پمپ هیدرولیک دو کاره 12 ولت: چگونه کار می کند، راهنمای انتخاب و نصب

پمپ هیدرولیک دو کاره 12 ولت چیست؟

پمپ هیدرولیک دو کاره 12 ولتی یک واحد برق هیدرولیک الکتریکی مستقل است که بر روی یک منبع برق 12 ولت DC - معمولاً یک باتری خودرو یا بسته باتری کمکی - کار می کند و سیال تحت فشار را به هر دو طرف یک سیلندر هیدرولیک دو اثره می رساند. نامگذاری «دو عملكرد» به این معناست كه پمپ می‌تواند به‌جای اتكا به گرانش یا فنر برای برگشت پیستون در مسیر پایین، به طور فعال هم حركت‌های كششی و هم كشش سیلندر را تغذیه كند.

برای درک اینکه چرا این مهم است، جایگزین را در نظر بگیرید. یک پمپ تک اثر تنها به یک پورت سیلندر فشار وارد می کند - معمولاً انتهای درپوش برای بیرون راندن میله پیستون. کورس برگشتی کاملاً به وزن بار یا فنر برگشتی بستگی دارد. این برای کاربردهای ساده بلند کردن مانند یک تریلر تخلیه معمولی که در آن گرانش به طور قابل اعتمادی بستر را به سمت پایین می کشد قابل قبول است. اما برای کاربردهایی که حرکت برگشتی باید کنترل شود، نیرو داده شود، یا بتواند بار را بکشد - تنظیم زاویه برف روب، برگشت لگ اسپلیتر، پایین آمدن بدنه نوک در برابر مقاومت باد - یک پمپ دو عملکرد ضروری است زیرا به طور فعال سیال را به انتهای میله هدایت می کند تا سیلندر را تحت قدرت جمع کند.

رتبه بندی ولتاژ 12 ولت DC این واحدها را برای تجهیزات سیار که از یک سیستم الکتریکی استاندارد خودرو کار می کنند ایده آل می کند. بر خلاف صنعتی پمپ های پره ای و سایر تجهیزات برق ثابت هیدرولیک که به برق AC سه فاز نیاز دارند، یک پمپ 12 ولتی دو اثره را می توان بر روی هر کامیون، تریلر یا وسیله نقلیه آفرود با باتری استاندارد سرب اسید یا AGM نصب کرد که آن را به انتخاب غالب برای کاربردهای هیدرولیک سیار در ساخت و ساز، کشاورزی و حمل و نقل تبدیل می کند.

چگونه کار می کند: مدار دو بازیگر

درک مدار داخلی یک واحد پمپ 12 ولتی دو کاره به انتخاب و عیب یابی کمک می کند. واحد قدرت کامل چندین جزء را در یک مجموعه واحد ادغام می کند: موتور الکتریکی، پمپ دنده هیدرولیک، مخزن، شیر جهتی که با الکترومغناطیسی کار می کند، شیر کمکی، و بلوک پورت - همه با هم روی یک صفحه پایه مشترک نصب شده اند.

هنگامی که اپراتور دکمه "extend" را روی آویز از راه دور فشار می دهد، جریان الکتریکی به یک سیم پیچ برقی در شیر کنترل جهت انرژی می دهد. این کار قرقره شیر را جابجا می کند و جریان خروجی پمپ را به سمت شیر هدایت می کند یک بندر (انتهای درپوش سیلندر). پیستون امتداد می یابد و سیال جابجا شده از انتهای میله از طریق پیستون باز می گردد پورت B برگشت به مخزن شیر تسکین در پورت A - معمولاً روی 3000 تا 3200 PSI در واحدهای استاندارد تنظیم می شود - از سیستم در برابر فشار بیش از حد در هنگام گسترش تحت بار سنگین محافظت می کند.

هنگامی که اپراتور "retract" را فشار می دهد، شیر برقی مخالف انرژی می گیرد و قرقره سوپاپ را به جهت دیگر تغییر می دهد. خروجی پمپ اکنون به درگاه B (انتهای میله سیلندر) جریان می یابد و به طور فعال پیستون را به عقب می راند. مایع جابجا شده از انتهای کلاهک از طریق درگاه A به مخزن باز می گردد. از آنجایی که انتهای میله دارای مساحت موثر کمتری نسبت به انتهای کلاهک است - به دلیل سطح مقطع میله پیستون - حرکت انقباض در همان فشار نیروی کمتری نسبت به حرکت کششی ایجاد می کند. به همین دلیل است که بسیاری از مشخصات پمپ دو عملکرده، تنظیم کاهش فشار کمتری را در درگاه B (معمولاً 1400-1500 PSI) نسبت به درگاه A نشان می‌دهند: ناحیه پایین‌تر در سمت میله به این معنی است که نیروی پس‌کشی کافی در فشار پایین‌تر به دست می‌آید، و تنظیم کاهش فشار پورت B پایین‌تر از آب‌بندی میله سیلندر در هنگام فشار بیش از حد محافظت می‌کند.

هنگامی که هیچ یک از شیر برقی روشن نمی شود، مراکز سوپاپ جهت و هر دو درگاه مسدود می شوند و سیلندر را در موقعیت خود نگه می دارند. موتور پمپ در اکثر واحدهای استاندارد متوقف می شود، که باعث صرفه جویی در مصرف باتری و کاهش تولید گرما در هنگام نگه داشتن ثابت می شود.

مشخصات کلیدی برای درک

مقایسه مشخصات پمپ 12 ولتی دو اثره مستلزم درک مفهوم هر پارامتر از نظر عملی است. توضیحات بازاریابی به تنهایی برای انتخاب مطمئن کافی نیستند.

قدرت موتور (کیلووات یا اسب بخار): واحدهای سبک استاندارد از موتورهایی در محدوده 1.2-1.6 کیلو وات (1.6-2.2 اسب بخار) استفاده می کنند که برای کاربردهای چرخه گاه به گاه با بارهای متوسط مناسب است. واحدهای سنگین بین 2.0 تا 3.0 کیلووات (2.7-4.0 اسب بخار) هستند و برای دوچرخه سواری مکرر یا بارهای سیلندر سنگین تر مشخص شده اند. قدرت موتور بالاتر، سرعت سیلندر سریع‌تر را در فشار معادل ایجاد می‌کند و ذخیره حرارتی بیشتری را برای کاربردهای سیکل بالا فراهم می‌کند.

فشار نامی (PSI یا بار): تنظیم دریچه تسکین پورت A حداکثر فشار کاری موجود برای سکته کششی را تعیین می کند. اکثر واحدهای استاندارد در کارخانه روی 3000-3200 PSI (207-221 بار) تنظیم شده اند. برخی از واحدهای سنگین به 3500 PSI (241 بار) می رسند. امداد پورت B معمولاً بین 1400-1800 PSI تنظیم می شود. همیشه تأیید کنید که فشار نامی پمپ حداقل 10 تا 15٪ از حداکثر فشار بار سیلندر شما بیشتر است تا از عملکرد مداوم شیر تخلیه جلوگیری کنید.

نرخ جریان (GPM یا L/min): جریان سرعت سیلندر را تعیین می‌کند - هر چه سریع‌تر به حرکت سیلندر نیاز داشته باشید، سرعت جریان مورد نیاز بیشتر می‌شود. واحدهای فشرده استاندارد 0.8-1.1 GPM (3-4.2 L/min) ارائه می دهند. واحدهای با خروجی بالاتر به 1.5-2.0 GPM (5.7-7.6 L/min) می رسند. دبی مورد نیاز را با استفاده از فرمول محاسبه کنید: جریان (GPM) = حجم سیلندر در هر ضربه (اینچ مکعب) ÷ 231 ÷ زمان چرخه دلخواه (دقیقه).

ظرفیت مخزن (کوارت یا لیتر): مخزن باید مایع کافی برای تامین حجم حرکت کامل سیلندر به اضافه یک حاشیه ایمنی را در خود جای دهد. یک سیلندر با جابجایی 6 کوارت در هر ضربه حداقل به یک مخزن 8-10 کوارت نیاز دارد تا سیال در خطوط و انبساط حرارتی را در نظر بگیرد. مخازن کم حجم با برگرداندن سیال داغ به طور مستقیم به مدار بدون زمان خنک سازی کافی بین چرخه ها باعث گرم شدن بیش از حد می شوند.

چرخه وظیفه: این شاید کمترین پارامتر در توضیحات کاتالوگ باشد. چرخه وظیفه بیان می کند که چند درصد از زمان موتور می تواند به طور مداوم قبل از نیاز به دوره استراحت خنک کننده کار کند. یک موتور سیکل کاری 50% می تواند به مدت 3 دقیقه کار کند و سپس باید 3 دقیقه استراحت کند. واحدهایی که برای استفاده متناوب به بازار عرضه می شوند (تریلر تخلیه که یک بار در هر تحویل چرخه می زند) می توانند چرخه های کاری کمتری را نسبت به واحدهای نصب شده روی تجهیزاتی که به طور مکرر در طول یک شیفت کاری چرخه می کنند تحمل کنند. کارکردن یک موتور با چرخه کار پایین فراتر از امتیاز آن باعث گرم شدن بیش از حد سیم پیچ و خرابی زودرس می شود.

برنامه های کاربردی رایج

ترکیبی از سازگاری 12 ولت، خروجی دو طرفه، و ساختار جمع و جور خودکفا، پمپ 12 ولتی را به منبع برق استاندارد در طیف وسیعی از تجهیزات سیار تبدیل کرده است.

کمپرسی تریلر و کامیون کمپرسی: رایج ترین برنامه. مدار عملکرد دوگانه تخت را تحت بار کامل بالا می برد و سرعت پایین آمدن را در حرکت برگشت کنترل می کند و از به هم خوردن تخت در هنگام خالی شدن جلوگیری می کند. یک محدود کننده جریان در پورت B - که در واحدهای با کیفیت بهتر موجود است - جریان برگشت را اندازه گیری می کند تا یک فرود کنترل شده و میرا ایجاد کند.

سیستم های برف روب و زاویه تیغه: تولیدکنندگان برف روب برای کنترل زاویه تیغه و بالا بردن همزمان به پمپ های دو اثره 12 ولتی متکی هستند. حرکت انقباض نیرومند در اینجا ضروری است زیرا گرانش به تنهایی نمی تواند تیغه ای را که در برابر یک برف فشرده زاویه دار شده است، به طور قابل اعتماد بازگرداند.

جرثقیل های سوار شده روی خودرو و بوم های مفصلی: کامیون‌های خدماتی، وسایل نقلیه شهری و کامیون‌های بازیابی از سیستم‌های 12 ولتی دوگانه برای تقویت بوم، چرخش و استقرار پایه تثبیت‌کننده استفاده می‌کنند. توانایی حفظ موقعیت تحت بار بدون کارکرد مداوم موتور در این کاربردها حیاتی است.

اجساد انعام دهنده و وسایل نقلیه زباله: تریلرهای کشنده کشاورزی، گاری های غلات، و وسایل نقلیه زباله سبک از مدارهای عملکردی دوگانه برای کنترل بالا آمدن و پایین بدنه استفاده می کنند، با حرکت حرکتی پایین تر مقاومت در برابر جابجایی بار ناگهانی در هنگام تخلیه.

جداکننده چوب و تجهیزات پردازش چوب: سازندگان لگ اسپلیتر از سیلندرهای دوگانه برای نیرو دادن به سکته شکاف (نیروی زیاد، سرعت کمتر) و حرکت برگشت سریع (نیروی کمتر، سرعت بیشتر) استفاده می‌کنند و سرعت چرخه را در مقایسه با طرح‌های تک عملکرد با برگشت فنر به حداکثر می‌رسانند.

ماشین آلات کشاورزی و باغبانی: بذرپاش‌ها، و تجهیزات نوار ابزار روی تراکتورها و ATVها از پمپ‌های 12 ولتی استفاده می‌کنند که سیستم هیدرولیک PTO-محور خودرو در دسترس نباشد یا برای الزامات ابزار کمکی کافی نباشد.

نحوه انتخاب پمپ 12 ولت دو اثره مناسب

کار بر روی پنج پارامتر زیر به ترتیب مشخصاتی را تولید می کند که پمپ را با کاربرد مطابقت می دهد. کوتاه کردن این فرآیند دلیل اصلی خرابی زودرس پمپ و عملکرد نامطلوب سیستم است. برای زمینه های گسترده تر در مورد فناوری پمپ هیدرولیک و پیکربندی، محدوده ما از پمپ های هیدرولیک یک نقطه مرجع مفید برای درک اینکه واحدهای موبایل 12 ولتی در چشم انداز وسیع تر محصول قرار می گیرند، فراهم می کند.

مرحله 1 - حداکثر فشار کاری را تعریف کنید. نیروی بار روی سیلندر را محاسبه کرده و بر مساحت موثر پیستون سیلندر تقسیم کنید تا فشار کاری مورد نیاز را تعیین کنید. 15% حاشیه برای اصطکاک و تلفات خط اضافه کنید، سپس تأیید کنید که تنظیم تخلیه پورت A پمپ به راحتی از این مقدار بیشتر است. اگر محاسبات شما به فشار پایدار بالای 3200 PSI نیاز دارد، در نظر بگیرید که آیا یک درجه صنعتی است یا خیر پمپ پیستونی یونیت قدرت با کاربرد مناسب تر است.

مرحله 2 - دبی مورد نیاز را محاسبه کنید. سوراخ و کورس سیلندر را تعیین کنید، حجم را در هر ضربه کامل محاسبه کنید و بر زمان سیکل مورد نظر تقسیم کنید. اگر سیلندر تریلر کمپرسی شما دارای سوراخ 4 اینچی و کورس 24 اینچی است، جابجایی انتهای کلاهک تقریباً 301 اینچ مکعب (4.9 لیتر) است. برای تکمیل استروک افزونه در 30 ثانیه، تقریباً به 2.6 GPM نیاز دارید - که واحدهای فشرده 1.1 GPM را رد می کند و به سمت یک مدل 2.0 GPM با خروجی بالاتر اشاره می کند.

مرحله 3 - اندازه مخزن را به درستی اندازه کنید. به عنوان حداقل، مخزن باید 1.5 برابر حجم سیال مورد نیاز برای یک چرخه کامل گسترش و جمع شدن، به علاوه 20٪ حاشیه انبساط حرارتی را در خود جای دهد. برای کاربردهای با چرخه بالا، این را به 2× حجم چرخه افزایش دهید تا اتلاف حرارت کافی بین چرخه ها فراهم شود.

مرحله 4 - چرخه وظیفه را با برنامه مطابقت دهید. برنامه خود را طبقه بندی کنید: متناوب (کمتر از 10 چرخه در ساعت با مکث طولانی بین چرخه ها) یا مداوم (بیش از 20 چرخه در ساعت یا دوره های طولانی نگهداری). موتوری با چرخه کار نامی مناسب برای رده تقاضای بالاتر انتخاب کنید. در صورت شک، یک کلاس چرخه کاری بالاتر از محاسبه شده را مشخص کنید - تفاوت هزینه بین 50٪ و 75٪ موتور سیکل کار در مقایسه با هزینه تعویض موتور اولیه ناچیز است.

مرحله 5 - بررسی ظرفیت الکتریکی یک موتور 12 ولتی که 150 تا 200 آمپر در بار کامل می کشد، برای جلوگیری از افت ولتاژ که باعث کاهش گشتاور موتور و افزایش تولید گرما در سیم کشی می شود، به کابل کشی گیج سنگین نیاز دارد. از کابل 2/0 AWG یا بزرگتر برای دویدن تا 10 فوت از باتری و 4/0 AWG برای دویدن 15 تا 20 فوت استفاده کنید. فیوز یا قطع کننده مدار با درجه بندی مناسب را در فاصله 18 اینچی ترمینال مثبت باتری نصب کنید. باتری حاشیه‌ای یا کابل‌کشی کم‌اندازه دلیل اصلی شکایات «پمپ جدید به فشار نامی نمی‌رسد» است.

ملزومات نصب و سیم کشی

پمپی که به درستی مشخص شده و بد نصب شده باشد، عملکرد ضعیفی دارد یا زودرس خراب می شود. روش های نصب زیر برای دستیابی به عملکرد رتبه بندی شده و عمر مفید بسیار مهم هستند.

سطح واحد را نصب کنید یا مخزن را کمی به سمت ورودی پمپ کج کنید. مجموعه دنده داخلی پمپ باید همیشه منبع قابل اطمینان سیال داشته باشد. نصب با سمت ورودی بالا به این امکان را می دهد تا حفره های هوا در بالای چرخ دنده های پمپ تشکیل شوند که باعث هوادهی و صدا می شود. اکثر واحدها دارای یک فلش یا علامتی هستند که جهت گیری صحیح مخزن را نشان می دهد.

از اندازه مناسب شلنگ هیدرولیک استفاده کنید. پورت های A و B پمپ معمولاً SAE #6 (3/8 اینچ) در واحدهای استاندارد و SAE #8 (1/2 اینچ) در واحدهای با جریان بالاتر هستند. سایز کمتر شلنگ باعث ایجاد فشار برگشتی می شود که نیروی سیلندر موجود را از بین می برد و گرما تولید می کند. شیلنگ را تا حد عملی کوتاه نگه دارید، به جای پیچ خوردگی های محکم که محدودیت ایجاد می کند، خم های صاف داشته باشید.

با کابل مناسب موتور را مستقیماً به باتری وصل کنید. هرگز از طریق پنل فیوز خودرو سیم کشی نکنید یا مدار موتور را با سایر لوازم جانبی به اشتراک نگذارید - جریان هجومی زیاد در هنگام استارت موتور، فیوزهای سبک تر را از بین می برد و باعث نوسانات ولتاژ می شود که بر لوازم الکترونیکی حساس خودرو تأثیر می گذارد. یک کابل مثبت اختصاصی را از ترمینال مثبت باتری از طریق یک نگهدارنده فیوز به سمت موتور و یک کابل منفی اختصاصی را مستقیماً به منفی باتری یا یک نقطه زمین شاسی تمیز تا حد امکان به باتری نزدیک کنید.

مخزن را با درجه صحیح سیال هیدرولیک پر کنید قبل از اولین استفاده اکثر واحدهای پمپ 12 ولت دارای روغن هیدرولیک ISO 46 یا ISO 32 هستند. از مایع گیربکس اتوماتیک به عنوان جایگزین استفاده نکنید - ATF دارای ویژگی های ویسکوزیته و بسته های افزودنی متفاوتی است که می تواند آب بندی ها را متورم کند و باعث عملکرد نامنظم شیر شود. تا حداکثر علامت روی شیشه دید را پر کنید و قبل از اعمال فشار کاری کامل، سیستم را چندین بار با حداقل بار چرخانید تا هوا از خطوط خارج شود.

مشکلات رایج و نحوه رفع آنها

بیشتر مسائل مربوط به پمپ‌های 12 ولتی دو اثره در تعداد کمی از دسته‌های قابل پیش‌بینی قرار می‌گیرند. تشخیص صحیح علامت مستقیماً به علت آن اشاره دارد.

موتور روشن نمی شود یا ضعیف روشن می شود. شایع ترین علت ولتاژ ناکافی باتری یا گیج ناکافی کابل است. ولتاژ باتری تحت بار را با یک ولت متر اندازه گیری کنید - ولتاژ باید در هنگام راه اندازی موتور بالای 11.5 ولت باقی بماند. اگر ولتاژ به کمتر از 10 ولت کاهش یابد، باتری یا تخلیه می شود یا ظرفیت میل لنگ سرد کافی برای جریان راه اندازی موتور را ندارد. تمام اتصالات کابل را از نظر خوردگی در پایانه ها بررسی کنید، که باعث افزایش مقاومت و کاهش ولتاژ موجود در موتور می شود. یک پایانه خورده که از بیرون دست نخورده به نظر می رسد می تواند مقاومت قابل توجهی در سطح تماس داشته باشد.

پمپ کار می کند اما سیلندر به فشار نامی نمی رسد. ابتدا تأیید کنید که سیلندر واقعاً در حالت توقف مکانیکی خود قرار دارد - سیلندری که هنوز سفر باقی مانده باشد، برای کاهش فشار ساخته نخواهد شد. اگر سیلندر در حالت توقف است و فشار هنوز کمتر از حد استاندارد است، بررسی کنید که آیا سوپاپ به طور تصادفی از تنظیمات کارخانه خارج شده است یا خیر. پیچ تنظیم شیر تسکین معمولاً روی بدنه پمپ یا بلوک شیر قرار دارد. قبل از تنظیم، اسناد واحد را برای مکان آن بررسی کنید. پمپ فرسوده ای که در حال دور زدن داخلی است نیز نمی تواند به فشار نامی برسد - مصرف جریان را در حین توقف اندازه گیری کنید: پمپی که بای پس می شود جریان کمتری نسبت به جریان نامی مصرف می کند زیرا کار هیدرولیکی کامل را انجام نمی دهد.

سیستم در حین کار عادی بیش از حد گرم می شود. ابتدا سطح مایع را بررسی کنید - پایین بودن مایعات شایع ترین علت گرمای بیش از حد در واحدهای 12 ولت است. اگر سطح سیال صحیح باشد، ممکن است از چرخه کار فراتر رود: اجازه دهید دستگاه خنک شود و فرکانس سیکل را کاهش دهید. اگر گرمای بیش از حد در سطوح صحیح سیال و چرخه های کاری مناسب ادامه یابد، شیر تسکین ممکن است در زیر فشار نامی خود ترک بخورد و به جای اینکه به طور مفید به سیلندر برسد، خروجی پمپ را به طور مداوم به گرما تبدیل می کند. فشار کاهش را با یک گیج در درگاه A بررسی کنید، در حالی که سیلندر را در مقابل یک توقف سخت قرار داده اید.

هنگامی که برق شیر برقی قطع می شود، سیلندر جابجا می شود. نشت داخلی در قرقره شیر جهت دار شایع ترین علت است. دریچه را بردارید و زمین های قرقره را از نظر نمره گذاری یا آلودگی بررسی کنید. یک قرقره آلوده که به طور کامل در موقعیت مرکزی قرار نمی گیرد، به مایع اجازه می دهد به آرامی بین پورت های A و B عبور کند و باعث رانش سیلندر شود. بدنه شیر را با مایع تمیز بشویید و دوباره نصب کنید. اگر رانش ادامه یابد، شیر نیاز به تعویض دارد. برای کاربردهای نگهدارنده بار که دریفت غیرقابل قبول است، به جای اتکای صرف به شیر جهت برای نگهداری بار، یک سوپاپ کنترل یا شیر کنترل بار جداگانه را در خطوط سیلندر نصب کنید.