Гидромотор в трансмиссии автомобиля

В качестве гидромоторов в гидрообъемных трансмиссиях (ГОТ) используются принципиально и конструктивно те же аксиально-поршневые гидромашины, что и насосы, учитывая их полную силовую обратимость. Однако требования к ним для работы в моторных режимах существенно отличаются от требований насосных режимов. Гидромоторы должны обладать достаточно высоким механическим КПД — это поднимает очень важный для них показатель: крутящий момент страгивания (он обычно составляет 80. 92% от максимального). Так как в ГОТ наиболее рационально применение бесступенчато-регулируемых гидромоторов с максимально возможным диапазоном силового регулирования (за счет уменьшения диапазона силового регулирования насосов, что для системы в целом рационально), то другим важным показателем является максимальный угол наклона у них люльки блока цилиндров или опорного диска. Диапазон силового регулирования и механический КПД (в меньшей степени) растут с увеличением этого угла. У аксиально-плунжерных гидромоторов с наклонным диском он, как и у аналогичных насосов, обычно составляет 18° (редко 20°, предел — 23°). Минимально допустимый угол наклона диска в данных гидромоторах, при уменьшении которого уже начинает резко падать механический КПД, составляет 6. 8°. Отсюда возможный диапазон силового регулирования составляет 2,31 . 3,46 .

У аксиально-поршневых гидромоторов с наклонным блоком максимальный угол достигает 26. 35° (до 40°), а минимально допустимый (при хорошем механическом КПД) — 5. 7°. Отсюда возможный диапазон силового регулирования составляет 3,61 . 7,38 .

Учитывая то, что у гидромоторов, выполненных по указанной конструктивно-силовой схеме, более низкая минимально-устойчивая частота вращения под нагрузкой (30. 50 об/мин против 100. 150 об/мин у гидромоторов с наклонным диском) и лучший общий КПД (давление холостого хода 3,5. 5 кГс/см2 против 15. 30 кГс/см2), они горазда чаще используются в гидрообъемных трансмиссиях транспортных машин. Особенно большое распространение в последние годы получили без люлечные регулируемые гидромоторы с линзовым распределением типа гидромотор Rexroth А6V. Будучи более эффективными и менее чувствительными к загрязнению рабочей жидкости, они обладают габаритами и массой, соизмеримыми: с гидромоторами с наклонным диском.

В результате многие современные гидравлические объемные трансмиссии, как правило, строятся на использовании регулируемых аксиально-плунжерных гидронасосов с наклонным диском и регулируемых аксиально-поршневых гидромоторов с наклонным блоком.

В России аксиально-поршневые и аксиально-плунжерные гидромоторы производят практически те же предприятия, что выпускают аналогичные по схеме насосы. Как правило, в производственной программе заводов предусматриваются регулируемые и нерегулируемые обратимые гидромашины, способные работать в режиме гидронасосов и гидромоторов. Некоторые предприятия (в Подольске, Коврове, Шахтах) параллельно производят гидромашины, выполненные по каждой неуказанных схем. Регулируемые гидромоторы типа Rexroth А6V выпускаются в Свердловске (максимальный рабочий объем 56 и 112 см3/об) и в Одессе (107 и 225 см3/об). Выпускаемый в Кировограде регулируемый гидромотор (рабочий объем 88,9 см3/об) — это практически тот же аксиально-плунжерный регулируемый гидронасос с установленной коробкой гидроклапанов, но без насоса подпитки.

Высокомоментные малооборотные безредукторные гидромоторы, обычно радиально-поршневые, одноходовые и многоходовые, нерегулируемые или со ступенчатым (чаще всего 2-кратным) регулированием находят ограниченное применение в тихоходных транспортных машинах и для привода ведущих колес малого диаметра на некоторых легких транспортерах. Они имеют, как правило, значительно большие удельные массы, чем блоки, состоящие из высокооборотных регулируемых аксиально-поршневых гидромоторов и шестеренчатых редукторов, а также меньшие максимальные давления, не превышающие 320 кГс/см2. В настоящее время ряд фирм выпускают моторные блоки (мотор-колеса), состоящие из конструктивно объединенных в один комплекс регулируемых быстроходных аксиально-поршневых гидромоторов типа Rexroth A6V. В комплекс входит согласующий редуктор с различными передаточными числами (вальных несоосных или планетарных, одно-и двухрядных, иногда 2-поточных), ступица колеса (или звездочки гусеничного движителя) с опорными подшипниками, с фрикционными тормозами (барабанными колодочными или дисковыми на быстроходной ступени) со стояночным режимом.

Что такое гидравлическая трансмиссия

Гидравлическая трансмиссия — совокупность гидравлических устройств, позволяющих соединить источник механической энергии (двигатель) с исполнительными механизмами машины (колесами автомобиля, шпинделем станка и т.д.)

Гидротранмиссию также называют гидравлической передачей. Как правило в гидравлической трансмиссии происходит передача энергии посредством жидкости от насоса к гидромотору (турбине).

В зависимости от типа насоса и мотора (турбины) различают гидростатическую и гидродинамическую трансмиссии.

Гидростатическая трансмиссия

Гидростатическая трансмиссия представляет собой объемный гидропривод.

В представленном ролике в качестве выходного звена использован гидродвигатель поступательного движения. В гидростатической трансмиссии используется гидродвигатель вращательного движения, но принцип работы, по-прежнему остается основанным на законе гидравлического рычага. В гидростатическом приводе вращательного действия рабочая жидкость подается от насоса к мотору.

В зависимости от рабочих объемов гидромашин могут изменяться момент и частота вращения валов. Гидравлическая трансмиссия обладает всеми достоинствами гидравлического привода: высокой передаваемой мощностью, возможностью реализации больших передаточных чисел, осуществления бесступенчатого регулирования, возможностью передачи мощности на подвижные, перемещающиеся элементы машины.

Способы регулирования в гидростатической трансмиссии

Регулирование скорости выходного вала в гидравлической трансмиссии может осуществлять путем изменения объема рабочего насоса (объемное регулирование), или с помощью установки дросселя либо регулятора расхода (параллельное и последовательное дроссельное регулирование). На рисунке показана гидротрансмиссия с объемным регулированием с замкнутым контуром.

Гидротрансмиссия с замкнутым контуром

Гидравлическая трансмиссия может быть реализована по замкнутому типу (закрытый контур), в этом случае в гидросистеме отсутствует гидравлический бак, соединенный с атмосферой.

В гидравлических системах замкнутого типа регулирование скорости вращения вала гидромотора может осуществляться путем изменения рабочего объема насоса. В качестве насос-моторов в гидростатической трансмиссии чаще всего используют аксиально-поршневые машины.

Гидротрансмиссия с открытым контуром

Открытой называют гидравлическую систему соединенную с баком, который сообщается с атмосферой, т.е. давление над свободной поверхностью рабочей жидкости в баке равно атмосферному. В гидротрасмиссиях отрытого типа возможно реализовать объемное, параллельное и последовательное дроссельное регулирование. На следующем рисунке показана гидростатическая трансмиссия с отрытым контуром.

Где используют гидростатические трансмиссии?

Гидростатические трансмиссии используют в машинах и механизмах где необходимо реализовать передачу больших мощностей, создать высокий момент на выходном валу, осуществлять бесступенчатое регулирование скорости.

Гидростатические трансмиссии широко применяются в мобильной, дорожно-строительной технике, экскаваторах бульдозерах, на железнодорожном транспорте — в тепловозах и путевых машинах.

Гидродинамическая трансмиссия

В гидродинамических трансмиссиях для передачи мощности используются динамические насосы и турбины. Рабочая жидкость в гидравлических трансмиссиях подается от динамического насоса к турбине. Чаще всего в гидродинамической трансмиссии используются лопастные насосное и турбинное колесо, расположенные непосредственно друг напротив друга, таким образом, что жидкость поступает от насосного колеса сразу к турбинному минуя трубопроводы. Такие устройства объединяющие насосное и турбинное колесо называются гидромуфтами и гидротрансформаторами, которые не смотря на некоторые похожие элементы в конструкции имеют ряд отличий.

Гидромуфта

Гидродинамическую передачу, состоящую из насосного и турбинного колеса, установленных в общем картере называют гидромуфтой. Момент на выходном валу гидравлической муфты равен моменту на входном валу, то есть гидромуфта не позволяет изменить вращающий момент. В гидравлической трансмиссии передача мощности может осуществляться через гидравлическую муфту, которая обеспечит плавность хода, плавное нарастание крутящего момента, снижение ударных нагрузок.

Гидротрансформатор

Гидродинамическая передача, в состав которой входят насосное, турбинное и реакторное колеса, размещенные в едином корпусе называется гидротрансформатором. Благодаря реактору, гидротрасформатор позволяет изменить вращающий момент на выходном валу.

Гидродинамическая передача в автоматической коробке передач

Самым известным примером применения гидравлической передачи является автоматическая коробка передач автомобиля, в которой может быть установлены гидромуфта или гидротрансформатор. По причине более высоко КПД гидротрансформатора (по сравнению с гидромуфтой), он устанавливается на большинство современных автомобилей с автоматической коробкой передач.

Гидромотор – устройство, работа, ремонт.

Гидромотор — это устройство, которое преобразовывает энергию жидкости в механическую энергию, приводящую в действие рабочий орган машины.

Гидромоторы как и гидронасосы используются в агрегатах объемного типа, только выполняют прямо противоположную работу.

На сегодняшний день существует огромное разнообразие типов и модификаций это типа оборудования.

Содержание статьи

• Типы гидромоторов
• Устройство и принцип работы
• Техничесие характеристики
• Установка и подключение
• Ремонт

Особенностями гидромоторов является:
герметичное отделение нагнетательной полости от всасывающей, что осуществляется при помощи ротора, статора и пластин (лопаток);
незначительная зависимость от скорости рабочей жидкости сил, действующих на рабочие органы гидромотора.

Типы гидромоторов.

Пластинчатые гидромоторы

Пластинчатый гидромотор предназначен для применения в реверсивных регулируемых и нерегулируемых гидроприводах, в которых требуются частые включения, автоматическое и дистанционное управление.

Шестеренный гидромотор

Шестеренчатый гидромотор (обозначается ГМШ), как и насос шестеренного типа работает по принципу зацепления двух шестерен, только в обратном направлении. При подаче жидкости на шестерни, они начинают вращаться и таким образом приводят в движение вал.

Гидромотор ГМШ используется в составе привода навесного оборудования спецтехники. Он устанавливается в самосвалах, различных погрузчиках, в составе рабочих станков и др.

Радиально поршневой гидромотор

Радиально поршневой гидромотор, как и пластинчатый насос может быть однократного и многократного действия.

В однократных гидромоторах за один оборот вала происходит один полный цикл работы, представляющий собой процесс всасывания и процесс нагнетания. Такие агрегаты применяются в механизмах, где требуется большое давление и большие крутящие моменты. К примеру, в поворотных механизмах или устанавливаются в приводах шнеков для перекачивания различных взвесей, таких как бетон или глина.

Радиальный гидромотор многократного действия за один оборот вала совершает несколько полных циклов работы – несколько процессов всасывания и процессов нагнетания.

Такие агрегаты устанавливаются в приводах конвейеров, в мобильной или стационарной технике, которая должна работать в условиях тяжелых нагрузок.

Аксиально поршневой гидромотор

Конструктивно такой поршневой гидромотор состоит из нескольких цилиндров, расположенных параллельно вокруг оси блока или под углом к ней. Цилиндры входящие в состав агрегата при работе вращаются синхронно с валом, таким образом если они выдвигаются из поршня, то жидкость всасывается, кога они задвигаются обратно – жидкость нагнетается в магистраль.

Аксиально поршневой гидромотор входит в состав строительной техники, а так же используется в конструкции сельскохозяйственных, буровых и промышленных машин.

К достоинствам такого типа гидромотора относится наличии функции реверсного хода, позволяющая обеспечить движение в обратную сторону.

Героторный гидромотор

Героторный гидромотор является вариацией шестеренчатых агрегатов с внутренним зацеплением. Такая конструкция позволяет создавать большие крутящие моменты при очень скромных габаритных размерах. Другое название это типа оборудования — планетарный гидромотор МГП.

Принцип работы состоит в следующем: во входной патрубок подается жидкость, которая приводит в движение внешнюю шестерню.

Внешняя шестерня вращает внутреннюю, закрепленную на карданном валу, затем жидкость уходит в слив. Таким образом внутренняя шестерня вращает вал, а вместе с ним привод двигателя.

Планетарный гидромотор МГП работает на минеральном масле и в отличии от других типов оборудования этого класса хорошо работает при отрицательной температуре. Героторный гидромотор используется в дорожной и лесной технике, а так же в сельскохозяйственных машинах.

Регулируемые и нерегулируемые виды

Гидромоторы, как и насосы пластинчатого типа, подразделяются на регулируемые и нерегулируемые.

Регулируемые модели широко используются в объемных приводах машин, так как обеспечивают возможность управления широким диапазоном рабочего объема.

Конструктивно регулируемые гидромоторы изготавливаются только однократного действия, агрегаты многократного действия выполняются только как нерегулируемые.

Устройство гидромотора и принцип работы.

Работа гидромотора выглядит следующим образом. Рабочая жидкость из отверстия 1 попадает в подковообразный канал 3 корпуса 2, откуда через окно 4 переднего диска 5 попадает на пластины 6 ротора 7.

При этом ротор 7 вместе с валом 8 поворачивается в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны вала.

Слив рабочей жидкости происходит через окна 35 в кольцевом выступе 34 заднего диска 12 и далее через отверстие 16 крышки 13.

Вал гидромотора 8 вращается в двух шарикоподшипниках 9. На валу привода 8 на шлицах расположен ротор 7.

В пазах ротора 7 перемещаются пластины 6, оставаясь постоянно прижатыми к внутренней поверхности статора 10.

Первоначальный прижим пластин 6 к статору 10 осуществляется при помощи пружин 11, выполненных в виде коромысла, причем каждая пружина прижимает пару пластин, расположенных под углом в 90 градусов одна по отношению к другой.

Таким образом при вращении ротора насколько одна пластина выходит из паза, настолько другая входит в паз ротора, и, следовательно, пружина в процессе работы гидромотора не деформируется.

Ротор 7 вращается между двумя стальными распределительными дисками: передним диском 5 со стороны корпуса 2 и задним диском 12 со стороны крышки 13.

Кольцевые выступы 33 и 34 одинакового диаметра в заднем диске 12 входят по скользящей посадке в отверстие крышки 13. Полость 17 за задним диском 12 соединена с напорной магистралью отверстиями 18, 19, 25-27 и 29 и пазами 20 в заднем диске 12.

Пазы 20 расположены напротив окон 4 переднем диске 5, соединенных с каналом 3 в корпусе 2, в который выходит отверстие 1, сообщающееся с напорной магистралью.

Автоматический прижим заднего диска 12 достигается созданием давления в полости 17. Первоначальный прижим заднего диска 12 осуществляется тремя пружинами 21.

Под действием давления рабочей жидкости, поступающей со стороны отверстия 29, золотник 22 отодвигается до упора в пробку 23, так как полость с другой стороны золотника 22 соединена отверстием 24 с полостью 14, сообщающейся со сливной магистралью отверстием 16 в крышке 13.

Из полости 17 давление передается через отверстия 27 и 36 в полости 28 и прижимает пластины 6 к статору 10.

Для изменения направления вращения вала гидромотора рабочая жидкость подается под давлением в отверстие 16, а отверстие 1 соединяется со сливной магистралью.

При этом золотник 22 давлением рабочей жидкости через отверстие 24 отодвигается до упора в пробку 15, так как отверстия 29, 18 и 19 и пазы 20 сообщаются со сливной магистралью через окна 4 переднего диска 5 и подковообразный канал 3 корпуса 2.

Когда золотник отодвинут до упора в пробку 15, давление рабочей жидкости передается из отверстия 24 через отверстия 26 и 27 в полость 17 за задним диском 12 и в полости 28 под пластинами 6.

Давление в полости 28 под пластинами 6 передается также через отверстия 36.

От наружных утечек по валу привода гидромотора 8 предохраняет манжета 30 из маслостойкой резины. Через отверстие 31 происходит слив протечек из корпуса 2.

Уплотнение между корпусом 2 и крышкой 13, а также по наружному диаметру статора 10, достигается с помощью резинового кольца 32. Некоторые конструкции гидромотора в качестве уплотнения используют сальник.

Конструктивно, такие агрегаты делятся на:
радиальный гидромотор (создает давление до 30 МПа)
аксиально поршневой гидромотор (создает давление до 45 МПа)

Технические характеристики

Основные технические характеристики гидромоторов это мощность на валу, крутящий момент, создаваемое давление и частота оборотов.

Крутящий момент гидромотора представляет собой один из ключевых параметров работы оборудования. Он характеризует силу вращения вала двигателя и определяется по формуле.

где: Δp – перепад давлений между входом и выходом,
q – рабочий объем гидромотора.

Мощность гидромотора, показывает количество энергии которое он затрачивает в единицу времени и определяется по формуле:

где М — крутящий момент на валу мотора
ω — угловая скорость

Установка и подключение

Подключение вала гидромотора к валу привода должно производиться через упругую муфту. Соединительная муфта в этом случае устанавливается на вал только с помощью болтов или резьбового отверстия. Устанавливать муфту ударным способом запрещено.

Установка гидромоторы может быть выполнена в любом положении. Но при монтаже необходимо предусмотреть отвод масла в дренажную линию.

При установке гидромотора следует обратить внимание на всасывающую линию. У гидромашин с подпиткой на всасывании должен быть обеспечен необходимый подпор рабочей жидкости. Величина такого подпора указывается в технической документации.

Диаметр подводящего трубопровода должен быть больше или равным диаметру всасывающего патрубка гидромотора.

Если в конструкции гидромашины предусмотрены дренажные отверстия, то при подключении их необходимо открыть и прочистить. По аналогии со всасывающей линией, дренажный трубопровод должен быть больше или такого же диаметра, как и дренажный патрубок гидромотора.

Дополнительно рекомендуется устанавливать предохранительный клапан, который защитит гидромотор от перегрузок.

Ремонт гидромоторов

При работе гидромотора могут возникать некоторые неисправности. В этом разделе приведены возможные неисправности требующие ремонт гидромотора и способы устранения.

Треск при работе гидромотора под нагрузкой может возникнуть при поломке пружин, прижимающих пластины к внутренней поверхности статора, или застревании пластин в пазах ротора.

Для устранения этой неисправности необходимо заменить сломанные пружины новыми, а затем проверить легкость перемещения пластин в пазах ротора, если пластина ходит туго её нужно притереть.

Течь по валу гидромотора может быть вызвана повреждением уплотнения. Для устранения течи следует заменить уплотнение.

Повышенные утечки через дренажное отверстие могут вызываться следующими причинами:
поломкой пружин, прижимающих задний диск к статору;
застреванием золотника, расположенного в центральном отверстии заднего диска;
заклиниванием заднего диска в расточке крышки.

Для устранения таких неисправностей необходимо соответственно:
заменить сломанные пружины новыми;
промыть или, в случае необходимости притереть золотник;
промыть задний диск и крышку.

При вскрытии гидромотора необходимо соблюдать осторожность, приняв меры к тому, чтобы детали после разборки были установлены на свое место.

Аксиально поршневой гидромотор используются в тех случаях, когда необходимо получить высокие скорости вращения вала, а радиально-плунжерные — когда необходимы небольшие скорости вращения при большом создаваемом моменте вращения.

Например, для поворота башни автомобильного крана используются радиально-плунжерные гидромоторы. В станочных гидроприводах широко распространены пластинчатые гидромоторы.

В бытовых счётчиках расхода воды также используются небольшие гидромоторы.

На сегодняшний день гидромоторы широко используются для автоматизации производственных процессов, такие агрегаты активно используются в области сельского хозяйства.

Гидромоторы используются в нефтегазовой и космической отраслях, применяются для оснащения строительной техники, например автокранов, работают в составе автомобильного транспорта.

Источник https://lib-bkm.ru/publ/2-1-0-1810

Источник https://hydro-pnevmo.ru/topic.php?ID=59

Источник https://www.nektonnasos.ru/article/types/shesterenchatyj/gidromotor/