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ビュー: 0 著者: Elecdura 公開時間: 2026-08-13 起源: サイト
排除する必要がある熱を決定し、最大許容オイル温度と最悪の場合の周囲を定義し、提案されたクーラー回路を通るオイル流量を測定し、補正された性能曲線が許容圧力降下を超えずにその義務を満たすユニットを選択することによって、クーラーのサイズを決定します。次に、ファンの駆動と電力または油圧、コールドスタート バイパス、オイルの粘度、高度、破片、振動、気流の再循環、取り付け、サービス アクセスを確認します。
コア寸法、接続口径、エンジン馬力だけで選定しないでください。これらのフィールドはパッケージングや予備的な見積もりには役立ちますが、熱性能を確立することはできません。大量に交換または調達する場合は、必要な動作点を Elecdura の動作点と比較してください。 油圧オイルクーラーの卸売製品には 、検証済みの OE 相互参照か、データに基づいたメーカーの選択が必要です。
防御可能なオイルクーラーの選択には、熱、油圧、空気流、および環境の入力が必要です。
入力 |
なぜそれが重要なのか |
|---|---|
熱遮断率、kW |
クーラーが除去する必要がある熱負荷を定義します |
最高周囲温度、°C |
最悪の空気側ヒートシンクを設定します |
最大オイル入口/目標温度、°C |
熱伝達を引き起こす温度差を定義する |
クーラー回路オイル流量、L/min |
熱伝達と圧力損失に影響を与える |
オイルの種類、ISO VG、使用粘度 |
熱容量、流れの挙動、圧力損失に影響を与える |
使用圧力・過渡圧力と許容Δp |
コアとマシン回路を保護します |
ファンのタイプ、電源、電圧/電流または油圧供給 |
設置されたエアフローを決定します |
義務、高度、破片、振動、腐食 |
現場条件に合わせてクリーンラボの選択を修正 |
油温が高くなるのは冷却が不十分なことが原因である可能性がありますが、非効率な油圧システムによっても発生する可能性があります。オイルレベルとグレード、フィルター、リザーバー、クーラーの清浄度、ファンの方向と速度、サーモスタット/バイパス、ポンプ、リリーフバルブ、コントロールバルブ、シリンダー/モーター、ケースのドレン、および戻り制限を確認してください。リリーフバルブが継続的にバイパスしているか、摩耗したポンプが内部で漏れを起こしていると、有効な入力電力が熱に変換されます。大型のクーラーを使用すると温度が下がり、燃料が無駄になり、欠陥が悪化する可能性があります。
温度測定を確認します。定義された場所で機械センサーを校正済みの接触プローブまたは承認された方法と比較します。赤外線の読み取り値は表面放射率に依存するため、バルクオイルを表していない可能性があります。周囲、機械モード、サイクルタイム、エンジン速度、負荷、クーラー入口/出口の油温度、ファンコマンド/速度、機械の動作時間を記録します。
クーラーのデューティは、実際のマシン サイクルで測定されたウォームアップまたは計算された損失に基づく必要があります。
測定された熱負荷が好ましい。 パーカーの冷却器サイジング ガイダンスで は、総流体体積、比重、比熱を使用して、冷却器が稼働していないときの時間の経過に伴う流体温度の上昇からシステム加熱力を決定する方法について説明しています。 SI 単位では:
P heat = ρ × V × c p × (T 2 − T 1) / t
ここで、質量/エネルギー/時間の単位が一致する場合の P は kW、ρ はオイル密度 (kg/L)、V は総有効オイル量 (L)、c p は比熱 (kJ/(kg・K))、温度上昇は K または °C の差、時間は秒です。精度が必要な場合は、テスト中にリザーバー、ホース、コンポーネントから自然に失われる熱を考慮します。そうしないと、単純なウォームアップ計算では実際の発電量が過小評価される可能性があります。
有効オイル量が 180 L、密度が 0.86 kg/L、比熱が 2.0 kJ/(kg・K)、クーラーをバイパスした繰り返し使用中に 12 分 (720 秒) で 45°C から 60°C まで上昇する測定値を仮定します。
質量 = 180 × 0.86 = 154.8 kg
蓄積エネルギー上昇 = 154.8 × 2.0 × 15 = 4,644 kJ
オイルへの平均熱量 = 4,644 / 720 = 6.45 kW
この 6.45 kW は、期間中の石油内の正味貯蔵量を表します。システムが同時に、たとえば周囲環境に対して自然に 2 kW を失った場合、実際の発電量は約 8.45 kW になります。でっち上げた損失値を追加しないでください。制御された冷却テスト、エネルギーモデル、または工学的判断を通じてそれを推定し、不確実性を文書化します。
ポンプ、モーター、バルブ、ラインの効率がわかっている場合は、入力電力から有効出力およびその他の既知のエネルギー経路を引いたものを計算します。これは、設計されたシステムに対しては正確ですが、コンポーネントの状態が不明な場合には不十分です。流れ時の圧力降下により、油圧の動力損失にほぼ等しい熱が発生します。
P損失 (kW) = Δp (bar) × Q (L/min) / 600
たとえば、120 L/min で制限を超えて 20 bar が継続的に失われると、約 4 kW が発生します。断続的な損失は、デューティ比を乗算するか、作業サイクル全体にわたって積分する必要があります。
パーカー氏は、熱放散が不明な場合は設置馬力の 20 ～ 30% を推定値として使用できると指摘していますが、 AKG は移動式クーラーの暫定的なガイダンスを公開しています。 、特定の選択仮定の下で、農業機械および建設機械のディーゼル エンジン出力の 3 分の 1 など、これらは普遍的な法則ではありません。油圧の利用率と効率に応じて、機械のサイズが大きくなったり小さくなったりすることがあります。これらは初期の予算編成にのみ使用し、ソース/仮定を明記し、最終リリース前に測定された熱負荷または損失ベースの熱負荷に置き換えてください。
機械、ポンプ/モーター、シール、ホース、およびオイル供給者の制限から最大連続オイル温度を選択します。粘度も考慮してください。オイルが熱すぎると、潤滑や体積効率が低下しすぎてしまう可能性があります。オイルが冷たすぎると、圧力降下が大きくなり、応答性が低下する可能性があります。目標は、可能な限り低い温度ではなく、制御された動作範囲です。
クーラーに入る実際の最大空気温度を使用します。掘削機では、クーラーは別のコアによってすでに加熱された空気、またはエンジン コンパートメントから再循環された空気を受け取ることがあります。 45°C の周囲温度では、冷却器の入口温度がより高くなる可能性があります。最も高温の作業中に測定し、ヒートソークを含めます。空気密度が低いと質量流量とファン/クーラーの性能が低下するため、高度を補正します。
高温のオイルと流入する空気の温度差により、エアオイル クーラーの性能が決まります。目標オイル入口が 75°C で、実際の冷却入口空気が 50°C である場合、アプローチは 25 K のみです。40 K または 50 K の差で評価されたカタログ曲線を直接使用することはできません。
メインポンプ流量は自動的に冷却流量にはなりません。戻りライン冷却器では、さまざまなアクチュエータの戻り、再生、ドレン、およびバイパスの流れが組み合わされて表示されます。オフラインユニットには独自のポンプがあります。充電回路は、より少ない安定した流量を提供する可能性があります。提案された回路を、過渡ピークおよび逆転/回生条件を含むデューティ全体にわたって測定または計算します。
流量が少なすぎると、熱伝達が制限されたり、バイパスの問題が発生したりする可能性があります。流量が多すぎると圧力損失が増加し、バイパスが継続的に開く可能性があり、コアまたはラインの制限を超える可能性があります。戻りサージが大きい場合は、適切なサイズのバイパス、アキュムレータ/フロー配置、異なる回路位置、またはオフライン冷却を使用します。
カタログ曲線は多くの場合、指定された温度における ISO VG 32 などの基準オイルを想定しています。粘度が高くなると、熱伝達が変化し、圧力損失が増加します。 Parker が公開した例では、より高い ISO 粘度グレードに対して計算された圧力降下を大幅に増加させる補正係数が使用されています。無関係なコア設計間で要素を転送するのではなく、選択したクーラー メーカー独自の修正またはソフトウェアを使用してください。
高温時の動作粘度とコールドスタート時の粘度の両方を確認してください。高温のオイルでわずか 0.5 bar しか降下しないクーラーは、低温でははるかに高い背圧を生成する可能性があります。コア、フィルター、シール、リターンライン、およびコンポーネントケースは保護されたままでなければなりません。バイパス バルブまたはサーモスタット バイパスを使用すると、条件が適切になるまでコアの周囲に冷たい粘性オイルを流すことができますが、そのクラッキング圧力、容量、漏れ、および温度制御を選択する必要があります。
熱負荷、オイル流量、オイル入口/目標温度、空気入口温度、オイル粘度、ファンの状態、および環境をサプライヤーに提供してください。データの不確実性、汚れ、製造公差、および経年劣化に適切なエンジニアリングマージンを備えた、補正された熱除去が少なくとも必要な負荷である冷却器を選択します。説明なしに包括的なパーセンテージを追加しないでください。
同じ動作点で、油側の圧力降下を読み取るか計算し、それが許容限度を下回っていることを確認します。クーラーは熱遮断を満たしていても、背圧のために許容できない場合があります。より大きなコアに移行すると圧力損失を減らすことができますが、ファンとパッケージングの動作を再確認する必要があります。
曲線が kW/°C で表されている場合は、メーカーの定義に基づいて関連する油と空気の温度差を掛けます。定格がオイル入口から空気入口を引いた値、平均オイル温度、または別の慣例に基づいているかどうかを確認します。選択ツールが計算証拠のないモデルを出力した場合は、入力と結果の記録を要求します。
コアは通気抵抗を生み出します。自由空気ではなく、設置されたコイル、ガード、グリル、ダクト、および隣接する熱交換器を通る必要な空気流と静圧でファンを選択してください。回転と、ファンが意図した経路を引っ張るか押しているかを確認します。空気がコアをバイパスできるように隙間をシールし、高温の放電が入口に戻るのを防ぎます。
DC ファンの場合は、12/24 V、定格電圧および高温状態での電流、起動/突入、オルタネーター/バッテリー容量、ヒューズ、ワイヤー サイズ、リレー/コントローラー、コネクター、速度制御、および環境定格を確認してください。油圧ファンの場合、供給圧力/流量、モーター効率、制御バルブ、逆転機能、機械負荷時の優先順位、ファンドライブ自体が油圧システムに加える熱を定義します。エンジン駆動のファンの場合は、速度比、クラッチ/制御、および利用可能な電力を検証します。
可変速制御により電力と騒音を節約します。オイルがハンチングせずにターゲット帯域内に留まるようにセンサーと設定値を配置します。センサーのオープン、通信の切断、またはファンの障害に対するフェールセーフ アクションを定義します。リバーシブルファンは破片を排出する可能性がありますが、過熱や危険な破片の排出を避ける制御されたシーケンスの下でのみ逆転する必要があります。
建設機械は、粉塵、もみがら、繊維、泥、振動、および高環境の中で動作します。緻密なルーバーフィンは、きれいであれば熱をよく伝えますが、すぐに詰まります。よりオープンなフィン、またはルーバーのないフィンは、より優れた現場パフォーマンスを維持できます。単に実験室の最大 kW ではなく、クリーンで汚れたサービスの推論を求めてください。
パイプの質量がヘッダーを疲労させないように、ポートの近くに適切な絶縁およびサポートホースを使用してクーラーを取り付けます。フレームとエンジンの動きを許可します。空気の流れを妨げることなく、石や偶発的な接触から保護します。両面と積み重ねられたクーラー間の隙間を掃除できるようにします。フィンが折れないように洗浄圧力と洗浄方向を確認してください。
ローダーでは、ラムエアが最小限であるにもかかわらず、低速高負荷サイクルが繰り返されると熱が発生する可能性があります。掘削機では、スイング、トラベル、アタッチメント、スタンバイ モードにより、さまざまな損失とファンの可用性が生じます。高アイドル状態の無負荷テストではなく、最悪の実際の作業サイクルを検証します。
設置された回路は、冷たい油圧から保護し、ホースをサポートし、熱風の再循環を防止する必要があります。
この一般的な構成では、オイルがタンクに戻されます。ピーク戻り流量、圧力スパイク、背圧制限、フィルター/バイパスの相互作用、シリンダーの再生によって予期せぬ流れが発生するかどうかを確認します。クーラーはケースに損傷を与えたり、戻り圧力をかけたりしてはなりません。
専用のポンプがリザーバーからクーラー、そして多くの場合フィルターを通って水を汲み上げます。流量が安定しており、冷却は機械の機能とは独立して制御できます。ポンプの吸引、濾過、エアレーション制御、戻り位置、モーター出力、シャットダウンアラームを選択します。オフラインポンプは独自の熱とメンテナンスを追加します。
一部のトランスミッションまたは閉ループ システムでは、冷却にチャージ オイルを使用します。これには、チャージ圧力と潤滑を維持するためのシステム固有のエンジニアリングが必要です。ホースのサイズのみに基づいてクーラーの配線を変更しないでください。
エンジン ラジエーター、チャージエア クーラー、A/C コンデンサー、燃料クーラー、油圧オイル クーラーは、ファンと空気流を共有する場合があります。 1 つのコアを変更すると、他のコアの制限と入気温度が変更されます。完全なパックとファンの曲線を評価します。
テストと損失解析により、文書化されたマージンを含め、ローダーの 18 kW の設計熱負荷がサポートされていると仮定します。クーラーに入る空気の最大測定温度は 47°C です。クーラーに入る最大望ましい高温オイルは 77°C であるため、オイルと空気の差は 30 K です。クーラー回路の流量は、動作温度で ISO VG 46 オイルの 110 L/min です。最大許容クーラー圧力降下は 1.0 bar 高温であり、コールドスタート バイパスが必要です。
メーカーの曲線がオイル入口と空気入口の差の 1 度あたりの kW を使用している場合、必要な正規化された性能は 18 / 30 = 0.60 kW/K です。この数字はあくまでスクリーニングの対象です。メーカーは、110 L/min、ISO VG 46 粘度、選択したファン、高度、ガード/ダクト制限、および正確な曲線定義を修正する必要があります。候補者はまた、高温圧力降下を 1.0 bar 未満に保つ必要があります。
候補 A が補正された 20 kW を供給しても、圧力降下が 1.3 bar である場合、油圧要件を満たしていません。候補 B は 0.8 bar で 19 kW を供給し、ファン/スペースに適合するため、定義されたマージンで合格する可能性があります。候補 C は 25 kW を供給しますが、マシンが供給できない電流が必要です。熱容量だけで勝者を決めるわけではありません。
ベースライン油温、周囲温度、サイクル、圧力、流量（可能な場合）、ファン速度/電流、および障害を記録します。
設置、マウント、ホースの配線、ポートサポート、バイパス方向/設定、センサーの位置、ファンの回転、ガード、およびエアフローシールを確認します。
冷間状態で始動し、クーラーの差圧または関連する回路圧力を監視して、バイパス保護を確認します。
定義されたワーストケースの作業サイクルを熱平衡まで実行します。
クーラーオイルの入口/出口、空気の出入り、周囲、流量、圧力降下、ファンのコマンド/速度/出力、エンジン負荷、機械のパフォーマンスを記録します。
過剰なサイクル、背圧、キャビテーション、漏れ、ノイズ、電気/油圧過負荷のない安定した目標温度を確認します。
現実的な汚れにさらされ、予定された清掃間隔の後に繰り返します。
熱サイクルや振動の後、マウント、ヘッダー、ポート、ホース、配線、コネクタを検査します。
機械メーカー/モデル/シリアル、エンジン、油圧回路図、現在のクーラー OE 番号、写真/図面。
方法および不確実性を伴う測定/推定熱負荷。
オイルグレード、密度/比熱（使用する場合）、動作粘度/低温粘度、総量、および清浄度の目標。
冷却回路の通常/ピーク流量、動作/過渡圧力、および許容される高温/低温圧力降下。
オイル入口/ターゲット出口または最高温度、最悪のクーラー入口周囲環境、高度、およびデューティ。
ファンの電圧/電流または油圧供給、制御、可逆要件、ノイズ、および電気保護。
コア/アセンブリの寸法、ポート、マウント、エアフロー方向、ガード、隣接するクーラー、およびサービススペース。
粉塵/破片、腐食、洗浄、振動、コーティング、フィンの種類、および洗浄性。
バイパス/サーモスタット、センサー、フィルター/オフラインポンプ、文書、テスト、トレーサビリティ、数量、および保証。
代替品の調達については、Elecdura の幅広い 卸売オイルクーラーカテゴリは、 OE番号と寸法スクリーニングをサポートできます。最終承認では、パフォーマンスまたは制御された正確な相互参照を検証する必要があります。
公表されている暫定ルールは、設置馬力の 20 ～ 30%、特定の建設/農業の前提条件では 3 分の 1 など、さまざまです。それらは大まかな見積もりです。最終的な選択のために熱負荷を測定するか、実際の損失を計算します。
同じ流れがクーラーを通過することが回路図で証明されない限り、そうではありません。戻り、充電、オフライン、およびケースドレイン回路は異なり、過渡的な戻りは回生によってポンプの供給を超える可能性があります。
圧力降下はコールドスタートを含めてシステムの制限内に収める必要がありますが、ゼロにすることが唯一の目標ではありません。熱性能、サイズ、コスト、流量分布、制御のバランスをとります。実際の粘度および流量でのメーカーの曲線を使用してください。
考えられる原因としては、システム損失が大きい、バイパスが開いたままになっている、クーラーの流量が低い、ファンの回転が間違っている、ファンの速度が遅い、空気の再循環、スタックされたコアの詰まり、誤った温度データ、高い周囲温度、または間違った条件で使用されている定格などが挙げられます。
多くのモバイル システムにはコールド スタートまたは過渡保護が必要ですが、要件とクラッキング圧力はオイルの粘度、流量、クーラー/コアの定格、回路の背圧制限、および機械の設計によって異なります。システムおよびクーラーのエンジニアリングに従ってください。
防御可能な選択は、測定された熱負荷を修正されたメーカーの曲線に結び付け、圧力降下、ファン出力、制御、環境、取り付け、および保守性を証明します。また、冷却を追加する前に油圧の非効率性も修正されます。別のエンジニアが決定を再現できるように、仮定と単位を見えるようにしておきます。
掘削機、ローダー、または大量交換の見積もりの場合は、機械/OE リスト、熱負荷方法、温度、流量、オイル/粘度、圧力制限、ファン供給、図面、環境、年間数量を送信してください。 Elecdura の連絡先ページ。このデータにより、クーラーを外観ではなく動作点に合わせて選択できるようになります。
