Bộ Giải Nhiệt Dầu Thủy Lực

 

Nhiệt độ cao sẽ là nguyên nhân phá hủy hệ thống thủy lực. Đó là lý do tại sao bộ làm mát dầu thủy lực được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nông nghiệp, di động, chế tạo và công nghiệp. Chúng loại bỏ nhiệt dư thừa do tổn thất năng lượng trong một hệ thống, cũng như từ các nguồn bên ngoài như động cơ, lò nung, và thậm chí cả môi trường xung quanh.

Bộ giải nhiệt dầu thủy lực là gì?

 
Nhiều người có thể nghĩ ô nhiễm dầu thủy lực gây nguy hiểm nhất cho hệ thống thủy lực, tuy nhiên thực tế hiện tượng quá nhiệt mới là kẻ thù lớn nhất của dầu thuỷ lực và là nguồn gốc của rất nhiều sự cố sau này với hệ thống. Nhiệt độ cao làm hỏng dầu thủy lực bằng cách đẩy nhanh quá trình oxy hóa, phá vỡ cấu trúc hóa học của dầu và tạo thành bùn và dầu bóng (Hiện tượng dieseling và nhiệt phân dầu).

Quạt tản nhiệt dầu, két làm mát dầu bằng không khí

Bộ giải nhiệt dầu thủy lực bằng không khí


Trên thực tế, bộ làm mát dầu thủy lực thường rất cần thiết cho việc thiết kế các hệ thống thủy lực tối ưu hóa nhiệt độ để giữ cho nhiệt độ dầu trong phạm vi hạn chế. Các mạch như vậy là những điều kiện tiên quyết cơ bản cho hoạt động hiệu quả về chi phí, vì chúng mang lại một số hiệu quả, lợi ích kinh tế và môi trường. Bao gồm các:

- Duy trì nhiệt độ chính xác giúp dầu nhớt đạt độ nhớt đề nghị đảm bảo các thành phần cơ khí được bôi trơn đúng và các thiết bị thủy lực chạy với hiệu suất cao nhất. Nhiệt độ dầu tăng vượt quá giới hạn đề nghị có thể làm giảm tuổi thọ của một hệ thống do bôi trơn kém, rò rỉ nội bộ cao hơn, nguy cơ cavitation và các thành phần bị hư hỏng cao hơn.

- Giữ nhiệt độ xuống cũng giúp đảm bảo dầu và các thành phần khác kéo dài hơn. Nhiệt quá mức có thể làm suy giảm dầu thủy lực, tạo thành sơn dầu độc hại trên bề mặt của các thành phần, và sự trầy xước cao su và chất đàn hồi.

- Hoạt động trong phạm vi nhiệt độ đề nghị làm tăng tính sẵn sàng và hiệu quả của hệ thống thủy lực, cải thiện năng suất thiết bị. Cuối cùng, với thời gian hoạt động của máy móc nhiều hơn và tắt máy ít hơn, nó sẽ làm giảm chi phí sửa chữa và bảo trì.

Xem xét các lợi ích mà bộ giải nhiệt dầu cung cấp, rõ ràng là việc phân loại chính xác chúng là mối quan tâm hàng đầu đối với các kỹ sư thiết kế. Nhỏ hơn rõ ràng cho phép nhiệt độ dầu cao hơn mức khuyến cáo. Tuy nhiên, quá mức làm ảnh hưởng đến hiệu quả của hệ thống, bằng cách giảm nhiệt độ xuống dưới phạm vi đề nghị và tăng chi phí khi mua hàng lớn hơn cần thiết. Dưới đây là một số mẹo chọn đúng loại và kích thước làm mát cho một ứng dụng cụ thể.

Phân loại bộ làm mát dầu thủy lực

 

- Hệ thống làm mát dầu bằng khí được thiết kế bộ giải nhiệt bằng dòng không khí cưỡng bức, là phương pháp làm mát hiệu quả bằng cách cho không khí lạnh hơn đến giải nhiệt cho dòng chất lỏng nóng bên trong ống hay tại vị trí trao đổi nhiệt. Chi phí thấp và có bảo trì đơn giản là một lợi ích lớn với hệ thống làm mát bằng khí. Ngoài ra, phương pháp này còn loại bỏ được các vấn đề về nước nhiễm bẩn và giảm thiểu tính ăn mòn, xâm thực từ bên ngoài vào hệ thống.

- Hệ thống làm mát bằng nước được dùng chủ yếu nước lạnh để loại bỏ lượng nhiệt hao phí của hệ thống và động cơ, với dòng chất lỏng điểm nóng và lạnh được phân cách bằng vách ngăn hay các loại ống chùm. So với hệ thống làm mát bằng khi, thì hệ thống làm mát bằng nước tiêu tốn chi phí thấp hơn nhưng khó bảo trì hơn. Hơn nữa, hoạt động êm, nhỏ gọn, làm mát nhanh và ít tác động đến nhiệt độ môi trường xung quanh là những ưu điểm của hệ thống này, cho phép hệ thống hoạt động ổn định hơn và nước làm mát dầu thoát ra cửa hệ thống còn có thể dùng cho các mục đích khác.

Tùy chọn làm bộ mát dầu thủy lực

 
Một số loại khác nhau của làm mát phù hợp với hệ thống thủy lực, làm mát dầu thủy lực bằng không khí và nước làm mát là phổ biến nhất. Hiện nay trên thị trường Việt Nam có nhiều thương hiệu giải nhiệt dầu như Parker, Hydac, Coolbit, Compass hay Hydac... với giá thành và nhu cầu sử dụng khác nhau

Các hệ thống làm mát bằng không khí làm tiêu tan nhiệt bằng không khí chảy. Loại máy làm lạnh này hoạt động bằng cách ép không khí lạnh vào chất lỏng nóng bên trong cuộn dây hoặc lõi cuộn trao đổi nhiệt. Chi phí vận hành thấp và bảo trì đơn giản là những lợi ích hấp dẫn của hệ thống làm mát bằng không khí. Họ cũng loại bỏ các vấn đề ô nhiễm nước và giảm thiểu sự ăn mòn. Ngoài ra, nhiệt tạo ra từ các hệ thống làm mát bằng không khí có thể được sử dụng cho các mục đích khác.

Về nhược điểm, chi phí trả trước của một hệ thống làm mát bằng không khí vượt quá đơn vị làm mát bằng nước. Các phiên bản trên không cũng lớn hơn và tạo ra tiếng ồn hơn, do đó chúng có thể làm giảm môi trường làm việc. Hơn nữa, những bộ làm mát này đòi hỏi thông khí và không khí trong lành, và sự thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh có thể ảnh hưởng đến khả năng làm mát - làm cho việc vận hành trạng thái ổn định trở nên khó khăn hơn.

Các hệ thống làm mát dầu thủy lực bằng nước sử dụng nước lạnh để loại bỏ nhiệt, với chất lỏng nóng và lạnh được ngăn cách bởi hàng rào. So với hệ thống làm mát bằng không khí có công suất tương đương, các hệ thống làm mát bằng nước có chi phí thấp hơn trước. Chúng cũng yên tĩnh, nhỏ gọn và không làm thay đổi nhiệt độ xung quanh. Sự thay đổi nhiệt độ không khí có ít hoặc không ảnh hưởng đến khả năng làm mát, cho phép sự ổn định lớn hơn. Trong khi đó, nước nóng của hệ thống có thể được sử dụng cho các mục đích khác tại chỗ.

Mặc dù máy làm mát bằng nước làm mát ít tốn kém, nhưng thường thì cần nước sạch. Nước chạy liên tục có thể tốn kém, dẫn đến chi phí hoạt động cao hơn. Các mối quan tâm khác bao gồm rủi ro ăn mòn và xói mòn, và tăng cường bảo trì. Các đơn vị làm mát bằng nước cũng có thể đóng băng trong thời tiết lạnh, để nước làm ô nhiễm dầu.
 
Bộ giải nhiệt dầu thủy lực

Hình ảnh bộ giải nhiệt dầu thủy lực Định Linh phân phối

Bộ làm mát bằng dầu thủy lực làm mát bằng không khí làm mát bằng cách ép không khí lạnh vào chất lỏng nóng bên trong bộ trao đổi nhiệt. Chúng thường có chi phí hoạt động thấp và đơn giản để duy trì.

Các loại làm mát khác bao gồm máy làm lạnh làm lạnh và tháp làm mát bay hơi. Trong tất cả các trường hợp, kỹ sư trước tiên phải chọn loại thích hợp nhất và sau đó kích thước đơn vị cho ứng dụng cụ thể.

Sau khi lựa chọn loại máy làm mát, bước tiếp theo là lắp ráp các dữ liệu ứng dụng thích hợp như nhiệt độ hệ thống tối đa, loại chất lỏng cần làm mát, tốc độ dòng chảy của chất lỏng, áp suất thả tối đa cho phép của chất làm mát và tải nhiệt.

Xác định tải nhiệt là rất cần thiết. Nhiều người dùng giả sử hiệu quả cho hệ thống của họ, và sau đó lấy được tải nhiệt. Ví dụ, nếu hoạt động theo giả thuyết rằng một hệ thống có hiệu suất 70%, người ta có thể giả định 30% còn lại của công suất đầu vào là tải nhiệt. Ước tính hiệu quả tổng thể của hệ thống tạo ra một con số tải nhiệt, nhưng tính toán lượng nhiệt thường chính xác hơn.

 

Quạt tản nhiệt dầu thủy lực

Giải nhiệt dầu thủy lực

Nhiệt được sinh ra trong các hệ thống thủy lực vì không có thiết bị nào có thể hoạt động hiệu suất 100%. Các nguồn nhiệt được sinh ra bao gồm bơm, van an toàn, van phân phối và các loại van điều khiển lưu lượng. Nhiệt độ có thể làm cho nhiệt độ dầu thủy lực trong hệ thống vượt quá phạm vi hoạt động bình thường của nó từ 45 độ C đến 65 độ C. Nhiết độ nóng quá mức thúc đẩy sự  ô xy hóa dầu thủy lực và làm cho dầu trở lên loãng. Điều này đẩy mạnh sự thoái hóa của các phớt làm kín, các đệm lót và làm gia tăng mài mòn giữa các bộ phận lắp khít với nhau ở các thiết bị thủy lực như van thủy lực, bơm thủy lực, xy lanh thủy lực, động cơ thủy lực.

Chúng ta có nên tăng gấp đôi kích thước cần thiết của bộ tản nhiệt để giữ cho động cơ của tôi thêm mát mẻ?

Điều gì sẽ xảy ra nếu tôi sử dụng một bộ trao đổi nhiệt nhỏ hơn với vật liệu mới, có thể làm tăng sự phân tán nhiệt?

Cân bằng giữa kích thước và hiệu quả?

Các kỹ sư sẽ tính toán tải nhiệt của hệ thống, và những câu trả lời có thể rất gần, nhưng cũng có thể có nhiều yếu tố không thấy được hoặc bất ngờ xuất hiện trong quá trình phát triển. Làm thế nào một hệ thống thực sự được sử dụng và nó đã được dự định để được sử dụng có thể là hai điều khác nhau. Ví dụ, khoang động cơ có thể nhỏ hơn dự đoán và không khí trong lành có thể bị tổn hại.

Các nhà sản xuất động cơ sẽ cung cấp cho bạn một đặc điểm kỹ thuật để loại bỏ nhiệt và hầu hết các công ty trao đổi nhiệt sẽ điều chỉnh để đảm bảo rằng họ có một khoảng cách lớn giữa các đặc điểm kỹ thuật này.

Một nguyên tắc chung cho một hệ thống thủy lực là 1/3 công suất đầu vào sẽ cần phải được loại bỏ như là nhiệt. Một hệ thống có công suất 75 HP sẽ tạo ra 25 HP nhiệt cần được xử lý. Kích thước của hồ chứa giúp loại bỏ nhiệt, nhưng trong các hệ thống di động, dung tích hồ chứa được giữ càng nhỏ càng tốt. Nhiệt độ ở trạng thái ổn định của dầu thủy lực trong một hệ thống phụ thuộc vào tốc độ sinh nhiệt và tốc độ tản nhiệt của hệ thống. Nếu nhiệt độ hoạt động của dầu thủy lực trong hệ thống trở lên quá mức, điều này có nghĩa là tốc độ sinh nhiệt quá lớn so với tốc độ tản nhiệt. Nếu một hệ thống thủy lực có hiệu suất hợp lý, giải pháp là làm tăng tốc độ tản nhiệt. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng bộ làm mát hay còn gọi là bộ trao đổi nhiệt.

 

Lắp đặt bộ giải nhiệt dầu thủy lực

 

Ứng dụng của giải nhiệt dầu trong hệ thống thủy lực

Hiện tượng quá nhiệt là điều thường gặp trong các loại động cơ hiện nay và cả trong các hệ thống thủy lực, nhưng đó là tác động xấu về lâu dài nó sẽ giết chết hệ thống thủy lực. Đó là nguyên do tại sao các két làm mát dầu thủy lực là bộ phận không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp. Chúng giúp loại bỏ nhiệt dư từ tổn thất năng lượng trong hệ thống cũng như từ các nguồn bên ngoài như: động cơ, lò nung và môi trường xung quanh. Trên thực tế, két làm mát thường được thiết kế với một hệ thống thủy lực nhằm tối ưu và giữ cho nhiệt độ dầu trong một phạm vi giới hạn. Duy trì nhiệt độ dầu ổn định là khuyến cáo quan trọng của các nhà sản xuất, nếu nhiệt bị gia tăng thường xuyên sẽ làm giảm tuổi thọ của hệ thống thủy lực và các bộ phận bên trong. Giảm nhiệt độ xuống là cách tốt nhất đảm bảo thời gian làm việc của dầu và các phụ tùng khác sử dụng kéo dài hơn. Nhiệt quá cao làm giảm chất lượng nhớt của dầu thủy lực, tạo lớp vecni do mài mòn kim loại và tăng khả năng xâm thực từ bên ngoài.