НАСОСЫ С КЛАПАННЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ

Насосы с цапфовым и торцовым распределением обычно применяют до давлений 250 кГ/см2, при более высоких давлениях применяют насо­ сы с клапанным распределением и эксцентриковым приводом (рис. 53, а) , давления в которых достигают величин 600 кГ/см2 и выше. Клапанное распределение обеспечивает высокую герметичность.

Для уменьшения сопротивления потоку жидкости скорость течения масла через всасывающий клапан насоса выбирают примерно 1,5 м/сек

илишь при применении масел малой вязкости повышают до 3 м/сек.

Кпреимуществам насоса с клапанным распределением относится отсутствие компрессии жидкости в цилиндрах, однако при этом распре­

всасывающего окна по оси цилиндра. При этом условии должно быть соблюдено равенство

/гр + / е = —----.

2

На рис. 54 изображен радиально-поршневой насос подобного типа с эксцентриковым приводом поршней и неподвижными цилиндрами. Ци­ линдры выполнены в виде съемных сегментов 14, монтируемых на непо-

117

118

R

Рис. 54. Поршневой насос с эксцентриковым приводом

движном цилиндровом блоке. Каналы цилиндров, ведущие от клапанов нагнетания, соединены через круговой литой канал 1 корпуса 10 с кана­ лом нагнетания 11. Уплотнение в месте стыка этих каналов, т. е. стыка сегментов 14 с плоскостью корпуса 10, осуществлено при помощи рези­ нового кольца 3. Сегменты 14 к корпусу 10 прикрепляются шпилька­ ми 9.

Жидкость из бака через канал всасывания 12 поступает во внут­ реннюю полость корпуса насоса, откуда через окна 5 в стенках цилинд­ ров, расположенные на некотором расстоянии от дна цилиндра, а также через сверления 15 всасывается в цилиндры при ходе поршней в направ­ лении к центру.

Процесс всасывания и нагнетания происходит в следующем поряд­ ке. При ходе какого-либо поршня 4 к центру насоса соответствующий клапан нагнетания 2 закрывается и поршень создает в цилиндре вакуум; после того как поршень при дальнейшем движении откроет окно 5, жид­ кость из полости корпуса, соединенной с резервуаром, поступит через это окно в цилиндр. Поршень 4 при движении от центра, после того как окно 5 будет перекрыто, выдавливает жидкость через клапан 2 в по­ лость 1 нагнетания насоса.

Привод поршней 4 осуществляется эксцентриковым валиком 8, не­ сущим кольцо 7, с которым при помощи пальца 6 и сухарей 13 связаны поршни.

Производительность подобного насоса определится по выражению (164) с учетом числа цилиндров z

Преимуществом описанного насоса является то, что он не имеет всасывающих клапанов. Однако при ходе всасывания в цилиндрах до их соединения с полостью всасывания образуется вакуум, вследствие чего цилиндры частично заполняются воздухом и парами жидкости, находя­ щейся во вредном пространстве насоса, что снижает производительность насоса.

РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ГИДРОМОТОР МНОГОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ

Для увеличения крутящего момента применяются гидромоторы мно­ гократного действия (рис. 55) с профильным статорным кольцом 1. Не­ трудно видеть, что в зависимости от профиля этого кольца каждый из поршней 3 гидромотора совершит за один оборот цилиндрового ротора 2 несколько (до 10) двойных ходов.

Объем, описываемый поршнями такого гидромотора за один оборот

где k и h — количество ходов поршня за один оборот цилиндрового ро­ тора и величина хода.

Крутящий момент гидромотора будет в k раз больше, а число обо­ ротов при том же расходе жидкости в k раз меньше при прочих равных условиях числа оборотов мотора одинарного действия.

Для уменьшения трения поршней 3 о статорное кольцо 1 они снаб­ жены роликами 4, помещенными на игольчатых подшипниках. На внеш­

119

ГЛАВА V

АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ И ГИДРОМОТОРЫ

Насосы (и гидромоторы) с аксиальным расположением цилиндровполучили в практике название пространственных или насосов с наклон­ ным диском (шайбой).

Кинематической основой этих насосов является кривошипно-шатун­ ный механизм (рис. 56), цилиндр 3 в котором при повороте кривоши­ па 2 вокруг оси 1 совершает перемещения в вертикальной плоскости (в плоскости чертежа), двигаясь параллельно самому себе и сохраняя осевое положение.

Перемещение поршня при повороте кривошипа 2 на угол а равно

где R — длина кривошипа.

Очевидно, что полное перемещение поршня при повороте кривоши­ па на угол а=180° составит

2R.

где р — указанный угол поворота плоскости вращения кривошипа. Взяв вместо одного цилиндра несколько и расположив их по кругу

(подобно револьверному барабану), а также заменив кривошип дис­

121

помощи тех или иных средств (поршневых шатунов или пружин) с на­ клонным диском (шайбой) 5, изменением угла наклона которого отно­ сительно оси цилиндрового блока осуществляется регулирование вели­ чины хода h поршней.

Поскольку оси цилиндров в этом случае будут перемещаться при вращении цилиндрового блока по окружности, в то время как проекция окружности центров гнезд диска (шайбы), в которой заделаны шатуны поршней (рис. 57,6), на плоскость, перпендикулярную оси цилиндророго блока, является эллипсом, параллельность осей шатунов будет наруше­ на и они при вращении цилиндрового блока будут совершать качатель-

ки, а в насосах второй группы движение шайбы происходит по окруж­ ности в плоскости, перпендикулярной к оси приводного вала.

Типовая конструкция насоса первой группы представлена на рис. 58, второй — на рис. 59.

Поскольку цилиндровый блок у рассматриваемых насосов вращает­ ся (цилиндры перемещаются относительно корпуса), упрощается рас­ пределение жидкости, которое обычно выполняется через серпообраз­ ные окна а и b (рис. 60, а) в корпусе и каналы (отверстия) dKцилиндро­ вого блока (см. рис. 57). В мертвых положениях цилиндров отверстия перекрываются нижней и верхней разделительными перемычками, рас­ положенными между распределительными окнами а и 6, ширина s ко­ торых несколько превышает размер отверстий dK.

Производительность насоса регулируется изменением угла у накло­ на оси шайбы относительно оси цилиндрового блока, которое осуществ­ ляется либо изменением положения цилиндрового блока при неизменном положении оси наклонной шайбы (рис. 57,6), либо наоборот (рис. 57, а).

Насосы и моторы этих типов имеют высокий объемный к. п. д., ко­ торый обычно равен 0,97—0,98. Многие иностранные фирмы гарантиру­ ют для насосов с производительностью 130—150 л/мин и выше объем­

122

ный к. п.д. при давлении 350 кГ/см2 не менее 0,99. Полный к. п. д. этих насосов составляет примерно 0,95.

На рис. 61 приведены типовые характеристики распространенного в авиационной технике аксиально-поршневого насоса с наклонным ци­ линдровым блоком и автоматически регулируемой производительностью.

Рис. 58. Аксиально-поршневой насос с качающейся шайбой

При давлении 210 кГ/см2 цилиндровый блок насоса автоматически ус­ танавливается в нейтральное положение, в результате насос переводит­ ся в режим нулевой производительности.

Насосы и гидромоторы аксиально-поршневых типов обладают наи­ лучшими из всех типов этих машин габаритами и весовыми характерис­ тиками. Так, например, на 1 кг веса насосов, применяемых в авиацион-

Рис. 59. Аксиально-поршневой насос с наклонным цилиндровым блоком

ной технике, зачастую приходится мощность 8,8 л. с. По мнению зару­ бежных специалистов, при использовании этих насосов в ракетных уста­ новках весовые характеристики могут быть повышены за счет некоторо­ го сокращения срока их службы-

123

Особенностью рассматриваемых насосов является малый момент инерции вращающихся частей, что имеет существенное значение при ис­ пользовании их в качестве гидродвигателей вращательного действия (гидромоторов).

Важным параметром для многих случаев применения является так­ же приемистость (быстродействие) насоса при регулировании расхода.

Рис. 60. Распределительный золотник (диск) аксиально-поршневого насоса

С этой точки зрения поршневые насосы аксиальных типов имеют преи­ мущества в сравнении с иными типами насосов. Согласно сообщениям иностранной печати, насосы фирмы Виккерс (США) рассчитаны на из­ менения производительности от нулевого до максимального значения за 0,04 сек и от максимального значения до нулевого за 0,02 сек.

0насосов авиационных гидроси­ стем обычно равно 3000— 4000 об/мин; однако в отдель­

Виккерс (США) изготовлены и проведены испытания насосов при числах оборотов 20 000 и 30 000 об/мин.

Минимальное число оборотов гидромотора 5—10 об/мин. Насосы и моторы с аксиальным расположением цилиндров применяются для ра­ боты в основном при давлениях 210—350 кГ/см2 и реже при более вы­ соких давлениях.

В авиационной технике распространены насосы и моторы с удель­ ной производительностью 0,7—70 смъ/об при давлении 220—280 кГ/см2.

124