫泵液壓驅動(dòng)系統

　　液壓系統具有傳遞效率高、系統結構簡(jiǎn)單、能無(wú)級調速等特點(diǎn)，尤其在移動(dòng)式車(chē)輛上，布局更靈活，能比電機更容易實(shí)現在有限的空間內獲取非常高的輸出功率，在工程車(chē)輛上的應用已非常成熟。

　　2. 1、液壓系統原理

　　低溫泵液壓驅動(dòng)系統原理如圖1所示。該系統包含液壓泵、液壓馬達、流量調節閥、油管、油箱、過(guò)濾器、冷卻器及安全閥等。系統工作時(shí)，激活取力器，將車(chē)輛發(fā)動(dòng)機的轉速抬升至相應的轉速，液壓泵輸出的高壓液壓油驅動(dòng)液壓馬達，從而帶動(dòng)低溫泵的運轉。液壓馬達的回油及泄漏油通過(guò)油冷卻器的冷卻，再經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后回至油箱。比例閥中內置了安全閥，當超壓時(shí)，液壓油通過(guò)安全閥回至油箱。

　　調節低溫泵的轉速時(shí)，可通過(guò)改變可變電阻的大小調節比例閥的輸入電流，控制液壓馬達的輸入流量。輸入電流越高，則通過(guò)比例閥的液壓油流量越高，低溫泵的轉速也就越快，能獲取更高的揚程和流量。在液壓馬達的進(jìn)出油管路上配置單向閥，防止由于液壓油的突然停止供應導致液壓馬達急停而引起低溫泵的損壞; 在停泵時(shí)由于馬達進(jìn)油回路的壓力降至零，馬達回流回路的油通過(guò)單向閥進(jìn)入進(jìn)油回路，使低溫泵緩慢停轉。在油箱上安裝了油溫傳感器，當油溫超過(guò)設定值后啟動(dòng)油冷卻器工作，降低液壓油的溫度，減少由于溫度過(guò)高引起的泄漏或延長(cháng)液壓部件的使用壽命。在液壓泵的出口管路上配置一個(gè)壓力表，可以幫助操作人員了解系統的工作狀況。

　　2. 2、液壓系統選型設計

　　系統采用開(kāi)式回路，液壓泵采用變量泵，系統內的能量損耗和產(chǎn)生的熱量將會(huì )大大減少，這將使液壓泵及液壓馬達具有更高的可靠性和更長(cháng)的使用壽命。

低溫泵液壓驅動(dòng)系統的應用

2. 2. 1、液壓馬達

　　根據低溫泵的允許轉速，液壓馬達zui大轉速應大于低溫泵的允許轉速，zui大持續功率應大于低溫泵在允許轉速標定流量下相對應的功率。

　　2. 2. 2、液壓泵

　　泵容量或規格應能為液壓馬達提供足夠的液壓油流量，泵的規格選擇取決于所需流量、發(fā)動(dòng)機轉速和取力器的傳動(dòng)比。

　　3、分析和結果

　　1 ) 運輸成本。液壓系統主要是由一些小的液壓部件組成，整個(gè)系統的重量較輕，從而能裝載更多的貨物，降低運輸成本，其參數對比見(jiàn)表1。

表1 運輸成本比較

　　2) 系統的適用性和可靠性。液壓系統和發(fā)電機系統是靠車(chē)輛發(fā)動(dòng)機自身動(dòng)力來(lái)驅動(dòng)的，因此罐車(chē)不管何時(shí)何地都能快速地卸貨。低溫泵控制柜和發(fā)電機控制柜電路復雜，鑒于罐車(chē)的移動(dòng)特性、道路的顛簸等原因，控制柜內部的接線(xiàn)容易松動(dòng)，卻不易發(fā)現，有時(shí)導致罐車(chē)到達目的地后無(wú)法順利卸貨。而液壓系統的連接比較可靠，液壓元件也不易損壞。因此采用液壓系統可靠性更高，其對比見(jiàn)表2。

　　3) 運行效率。配置在罐車(chē)上的兩種中壓低溫泵的參數見(jiàn)表3。

　　配置在罐車(chē)上的兩種高壓低溫泵的參數見(jiàn)表4。

　　從表3和表4可知，液壓驅動(dòng)的低溫泵在輸送流量上有明顯的優(yōu)勢。在卸相同數量的貨物時(shí)，采用液壓驅動(dòng)方式至少可節省25% 的卸貨時(shí)間，用高壓泵甚至達到50%。

　　4) 安全性。對于運輸易燃易爆液體的低溫液體罐車(chē)或其它罐式車(chē)輛，從安全性角度來(lái)說(shuō)，液壓系統是zui合適的一種方式。由于目前法規暫時(shí)還不允許在運輸易燃易爆的車(chē)輛上安裝卸液泵，使得液壓驅動(dòng)方式在此類(lèi)車(chē)輛上的應用將成為一種可能。

　　5) 其它方面。由于低溫液體罐車(chē)運輸介質(zhì)的特殊性，閥門(mén)管路系統操作箱非常潮濕及溫度非常低，電子元件保護不當就容易引起失效。因此電子元件的密閉保護或電子元件在這種環(huán)境下的可靠性應進(jìn)一步改善提高。為防止由此引起系統工作不良的情況，在比例閥上加裝手動(dòng)控制功能，可使系統的故障率降至更低。