1 Общие сведения о гидроприводах

Насосами называются машины, служащие для перекачки и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкостей с твердыми и коллоидными веществами и газов. Следует заметить, что машины для перекачки и создания напора газов (газообразных жидкостей) выделены в отдельные группы и получили название вентиляторов и компрессоров и служат предметом специального изучения, поэтому в данном разделе не рассматриваются. Создание непрерывного потока жидкости, а также давления, осуществляется с помощью насоса.

Гидравлическая энергия потока рабочей жидкости созда­ется благодаря работе гидронасосов, получающих привод от механических или электрических средств. Гидромоторы, гидро­двигатели и гидроцилиндры гидравлическую энергию жидкости преобразуют в механическую работу рабочих органов. Принци­пиально насосы и гидромоторы обратимые машины, однако особенности изготовления отдельных сборочных единиц, напри­мер системы распределения рабочей жидкости, а также уплотне­ния могут быть разными.

Гидронасосы подают рабочую жидкость под таким дав­лением, которое необходимо для преодоления всех видов сопро­тивлений, возникших в системе.

Гидромоторы передают энергию рабочей жидкости рабочему органу, а жидкость через выходной патрубок уходит в резер­вуар.

Гидронасосы и гидромоторы подразделяют по следующим признакам:

по принципу действия: а) с постоянным объемом и регули­руемые; б) с постоянным и реверсивным потоком; в) одно, двух и многократного действия (зависит от числа циклов за один оборот вала);

по конструкции: а) шестеренные, пластинчатые, поршневые и планетарные (рис.1. 1).

Рабочий процесс в гидромашинах протекает в рабочих ка­мерах. Рабочая камера — это пространство, ограниченное рабо­чими поверхностями элементов, периодически изменяющее свой объем и попеременно сообщающееся с местами входа и выхода рабочей жидкости. Рабочий цикл состоит из следующих про­цессов: в насосах — всасывания и нагнетания, в гидромоторах — нагнетания и вытеснения. Разделение камер высокого и низко­го давлений, нагнетания и всасывания (вытеснения) осуществ­ляется распределением рабочей жидкости, которое может быть торцевым, цапфенным, клапанным и клапанно-щелевым. Основными параметрами гидромашин являются: рабочий объем Ро, давление Р (номинальное —Р ном; максимальное — Р mах), частота вращения — n (номинальная — n ном, минимальная —n min и максимальная — n max), крутящий момент и КПД (объемный и механический ).

Однако следует отметить, что насос непосредственно не формирует давление. Давление возникает только в том случае, если в гидросистеме имеется сопротивление потоку жидкости. В настоящее время в трансмиссиях с автоматическими коробками передач используются насосы, следующих типов:

• шестерёнчатого;

• трохоидного;

• лопастного.

Принцип работы насосов шестерёнчатого и трохоидного типов весьма схож. Эти насосы относятся к насосам постоянной производительности. За один оборот коленчатого вала двигателя они поставляют в гидросистему постоянный объём жидкости, независимо от режима работы двигателя и потребностей гидросистемы. Насосы в настоящее время являются самым распространенным видом машин.

Рис. 1.1- Классификация гидроприводов

По принципу действия насосы подразделяются на:

а) центробежные, у которых перекачка и создание напора происходят вследствие центробежных сил, возникающих при вращении рабочего колеса;

б) осевые (пропеллерные) насосы, рабочим органом у которых служит лопастное колесо пропеллерного типа. Жидкость в этих насосах перемещается вдоль оси вращения колеса;

в) поршневые и скальчатые насосы, в которых жидкость перемещается при возвратно-поступательном движении поршня или скалки. К этой группе можно отнести простейший вид поршневых насосов - диафрагмовые насосы, у которых рабочим органом служит резиновая или кожаная диафрагма, совершающая возвратно-поступательные движения;

г) тараны, работающие за счет энергии гидравлического удара;

д) струйные насосы, в которых перемещение жидкости осуществляется за счет энергии потока вспомогательной жидкости, пара или газа;

е) эрлифты (воздушные водоподъемники), в которых рабочим телом является сжатый воздух. В зависимости от назначения и принципа действия конструктивное исполнение насосов самое различное. Ниже рассматривается устройство, принцип работы, характеристика и применение основных групп насосов.