油箱的容量及计算

油箱有效容量一般为泵每分钟流量的3~7倍。对于行走机械，冷却效果比较好的设备，油箱的容量可选择小些；对于固定设备，空间、面积不受限制的设备，则应采用较大的容量。如冶金机械液压系统的油箱容量通常取为每分钟流量的7~10倍，锻压机械的油箱容量通常取为每分钟流量的6~12倍

油箱中油液温度一般推荐30~50℃，最高不应超过65℃，最低不低于15℃。对于工具机及其他固定装置，工作温度允许在40~55℃

行走机械，工作温度允许达65℃。在特殊情况下可达80℃。对于高压系统，为了减少漏油。最好不超过50℃

另外，油箱容量大小可以从散热角度设计，计算出系统发热量或散热量(加冷却器时，再考虑冷却器散热后)，从热平衡角度计算出油箱容积，详见下表

项目

计  算  公  式

说          明

发

热

计

算

(1) 液压泵功率损失H₁

H₁＝P(1-η)(W)

如在一个工作循环中，有几个工序，则可根据各个工序的功率损失，求出总平均功率损失H₁

P—— 液压泵的输入功率，，W

η—— 液压泵的总效率，一般在0.7~0.85之间，常取0.8

p—— 液压泵实际出口压力，Pa

q—— 液压泵实际流量，m³/s

T—— 工作循环周期，s

t—— 工序的工作时间，s

i—— 工序的次序

(2) 阀的功率损失H₂

其中以泵的全部流量流经溢流阀返回油箱时，功率损失为最大

H₂＝pq     (W)

p—— 溢流阀的调整压力，Pa

q—— 经过溢流阀流回油箱的流量，m³/s

如计算其他阀门的发热量时，则上式中的p为该阀的压力降(Pa)；q为流经该阀的流量(m³/s)

(3) 管路及其他功率损失H₃

此项功率损失，包括很多复杂的因素，由于其值较小，加上管路散热的关系，在计算时常予以忽略。一般可取全部能量的0.03~0.05倍，即

H₃＝(0.03~0.05)P     (W)

也可根据各部分的压力降p及流量q代入式中求得。在考虑此项发热量时，必须相应考虑管路的散热

系统总的功率损失，即系统的发热功率H为上述各项之和

H＝∑H_i＝H₁+H₂+H₃+…     (W)

散

热

计

算

液压系统各部分所产生的热量，在开始时一部分由运动介质及装置本体所吸收，较少一部分向周围辐射，当温度达到一定数值，散热量与发热量相对平衡，系统即保持一定的温度不再上升，若只考虑油液温度上升所吸收的热量和油箱本身所散发的热量时，系统的温度T随运转时间t的变化关系如下：

当t→t_∞时，系统的平衡温度为：

T—— 油液温度，K

T₀—— 环境温度，K

A—— 油箱的散热面积，m²

c—— 油液的比热，矿物油一般可取c＝1675~2093J/(kg·K)

m—— 油箱中油液的质量，kg

t—— 运转的时间，s

k—— 油箱的传热系数，W/(m²·K)

周围通风很差时，k＝8~9

周围通风良好时，k＝15

用风扇冷却时，k＝23

用循环水强制冷却时，k＝110~174

V—— 油箱的有效体积，m³

V_min—— 自然散热时油箱的最小容积

油

箱

容

积

计

算

由此可见，环境温度为T₀时，最高允许温度为T_Y的油箱的最小散热面积A_min为：

如油箱尺寸的高、宽、长之比为(1∶1∶1)~(1∶2∶3)，油面高度达油箱高度的0.8时，油箱靠自然冷却使系统保持在允许温度T_Y以下时，则油箱散热面积可用下列近似公式计算：

当取k＝15W/(m²·K)时，令A＝A_min，得油箱自然散热的最小体积