Роторно- пластичатые насосы и гидромоторы

В пластинчатых гидромашинах рабочие камеры образуются поверхностями ротора, статора, двух смежных пластин и боко­вых крышек. Пластинчатый насос (рис. 2.5, а) состоит из вала, статора 5 и ротора 4, в пазах которого расположены пластины 2. Ротор расположен эксцентрично по отношению к статору. На боковых крышках имеются два окна: всасывающее и нагнетательное 3. При вращении ротора под действием центробежной силы или пружины пластины прижимаются к стенке корпуса и совершают сложное движение: вращаются вместе с ротором и совершают возвратно-поступательное движение в пазах. Правые рабочие камеры сообщены с нагне
тательным, а левые рабочие камеры со всасывающими окнами. Вследствие
вращения за счет вакума, создавшегося в левой камере, жидкость всасы-вается, перемещается в замкнутом объеме и под давлением нагнетается в правое окно.

У пластинчатого насоса двукратного действия (рис. 2.5, б) внутреннее пространство выполнено в виде эллипса и разделено на две всасывающие и две нагнетательные камеры. Лопаст­ные гидромашины могут быть одностороннего действия или ре­версивные. Рабочая жидкость поступает в рабочие камеры и отводится из них через распределительные окна, которые сов­падают с переходными участками профиля статора.

Зона нагне­тания от зоны всасывания (слива) перекрывается самими ло­патками. При номинальной работе гидромашины ее лопатки должны быть постоянно прижаты к профилю статора.

 

 

 

1- высасывающее окно; 2- пластина; 3- нагнетательное окно; 4- ротор; 5- статор.

 

Рис. 2.5 – Пластинчатые насосы однократного (а) и (б) двуркатного действия

 

Пластинчатые насосы и гидромоторы могут обеспечивать высокую мощность (до 85 кВт) и работать при давлении до 18 МПа с частотой вращения вала ротора до 30 с-', поэтому в будущем они найдут широкое применение в сельскохозяйствен­ных машинах.

Подача пластинчатого насоса зависит от расстояния, на которое перемещаются лопатки в пазах, толщины и числа этих' лопаток, ширины ротора и частоты его вращения.

Роторно- пластинчатыи гидромотор работает аналогично. Ра­бочая жидкость под давлением действует на пластины. За счет эксцентриситета площадь пластин в камере неодинаковая, поэто­му появляется разность сил, действующих на пластины, и воз­никает момент, равный сумме составляющих моментов рабочих_камер, соединенных с окном нагнетания.

Пластина при вращении ротора нагружена силой, поджи­мающей ее к статору,

На рисунке 2.6, показана конструкция пластинчатого гидро­мотора, выпускаемого промышленностью. На валу 4 установ­лен вращающийся в шарикоподшипниках 6 на шлицах ротор 21 с пластинами 2. Статор 3, закрепленный в корпусе 25 между передним диском 22 и задним распределительным диском 16, уплотнен при помощи резинового кольца 9. В крыше, 13 уста­новлен неподвижный распределительный диск 16 с золотником 15. Полость золотника 19 отделена пробкой 17 от полости 18. Распределительный диск постоянно поджат к ротору пружина­ми 14 и давлением жидкости со стороны полости 18. Рабочая жидкость через окно 10 и канал 20, полости 11 и окна 1 прохо­дит в межлопаточные камеры; часть ее поступает под лопатки в полости 8 и прижимает их к профилю статора.

Герметичность достигается установкой манжет 5, а вытекающая жидкость через дренажное отверстие 7 возвращается в резервуар.

После вытеснения рабочая жидкость через кольцевой канал 23 и вы­ходное отверстие 24 поступает в гидролинию слива.

Эти гидромоторы применяются с регулируемыми и нерегули­руемыми насосами и работают там, где не предъявляются осо­бенно высокие требования к жесткости характеристики пере­дачи и чистоте рабочей жидкости.

 

 

1- окно; 2- пластина; 3- статор; 4- вал; 5-манжета; 6- подшипник; 7- полость высокого давления; 9,12 – кольцо; 10- окно; 11 полость всасывания; 13- крышка; 14- пружина; 15 – золотник; 16- распределительный диск; 17- пробка; 18, 19- полости; 20- соединительный канал; 21-ротор; 22- диск; 23-кольцевой канал; 24-выходные отверстия; 25- корпус

 

Рис. 2.6- Пластинчатый гидромотор

 

Типичный лопастной насос состоит из ротора, лопаток и корпуса (рис.2.7). Ротор имеет радиальные прорези, куда устанавливаются лопатки насоса. При вращении ротора лопатки могут свободно скользить в его прорезях.

Ротор приводится во вращение двигателем через корпус гидротрансформатора. Вращение ротора вызывает действие на лопатки центробежной силы, которая прижимает их к цилиндрической поверхности корпуса. Таким образом, между лопатками формируется насосная камера.

Ротор размещен в цилиндрическом отверстии корпуса насоса с некоторым эксцентриситетом, поэтому нижняя часть ротора расположена ближе к цилиндрической поверхности корпуса насоса (рис.2.7), а верхняя часть - дальше.

При выходе лопаток из зоны, где ротор расположен ближе к корпусу насоса, в насосной камере возникает разряжение. В результате ATF из поддона под действием атмосферного давления выталкивается в напорную магистраль.

При дальнейшем повороте ротора, после прохождения точки максимального удаления ротора от цилиндрической поверхности корпуса, насосная камера начинает уменьшаться. Давление жидкости в ней увеличивается, и далее ATF под давлением попадает в напорную магистраль.

 

 

Рис. 2.7 - Типичный лопастной насос

 

Таким образом, чем больше эксцентриситет ротора по отношению к цилиндру корпуса насоса, тем выше производительность насоса. Очевидно, что в случае нулевого эксцентриситета производительность насоса будет также нулевой. В автоматических коробках передач используются усовершенствованные версии лопастных насосов, обеспечивающие переменную производительностью при постоянной частоте вращения двигателя. В отличие от лопастного насоса постоянной производительности здесь в корпус насоса установлено подвижное кольцо, внутри которого и размещается ротор с лопатками (рис. 2.8)

Подвижное кольцо имеет одну шарнирную опору, относительно которой оно может поворачиваться, и изменять, таким образом, положение относительно ротора. Это обстоятельство дает возможность увеличивать или уменьшать эксцентриситет между подвижным кольцом и ротором, и, следовательно, соответствующим образом изменять производительность насоса.

Внутри ротора находится опорное кольцо лопаток которое ограничивает перемещение лопаток внутрь ротора (рис. 2.8)

Кроме того, оно обеспечивает прижатие лопаток к цилиндрической поверхности подвижного кольца в тех случаях, когда частота вращения ротора мала и центробежной силы не достаточно для того, чтобы обеспечить должную герметичность между торцами лопаток и цилиндрической поверхностью подвижного кольца.

 

 

Рис. 2.8- Лопастной насос

 

Если двигатель не работает, то подвижное кольцо за счет действия возвратной пружины находится в крайнем левом положении. В таком положении эксцентриситет между подвижным кольцом и ротором имеет самую большую величину, что обеспечивает максимальную производительность насоса, необходимую для запитывания всей гидросистемы трансмиссионной жидкостью во время запуска двигателя.

После запуска двигателя лопастной насос переменной производительности работает точно так же, как и простой лопастной насос.