Комплектующие для гидрофикации грузовых машин

Гидрофикация – установка на шасси грузовых автомобилей гидравлического оборудования, работающего от двигателя автомобиля. Данный вид модификации позволяет автомобилю пользоваться навесным оборудованием, устанавливать самосвальные самосвальные полуприцепы, подключать специализированную технику и много другое.

Как это работает

Стандартная гидравлическая система грузового автомобиля фактически ничем не отличается от гидростанции – только с учетом того, что приводом будет являться двигатель самого грузового автомобиля.

Компания ООО «ПРОМСНАБ» предлагает Вам наиболее распространенные компоненты для гидрофикации автомобиля:

• КОМы, или коробки отбора мощности;
• Гидронасосы;
• Гидрораспределители потока;
• Исполнительный механизм – гидроцилиндры и гидромоторы;
• Гидробаки – гидравлические масляные баки;
• Масляные фильтры – всасывающие, напорные и сливные;
• РВД и фитинги;
• Теплообменники.

Итак, рассмотрим все эти комплектующие по порядку.

КОМ, или коробки отбора мощности

Как несложно догадаться, чтобы заставить работать гидросистему, необходим привод для гидронасоса. Имея дело гидрофикацией автомобиля, мы получаем мощный привод – сам двигатель автомобиля. Существует несколько способов соединить двигатель и гидронасос:3

• Шестеренчатые КОМ, которые крепятся на правый или левый люк КПП;
• Ременная передача со шкива коленчатого вала на шкив вала насоса;
• Через карданный вал.

Мы с Вами рассмотрим классический и наиболее популярный в России вариант – Коробки отбора мощности с шестеренчатым зацеплением.

Первый тип КОМ – коробка с одной передаточной шестерней, которая присоединяется непосредственно к КПП. Входя в сцепление с шестернями КПП, КОМ будет вращать выходной вал, передавая усилие на гидронасос.

В связи с одной передаточной шестерней, эти КОМ ограничены по возможностям передачи мощности и скорости вращения. Данные КОМ используются, в основном, на небольших грузовиках и прочих автомобилях средней мощности.

Существуют также КОМ с двумя или тремя передаточными шестернями, которые благодаря своей универсальности являются наиболее распространенными типами коробок отбора мощности.

Устанавливаются данные КОМ на самосвалы, автоцистерны, краны-манипуляторы, сельскохозяйственную спецтехнику и другие автомобили. Благодаря широкому спектру выходных валов и монтажных фланцев, возможно прямое подключение гидронасосов к КОМ.

Гидронасосы

Главная задача гидронасоса в гидравлических системах автомобилей – преобразовывать передаваемую с КОМ энергию вращения в энергию в виде потока жидкости, рассчитываемого в литрах в минуту. Именно этот расход жидкости определяет, с какой скоростью будут работать исполнительные механизмы гидросистемы.

Гидронасосы могут подразделяться на гидронасосы одностороннего вращения и гидронасосы реверсивного вращения. Наиболее распространенными в гидрофикации являются гидронасосы с левым вращением.

Собственно, устанавливаемые в гидросистему автомобиля гидронасосы подразделяются на насосы:

• Шестеренчатые насосы – насосы, в наиболее распространенные в гидросистемах автомобилей, благодаря своей относительно невысокой цене, малому количеству подвижных частей и терпимостью к загрязнениям гидравлического масла, нежели другие типы насосов. Принцип работы заключается в захвате масла в промежуток между зубьями ведущей и ведомой шестерен, и передаче далее рабочей жидкости под давлением в напорную линию. Отличаются данные гидромоторы по рабочему объему, рабочему давлению и максимальной скорости вращения вала.
• Аксиально-Поршневые насосы – насосы, работающие при более высоких давлениях, чем шестеренные насосы. Однако, из-за большого количества подвижных частей, меньшими допусками, высокой начальной стоимости и строгих требований к фильтрации, эти насосы требуют более «изысканного» подхода при проектировке гидросистем с их участием. Разделяется этот тип гидронасосов на регулируемые гидронасосы, в которых с помощью давления изменяется положение блока цилиндров и соответственно рабочий объем, и нерегулируемые, где рабочий объем не изменяется;
• Пластинчатые насосы – насосы, которые до не давних пор были самыми популярными перекачивающими устройствами, применяемые в гидрофикации автомобилей; теперь же не так часто встречаемые в гидросистемах автомобилей. Основные причины почти полного исчезновения этих насосов – широкое признание и доступность шестеренчатых гидронасосов, и большая вариативность с отличной производительностью, предоставляемое аксиально-поршневыми регулируемыми насосами. Принцип действия у них аналогичен шестеренчатым насосам, только вместо шестерен захват и перемещение рабочей жидкости производится лопастями.

Распределители потока

Как следует из названия, главной задачей гидрораспределителя является направление потока рабочей жидкости, создаваемым гидронасосом, к различным исполнительным механизмам вроде гидроцилиндров или гидромоторов.

Гидрораспределители, в свою очередь, делятся на 2 основных типа:

• С открытым центром (или нормально открытые)- это распределители, в которых при нейтральном положении золотника рабочая жидкость поступает в центральный канал, который напрямую соединяется со сливной линией, ведущей в гидробак. Гидросистема в данном случае разгружена. Из преимуществ этих распределителей является невысокая стоимость, простота в освоении и стабильность системы;

• С закрытым центром (или нормально закрытые) – распределители, в которых при нейтральном положении напорная линия является тупиковой, и рабочая жидкость сливается через переливной клапан. Из преимуществ – такая же невысокая стоимость и стабильность системы. Стоит упомянуть, что данные распределители используются ТОЛЬКО с регулируемыми аксиально-поршневыми регулируемыми гидронасосами. Используются распределители с закрытым центром в горной, дорожно-строительной и другой тяжелой спецтехнике.

Помимо этих отличий, гидрораспределители также делятся на секционные и моноблочные. Моноблочный распределитель изготовлен в виде цельного корпуса, с выполненными в нем напорными, рабочими и сливными портами.

Секционный распределитель более универсален – имея разделенные напорные, рабочие и сливные каналы, эти распределители можно настроить для любого применения. Эти распределители пользуются огромной популярностью благодаря своей универсальности и удобству в работе.

Гидроцилиндры и гидромоторы

Исполнительный  механизм – это компонент, которую надо привести в действие — только ради этой цели автомобиль проходит гидрофикацию. Исполнительные механизмы являются компонентами гидросистем, которые преобразуют энергию жидкости в механическую мощность. Рассмотрим типовые исполнительные механизмы:

Гидроцилиндры

Основная задача и способность гидроцилиндра – преобразовывать энергию рабочей жидкости в линейное движение, например, для подъема кузова самосвала, изменения угла поворота ковша экскаватора, подъема стрелы крана и другие.  Гидроцилиндры разделяются на два основных типа:

• Одностороннего действия — обычно подразделяются на гидроцилиндры с пружинным возвратом или возвратом под собственным весом / нагрузкой;
• Двухстороннего действия – гидроцилиндры, имеющий так называемый гидравлический возврат штока.

Следующий тип исполнительного механизма  — гидромотор.

Гидромоторы

Гидромоторы, или так еще называемые «моторы крутящего момента», преобразуют энергию рабочей жидкости во вращательное движение на выходном валу. На самом деле, при наличии надлежащих уплотнений и дренажной линии, иногда в качестве гидромотора можно использовать гидронасос. Гидромоторы широко разделяются:

• Гидромоторы с высокой частотой вращения и с низким крутящим моментом – обычно это шестеренчатые гидромоторы, работающие от 800 об/мин до 3000 об/мин;
• Гидромоторы с низкой частотой вращения и высоким крутящим моментом – обычно это героторные гидромоторы, работающие в пределах от 100 об/мин до 800 об/мин.

К сожалению, все гидравлические моторы по своей природе малоэффективны, так как создают большое количество тепла при продолжительной работе, которое передается в гидравлическую жидкость.

Гидробаки – гидравлические масляные баки

Гидробаки, или гидравлические масляные баки – важный элемент любой гидросистемы, в том числе и автомобильной. Гидробаки содержат рабочую жидкость до тех пор, пока не возникнет необходимость во включении гидравлических агрегатов, служат теплообменными аппаратами, и, в некотором роде, фильтроэлементами – тяжелые частицы в масле оседают на дно маслобака. Материал, объем, месторасположение и форма – важные факторы при выборе гидравлического бака.

Масляные фильтры – всасывающие, напорные и сливные

Согласно мировой статистике, от 70% до 90% отказов гидравлических систем происходит из за загрязнения рабочей жидкости и лаковых отложений. При правильном подборе гидравлического масляного фильтра гидравлическая система будет работать тише и дольше. Фильтры гидравлические разделяются на следующие типы:

• Всасывающие фильтры – разделяются по расположению – внутри маслобака и с наружным расположением. Всасывающие фильтры, находящиеся внутри гидробака обычно фильтруют рабочую жидкость от грубых загрязнений длиной до 100 мкм, и имеют в качестве фильтроэлемента стальную сетку. Фильтры с наружным расположением на гидробаке улавливают уже гораздо более мелкие частицы (до 3 мкм при работе с аксиально-поршневыми насосами), так как рабочая жидкость далее направляется в гидронасос.
• Напорные фильтры – данные фильтры устанавливаются на напорной линии гидросистемы, т.е. уже после гидронасоса, но до исполнительного механизма и распределителя. Их задачей является улавливание образовавшихся в гидросистеме мелких загрязнений и субмикронных углеродистых частиц, образующихся в гидронасосе вследствие эффекта кавитации. Для этого в качестве фильтроэлемента в напорных фильтрах применяют химическое волокно, имеющее абсолютную степень фильтрации.
• Сливные фильтры – фильтры, устанавливаемые после всех компонентов гидросистемы, и фильтруют рабочую жидкость до того момента, как она поступит обратно в бак. Собственно, их задачей является поддерживать полученную чистоту рабочей жидкости до ее возврата в гидробак. Обычно в качестве фильтроэлемента выступает усиленная бумага или химическое волокно.

РВД и фитинги

Рукава высокого давления, или РВД, являются элементами соединений всех компонентов гидросистемы. Рукава высокого давления должны подбираться исходя из рабочего давления и расхода рабочей жидкости.

Рукава высокого давления, применяемые в гидрофикации автомобилей, должны быть определенных размеров – излишняя длина рукава будет создавать ненужные напряжения и создавая дополнительный нагрев рабочей жидкости.

Также, использование рукавов высокого давления, неподходящими для заданного диапазона рабочего давления, может привести к разрыву рукавов и очень неприятным последствиям. Также, важное значение имеет тип установки РВД – нужно исключать перегибы, перекручивания и избегать «провисания» рукавов.

Теплообменники

Теплообменники служат для удаления избыточного тепла из рабочей жидкости в окружающую среду. Данный компонент гидросистемы автомобиля устанавливается на сливную линию, так как рабочее давление теплообменников обычно не превышает 20 Bar.

Рассчитываются они исходя из расхода рабочей жидкости и общей мощности гидросистемы, и получают количество тепла, которое нужно рассеять. Принято, что любая гидросистема тратит из своего КПД, в среднем 25-30% на производство тепла, т.е. система, имеющая мощность в 10 кВт, тратит 2,5 -3 кВт на выработку тепла. Основное применение теплообменники нашли в системах, где используются гидромоторы, вследствие их повышенной выработки тепла.