Сравнительная оценка насосов различных типов

Технический уровень гидромашин определяют по удельным показателям — металлоемкости (кг/Вт), энергоемкости (кВт/дм³) и техническому ресурсу. Кроме этого, важными показателями являются работоспособность в широком интервале изменения температуры, диапазон регулирования и возможность дистанционного управления изменением (величиной) рабочего объема.

В связи с тенденцией повышения давления и гидросистемах мобильных машин для сравнительного анализа выбраны гидромашины, широко применяемые в гидроприводе мобильных машин с наиболее высоким номинальным давлением.

Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы рассчитаны на наиболее высокие значения номинального и максимального давления. Для насосов других типов характерен более низкие значения давления.

Максимальное давление и частота вращения зависят от рабочего объема гидромашин (рис.6). Наиболее четко выражена эта зависимость для гидромашин с рабочим объемом до 100−150 см³. Различные максимальные значения давления и частоты вращения объясняются конструктивными особенностями гидромашин и прежде всего величиной зазоров сопряженных деталей качающего узла и гидравлическим сопротивлением всасывающей гидролинии. Сравнительными испытаниями насосов различных типов в одинаковых условиях установлено, что шестеренные и пластинчатые насосы обладают лучшей всасывающей способностью и могут работать на более вязкой жидкости, чем аксимально-поршневые. Однако в связи с тем, что шестеренные и пластинчатые насосы имеют большие зазоры в качающем узле, они более чувствительны к изменению вязкости рабочей жидкости и не способны создавать высокое давление, особенно при положительных температурах маловязкой рабочей жидкости.

Для однотипных насосов, применяемых в аналогичных условиях, меньшие удельные показатели металлоемкости (0,14−6,8 кг/кВт) имеют пластинчатые, средние (0,2−13,6 кг/кВт) — шестеренные и большие (0,41−20,4 кг/кВт) — аксиально-поршневые. Наиболее важными эксплуатационными показателями гидромашин являются их полный (рис.7) и объемный (рис.8) КПД.

Аксиально-поршневые насосы имеют более высокий полный КПД, по сравнению с КПД шестеренных и пластинчатых насосов. Объемный КПД аксиально-поршневых насосов начинает заметно снижаться только при вязкости рабочей жидкости менее 10 мм²/с, для пластинчатых насосов этот предел вязкости составляет 50−80 мм²/с, а для шестеренных — 80 мм²/с.

Долговечность различных типов насосов такие различна.

Рис. 6.

— аксиально-поршневые насосы; шестеренные; пластинчатые.

Рис. 7.

в) Рис. 8.

Рис. 9.

I — машины транспортного строительства; II — одноковшовые экскаваторы На рис. 9 представлены зависимости изменения объемного КПД насосов от времени эксплуатации. Математически их можно описать уравнениями Для шестеренных насосов.

• 0 (t) =0,92−0,059· t² — для машин транспортного строительства
• 0 (t) =0,92−0,04· t² — для одноковшовых экскаваторов

Для аксиально-поршневых насосов.

• 0=0,95−0,02· t² — для машин транспортного строительства
• 0=0,95−0,013· t² — для одноковшовых экскаваторов

Из сказанного видно что более жесткие условия эксплуатации машин транспортного строительства негативно влияют на долговечность насосов.

Из сравнительной оценки гидромашин различных типов следует: что каждый из них имеет достоинства и недостатки. Поэтому целесообразно определить область их применения, рациональную технически и экономически.

Шестеренные и пластинчатые гидромашины широко используют в мобильных машинах небольшой мощности при низком и среднем давлении. Они достаточно надежны и эксплуатации, менее требовательны к чистоте рабочей жидкости и недороги.

Применение аксиально-поршневых гидромашин наиболее целесообразно при среднем и высоком давлении в гидросистемах мобильных машин и цикличном характере изменения внешней нагрузки. Дополнительные устройства обеспечиваю реверсирование потока и изменение подачи.