Đánh Giá Hiệu Suất Thực Của Bơm (P2)

Ở phần trước chúng ta tập trung tìm hiểu về tốc độ cũng như những rò rỉ bên trong của bơm và motor thuỷ lực. Chúng ta cần phải thực hiện thêm việc đo hiệu suất của các máy bơm và mô tơ thủy lực ở trong các lĩnh vực khác ngoài xe nông cụ. Đồng thời thực hiện thêm nhiều các đánh giá, kiểm tra, phân tích nữa.

Cụ thể trong phần này chúng ta sẽ đi vào kiểm tra tổng thể bơm và các tổn thất về hiệu suất làm việc và tổn thất mô men xoắn.

Kiểm tra tổng thể

Báo cáo như hình dưới là kết quả đo cho 8 thiết bị : 3 bơm piston, 3 mô tơ piston, 2 bơm bánh răng. Các thông số kỹ thuật quan trọng được thể hiện theo biểu đồ. Mô tơ và bơm piston có từ 7-24 piston. Xét về quan điểm vật lý thì số piston coi như tương tự số bánh răng của bơm bánh răng. Thể tích từ 23.7-32.7 cc/ vòng. Cụ thể là:

• Mô tơ A4FM28- 28CC – Rexroth
• Mô tơ KYB MSF30 – 30cc.
• Mô tơ Brevini SH11CM03 32cc.
• Bơm  RKP32 – Moog- 32cc, Rexroth A4FO28 – 28cc.
• Bơm Eckerle EIPH2025- 24 cc.
• Bơm Marzocchi ELI2-D-25.7cc.
• Bơm innas FC24,24CC.

So sánh tổn thất công suất tiêu thụ ở các thiết bị khi chạy ở 200 bar.

Mỗi bơm và mô tơ được đo ở 1 dải băng duy nhất – phát triển bởi INNAS.  Chúng có thể vận hành ở tốc độ từ 5000rpm tới nhỏ hơn 0.1 rpm. 

Trong quá trình đo, cảm biến trong hệ thống đã đo các chỉ số: 

• Mô men xoắn trên trục, T
• Tốc độ quay của trục chính, ω
• Áp suất ở phía áp thấp , áp cao và bên trong bơm
• Nhiệt độ ở cổng áp, cổng hồi và cổng dầu rỉ.
• Lưu lượng ở cổng áp ,Q₂
• Lưu lượng ở cổng rỉ, Q₃

Hiệu suất và tổn thất

Để phân tích các thiết bị khác nhau, chúng tôi đã xem xét kết quả đo. 3 đại lượng quan trọng nhất được xác định để mô tả công năng là Hiệu suất tổng thể η_t, Tổn hao momen xoắn T_loss, và Rò rỉ Q₃. Hiệu suất và tổn thất mô men xoắn được lấy từ dữ liệu ghi nhận , còn rò rỉ được đo trực tiếp..

Các đồ thị này so sánh tổn thất mô men xoắn chuẩn hóa ở 200 bar.

Điều quan trọng là một số định nghĩa ở đây khác với tiêu chuẩn hiện hành để đo hiệu suất của các thiết bị thủy tĩnh ISO 4409:2019 và ISO 4391 – đặc biệt là các hệ số hiệu chỉnh độ nén a₁ và a₂. Điều này thì đã được các chuyên gia thủy lực ở nhiều nơi đồng ý với sai khác này và cần phải thay đổi theo các sự khác biệt đó.

Hiệu suất tổng thể: Để xác định hiệu suất của các máy thủy tĩnh (như bơm) trước hết ta tính công suất cơ , P_m và công suất thủy lực P_h:

T và ω  lần lượt là tốc mô men xoắn và tốc độ của trục, p₁ và Q₁  là áp suất và lưu lượng của dầu qua nhánh i (1 = nhánh áp thấp, 2 = nhánh áp cao), và a₂ là hệ số hiệu chỉnh để tính khả năng nén của dầu ở áp cao. Như suy ra:

Trong đó K_s  là chỉ số độ nén của dầu.

Trong một máy bơm, công suất cơ học được chuyển đổi thành công suất thủy lực, trong khi mô tơ ngược lại – công suất thủy lực chuyển thành công suất cơ học. Hiệu suất tổng thể η_t là tỷ số mà công suất được chuyển đổi, cho máy bơm :

và cho mô tơ :

Tổn thất mô men xoắn: Tổn hao mô men xoắn trong quá trình vận hành được tính bằng cách so sánh mô men xoắn T đo được với mô men xoắn lý thuyết T_th:

Xác định tổn thất mô men xoắn giống như việc xác định tổn thất của hiệu suất. Mô men xoắn dẫn động một máy bơm để tạo ra áp suất và lưu lượng. Trong khi đó, áp suất và lưu lượng dẫn động một động cơ tạo ra mô men xoắn.

Do đó mô men xoắn lý thuyết sẽ thấp hơn mô men xoắn đo được. Tổn hao này do ma sát và và sóng áp suất khi bơm chạy. Đối với mô tơ thì ngược lại với bơm. Mô men xoắn lý thuyết có thể được tính theo công thức :

Với V_g là thể tích hình học, 0.5 là hệ số điều chỉnh của dầu khi ở độ nén cao.

Với:

• V_min  là thể tích chết cho mỗi xi lanh trong bơm/ mô tơ.
• ∆V là thể tích dịch chuyển hình học trên mỗi piston. Để so sánh tổn thất mô men xoắn của bơm và động cơ có kích thước khác nhau.
• Tổn thất mô men xoắn có thể được chuẩn hóa T_Nloss được định nghĩa là 1 − T_th/T  đối với bơm và 1 – T/T_th  đối với mô tơ.

Về chủng loại dầu: Hệ số điều chỉnh a₁ và a₂ sử dụng theo chỉ số độ nén K_s = 1.76 × 10⁹ Pa. Chỉ số này chúng tôi dự theo thông số của dầu Shell Tellus46 ở 50°C và áp suất trong khoảng 400 bar. 

Do sự khác biệt không đáng kể nên sử dụng hằng số chỉ số độ nén như trên không ảnh hưởng cho việc kiểm tra  các thiết bị ( bơm, mô tơ ). Bạn có thể tìm hiểu thêm các tài liệu về “Performance of Hydrostatic Machines,” được đăng trên các trang web như là innas.com.

Phần tiếp theo chúng ta sẽ đi vào các kết quả sau khi áp dụng các công thức kể trên vào việc đo lương thực tế các vấn đề về tổn thất và rò rỉ, Hy vọng những thông tin mà B2bmart.vn tổng hợp được sẽ giúp bạn có những kiến thức hữu ích để có thêm thông tin về việc đánh giá hiệu suất bơm, mô tơ thủy lực của chúng ta. Hẹn gặp ở phần tiếp theo