عملکرد موتورهای پیستون در دمای بالا و محیط های فشار بالا تحت تأثیر عوامل بسیاری ، به ویژه خصوصیات سیال سیستم هیدرولیک ، ساختار داخلی موتور و مقاومت گرما و فشار مواد قرار دارد. درک این عوامل تأثیرگذار می تواند به ارزیابی بهتر عملکرد آن در شرایط شدید کار کمک کند و اقدامات طراحی و نگهداری مناسب را برای اطمینان از ثبات و کارآیی آن انجام دهد.
در محیط های درجه حرارت بالا ، عملکرد موتورهای پیستون معمولاً تحت تأثیر جنبه های زیر قرار می گیرد:
ویسکوزیته روغن هیدرولیک با افزایش درجه حرارت کاهش می یابد. هنگامی که درجه حرارت بیش از دامنه عملیاتی روغن هیدرولیک باشد ، سیالیت روغن افزایش می یابد که ممکن است منجر به روغن کاری ضعیف و افزایش اصطکاک شود ، در نتیجه باعث کاهش کارایی موتور و حتی ایجاد سایش داخلی و خرابی می شود. بنابراین ، در محیط های درجه حرارت بالا ، استفاده از روغنهای هیدرولیک مخصوص مناسب برای دمای بالا و نگه داشتن ویسکوزیته روغن در محدوده معقول بسیار مهم است.
از مهر و موم های موتورهای پیستون برای جلوگیری از نشت روغن هیدرولیک و جلوگیری از ورود آلاینده های خارجی استفاده می شود. در محیط های درجه حرارت بالا ، مواد مهر و موم ممکن است به دلیل انبساط بیش از حد ، سخت شدن یا پیری ، کشش از دست بدهند و در نتیجه نشت یا کاهش عملکرد آب بندی ایجاد شود. بنابراین ، در کاربردهای درجه حرارت بالا ، انتخاب مواد آب بندی (مانند فلوئوروبربر ، لاستیک کلروپن و غیره) بسیار مهم است که در برابر درجه حرارت بالا مقاوم هستند و از ثبات قوی برخوردار هستند.
در شرایط درجه حرارت بالا ، مواد ساختاری موتورهای پیستون (مانند فولاد و آلیاژ آلومینیوم) ممکن است انبساط حرارتی را تجربه کنند ، در نتیجه اتصالات ضعیف قطعات یا افزایش استرس داخلی ، که این امر بر عملکرد طبیعی موتور تأثیر می گذارد. به خصوص برای پیستون ها و سیلندرها ، تغییر شکل یا سایش ممکن است در دماهای بالا رخ دهد ، بنابراین موادی با عملکرد خوب با دمای بالا باید انتخاب شوند و دقیقاً با گرما تصفیه و پردازش شوند.
در شرایط دمای بالا ، اگر دمای عملیاتی موتورهای پیستون خیلی زیاد باشد ، باعث گرم شدن موتور ، کاهش کارایی یا حتی آسیب می شود. بنابراین ، یک سیستم خنک کننده مؤثر ، مانند خنک کننده مایع یا خنک کننده هوا ، در طول طراحی لازم است تا اطمینان حاصل شود که دمای روغن هیدرولیک و خود موتور در یک محدوده ایمن حفظ می شود.
عملکرد موتورهای پیستون در محیط های فشار بالا معمولاً با عوامل زیر ارتباط نزدیکی دارد:
در محیط های فشار بالا ، فشار در سیستم هیدرولیک افزایش می یابد ، که ممکن است باعث شود مهر و موم ها در معرض فشار و نیروی برشی بیشتر قرار بگیرند. در این زمان ، مقاومت فشار مهر و موم بسیار مهم است. اگر ماده مهر و موم مناسب نباشد یا طراحی غیر منطقی باشد ، ممکن است باعث نشت یا خرابی مهر و موم شود. بنابراین ، در شرایط فشار بالا ، معمولاً استفاده از مواد آب بندی خاص با فشار بالا (مانند پلی اورتان ، PTFE و غیره) و بهینه سازی طرح آب بندی برای اطمینان از ایمنی تحت فشار زیاد ضروری است.
پمپ و قسمت های موتور موتور پیستون باید بتوانند در برابر فشار زیاد در سیستم هیدرولیک مقاومت کنند ، به خصوص هنگامی که فشار سیستم نزدیک به فشار کار دارای امتیاز آن باشد. اگر استحکام ساختاری موتور کافی نباشد ، ممکن است پارگی مؤلفه ، نشت روغن یا کاهش کارایی ایجاد شود. در سناریوهای کاربردی فشار بالا ، طراحی ساختاری موتورهای پیستون باید در نظر داشته باشد که مقاومت در برابر فشار را افزایش دهد ، مانند ضخیم شدن محفظه موتور و استفاده از مواد با استحکام بالا.
در محیط های پر فشار ، پایداری روغن هیدرولیک نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار می شود. تحت فشار زیاد ، روغن هیدرولیک در معرض نیروی برشی بیشتر قرار می گیرد و در نتیجه تخریب و وخامت روغن ایجاد می شود که ممکن است تأثیر روغن کاری را تحت تأثیر قرار دهد ، باعث کاهش کارایی سیستم و حتی ایجاد آسیب حرکتی می شود. بنابراین ، در سیستم های هیدرولیک با فشار بالا ، روغن هیدرولیک با ثبات برشی بالاتر معمولاً انتخاب می شود تا اطمینان حاصل شود که روغن تحت فشار زیاد خراب نیست.
در محیط های پر فشار ، نیروی تماس بین پیستون و سیلندر افزایش می یابد که مستعد افزایش سایش است. در شرایط فشار بالا ، اصطکاک داخل موتور افزایش می یابد. اگر کمبود روغن کاری مؤثر وجود داشته باشد یا کیفیت روغن ضعیف باشد ، ممکن است باعث ساییدگی سریع قطعاتی مانند پیستون ها و میله های اتصال شود. بنابراین ، برنامه های فشار قوی نیاز به استانداردهای روغن کاری بالاتری دارند و برای اطمینان از عملکرد عادی سیستم ، روغن باید به طور مرتب بررسی و جایگزین شود.
در شرایط فشار بالا ، موتورهای پیستون ممکن است در معرض بارهای بزرگ محوری یا شعاعی بویژه برای موتورهای پیستون شعاعی قرار بگیرند که به طور مستقیم بر استرس و پایداری کار یاتاقان های آنها تأثیر می گذارد. به منظور جلوگیری از آسیب های ناشی از بارهای بیش از حد ، لازم است که مواد تحمل را در طول طراحی انتخاب کرده و ساختار را برای پراکندگی فشار بار تقویت کنید.
ترکیبی از درجه حرارت بالا و محیط فشار بالا تأثیر جامعی بر موتورهای پیستون دارد و فشار دوگانه دو عامل بر روی سیستم باید در نظر گرفته شود:
در محیط فشار بالا ، چگالی روغن هیدرولیک زیاد است ، اما اگر درجه حرارت افزایش یابد ، ویسکوزیته و حجم روغن هیدرولیک تغییر می کند. ترکیب این دو ممکن است باعث نوسانات فشار روغن شود و خطر نشت را افزایش دهد.
تحت درجه حرارت بالا و فشار زیاد ، مواد موتورهای پیستون نه تنها باید در برابر درجه حرارت بالا و فشار بالا مقاوم باشند ، بلکه دارای خواص متعددی مانند مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر سایش نیز هستند. به خصوص در محیطی که درجه حرارت بالا و فشار بالا به طور متناوب تغییر کند ، ثبات مواد به طور مستقیم بر عملکرد بلند مدت موتور تأثیر می گذارد.
به منظور اطمینان از ثبات و عملکرد موتورهای پیستون در محیط های با درجه حرارت بالا و فشار بالا ، استراتژی های بهینه سازی زیر معمولاً اتخاذ می شود:
از روغن هیدرولیک با مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت شدید به اکسیداسیون استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که ویسکوزیته و تأثیر روغن کاری روغن در دماهای بالا خوب باقی می ماند.
طراحی ساختاری موتور را تقویت کنید ، از مواد و مهر و موم های مقاوم در برابر فشار بالا استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که موتور می تواند در برابر فشار کار زیاد مقاومت کند.
مجهز به یک سیستم خنک کننده مؤثر برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد موتور و روغن هیدرولیک و نگه داشتن سیستم به طور پایدار است.
به طور مرتب روغن ، مهر و موم ، پمپ ها و اجزای موتور سیستم هیدرولیک را بررسی کنید تا سریعاً گسل های احتمالی را تشخیص داده و حل کنید.
عملکرد موتورهای پیستون در محیط های با درجه حرارت بالا و فشار بالا به عوامل زیادی از جمله کیفیت روغن هیدرولیک ، مقاومت دما و فشار مهر و موم ها ، استحکام مواد و عقلانیت طراحی کلی بستگی دارد. با انتخاب مواد مناسب ، بهینه سازی طراحی و نگهداری منظم ، عملکرد و عمر خدمات موتورهای پیستون در شرایط شدید می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد .
