Почему гидравлическим двигателям требуется сливное отверстие картера, а многим гидравлическим насосам — нет?

Настоящая причина возникновения сливных отверстий гидравлического двигателя, путей утечки насоса и защиты корпуса от давления.

При установке и обслуживании гидравлической системы часто неправильно понимают одно маленькое отверстие: сливное отверстие картера . Многие технические специалисты задаются одним и тем же вопросом: почему для гидравлических двигателей обычно требуется отдельная сливная линия, а у многих гидравлических насосов ее нет?

Распространенный, но неправильный ответ: «Гидравлические двигатели имеют внутреннюю утечку, а гидравлические насосы — нет».

Это неправда.

И гидравлические насосы, и гидравлические двигатели создают внутренние утечки. В некоторых случаях объем утечки внутри насоса может быть таким же значительным, как и внутри двигателя. Реальная разница не в том, существует ли утечка, а в том, куда эта утечка может безопасно пойти..

Понимание этой разницы имеет решающее значение. Неправильное сливное соединение корпуса может привести к выходу из строя уплотнения вала, повреждению подшипников, перегреву, снижению эффективности или даже полному выходу из строя гидравлического двигателя.

Blince Hydraulic предлагает широкий ассортимент гидравлические двигатели , включая орбитальные двигатели, радиально-поршневые двигатели, аксиально-поршневые двигатели, тормозные двигатели и ходовые двигатели для строительной техники, сельскохозяйственной техники и промышленного оборудования.

Что такое дренажное отверстие корпуса в гидравлической системе?

Сливное отверстие корпуса не предназначено для «слива отработанного масла». Его реальная функция — защитить корпус гидравлического компонента от чрезмерного внутреннего давления.

В любом гидравлическом насосе или гидромоторе идеальное уплотнение невозможно. Масло под высоким давлением будет проходить через крошечные внутренние зазоры, такие как:

• зазор между поршнями и блоками цилиндров;

• зазор между шестернями и корпусами насосов;

• зазор между лопатками и роторами;

• внутренние распределительные и уплотнительные поверхности.

Эта внутренняя утечка попадает в корпус компонента. Если его невозможно безопасно слить, масло будет скапливаться внутри корпуса, и давление в корпусе быстро возрастет.

Чрезмерное давление в корпусе может вызвать три серьезные проблемы.

1. Неисправность уплотнения вала.

Это наиболее распространенная поломка, вызванная неправильной установкой слива картера. Многие стандартные уплотнения вала выдерживают лишь ограниченное давление. Если давление в корпусе превысит возможности уплотнения, уплотнение может вытолкнуться или повредиться, что приведет к серьезной утечке масла.

2. Повреждение подшипника

Высокое давление в корпусе может нарушить смазку подшипников и увеличить осевую нагрузку. Со временем это может привести к перегреву подшипника, повреждению сепаратора, ненормальному шуму или полному выходу подшипника из строя.

3. Потеря эффективности и перегрев.

Когда давление в корпусе увеличивается, внутри компонента создается сопротивление. Это снижает объемный КПД, увеличивает внутреннее трение, повышает температуру масла и сокращает срок службы гидравлического компонента.

Таким образом, назначение сливного отверстия корпуса простое: возвращать масло внутренней утечки в бак под очень низким давлением.

Для получения дополнительной технической информации о конструкции гидравлического двигателя и принципах работы вы также можете прочитать статью Blince. Технические статьи по гидравлическим двигателям

Почему гидравлические двигатели должны иметь независимую дренажную линию?

Гидравлический двигатель представляет собой привод. Его задача — преобразовывать гидравлическое давление и поток во вращающуюся механическую энергию. Из-за этого принципа работы возвратный канал гидравлического двигателя не всегда имеет низкое давление.

Это ключевое отличие.

Будь то компакт гидравлический орбитальный двигатель , радиально-поршневой двигатель с высоким крутящим моментом, аксиально-поршневой двигатель или тормозной двигатель, гидравлический двигатель может столкнуться с двумя важными условиями работы.

1. Возвратная линия двигателя часто имеет противодавление.

Когда гидравлический двигатель приводит в движение нагрузку, на выпускной стороне может возникнуть обратное давление. Это давление может возникать из-за сопротивления труб, клапанов, охладителей, фильтров или преднамеренного противодавления, используемого для улучшения управления движением.

Во многих мобильных гидросистемах обратное давление может достигать 1–3 МПа и даже выше.

Если сливное отверстие корпуса двигателя соединено с возвратной линией, это противодавление может попасть непосредственно в корпус двигателя. Как только это произойдет, давление в корпусе быстро возрастет, и уплотнение вала может выйти из строя.

2. Гидравлический двигатель может приводиться в движение нагрузкой.

В некоторых приложениях нагрузка может приводить в движение двигатель, а не двигатель, приводящий в движение нагрузку. Например:

• дорожный каток, движущийся под гору;

• система поворота экскаватора при торможении;

• лебедка или ходовой привод под набегающим грузом;

• вращающийся механизм с высокой инерцией.

В этом состоянии гидромотор может временно вести себя как насос. Исходный обратный порт может стать портом высокого давления.

Если к этой линии подключен слив картера, масло под высоким давлением может течь непосредственно в корпус двигателя. Результатом может стать немедленный выход из строя уплотнения вала, утечка масла, повреждение подшипника или поломка двигателя.

Вот почему для гидромоторов требуется независимая сливная линия картера . Сливная линия должна возвращаться непосредственно в резервуар с минимальным противодавлением.

Почему многим гидравлическим насосам не требуется внешний дренажный порт?

А гидронасос является силовым компонентом. Он преобразует механическую энергию двигателя или электродвигателя в гидравлическое давление и поток.

В отличие от двигателя, входное отверстие насоса обычно представляет собой зону низкого или даже слегка отрицательного давления. Это дает многим насосам естественное преимущество: масло внутренней утечки может быть возвращено внутрь на сторону всасывания.

Много шестеренчатые насосы, лопастные насосы и нерегулируемые насосы Поршневые насосы устроены таким образом.

Внутри насоса инженеры часто создают небольшой внутренний проход между корпусом и всасывающей камерой. Утечка масла внутри корпуса насоса возвращается на сторону входа низкого давления и снова всасывается в систему.

Поскольку давление на входе насоса намного ниже, чем на выходе, такая конструкция внутреннего дренажа поддерживает низкое давление в корпусе, не требуя внешнего дренажного отверстия корпуса.

Вот почему многие гидравлические насосы не имеют отдельного сливного отверстия. Сливной канал уже встроен внутри насоса.

Важно: не все гидравлические насосы имеют дренажные отверстия в корпусе.

Идея о том, что «гидравлическим насосам не нужны сливные отверстия», верна лишь частично.

В гидравлических системах высокого давления и большой мощности многие насосы должны иметь внешнее сливное отверстие корпуса. Наиболее распространенным примером является поршневой насос переменной производительности.

Регулируемые поршневые насосы часто работают под высоким давлением, и их внутренняя утечка может быть намного больше, чем у простых насосов с фиксированным рабочим объемом. Кроме того, сам механизм регулирования рабочего объема может вызывать утечку масла.

Если все вытекшее масло возвращается непосредственно во всасывающее отверстие, может возникнуть несколько проблем:

• температура масла на всасывании может повыситься;

• риск кавитации может увеличиться;

• входное сопротивление насоса может стать выше;

• производительность самовсасывания насоса может снизиться;

• Управление перемещением может стать нестабильным.

По этой причине многие поршневые насосы высокого давления с переменной производительностью, высокоскоростные насосы, тандемные насосы и гидравлические насосы специального назначения оснащены внешним сливным отверстием.

В этом случае сливную линию насоса следует прокладывать аналогично сливной линии гидромотора: непосредственно обратно в резервуар с низким сопротивлением и низким противодавлением.

Распространенные ошибки при установке дренажа

Проблемы со сливом картера являются одной из наиболее частых причин выхода из строя гидромотора. Следует избегать следующих ошибок.

Ошибка 1: подключение слива из корпуса двигателя к обратной линии

Это одна из самых опасных ошибок.

Некоторые технические специалисты думают: «Обе линии возвращают масло в бак, поэтому их можно соединить вместе».

В реальности в обратке может быть давление. Как только обратное давление попадет в корпус двигателя, уплотнение вала может быстро выйти из строя. Замена уплотнителя не решит проблему, если сливная линия по-прежнему подключена неправильно.

Например, компактные двигатели, такие как Гидравлический орбитальный двигатель Blince серии OMM имеет надежное уплотнение вала и компактную конструкцию, однако сливное соединение должно соответствовать правилам гидравлической системы. На странице продукта OMM также подчеркивается его компактный дизайн, интегрированная конструкция статор-ротор и особенности уплотнения вала под высоким давлением.

Ошибка 2: блокировка сливного отверстия насоса

Некоторые поршневые насосы с переменной производительностью имеют небольшие или скрытые сливные отверстия. Во время установки порт может быть проигнорирован или случайно заблокирован.

Если сливное отверстие заблокировано, давление внутри корпуса насоса может быстро возрасти. Это может привести к выталкиванию уплотнения вала, вызвать утечку тяжелого масла и создать серьезную угрозу безопасности.

Ошибка 3: использование слишком маленькой или слишком длинной дренажной линии

Даже если сливная линия подсоединена к резервуару, плохая конструкция трубопровода все равно может создавать противодавление. Слишком узкая, слишком длинная или имеющая острые изгибы сливная линия может ограничить поток масла.

Дренажные линии корпуса должны иметь правильный размер, чтобы поддерживать давление в корпусе как можно ниже.

Рекомендации по установке правильного дренажа корпуса

Для гидравлических двигателей и насосов с внешними дренажными отверстиями соблюдайте следующие основные правила:

1. Сливная линия картера должна возвращаться непосредственно в гидравлический бак.

2. Не подключайте сливную линию двигателя к основной возвратной линии.

3. Не устанавливайте клапаны или ограничительные фильтры в сливной линии корпуса.

4. Сливная линия должна быть короткой и достаточно большой, чтобы снизить противодавление.

5. Избегайте последовательного подключения нескольких сливных отверстий двигателя.

6. Убедитесь, что дренажная линия не создает проблем с сифонированием или колебаниями давления.

7. Всегда следуйте инструкциям по установке производителя.

Эти детали могут показаться мелкими, но они напрямую влияют на надежность всей гидросистемы.

Заключение

Сливное отверстие картера может выглядеть как небольшая деталь, но оно играет решающую роль в безопасности и надежности гидравлической системы.

Гидравлическим двигателям требуются независимые дренажные линии, поскольку их возвратные каналы могут иметь противодавление или даже могут стать портами высокого давления в условиях превышения нагрузки. Многие гидравлические насосы не имеют внешнего дренажного отверстия, поскольку их внутренняя утечка часто может возвращаться на сторону всасывания низкого давления. Однако для регулируемых поршневых насосов высокого давления и насосов специального назначения все же могут потребоваться внешние дренажные линии картера.

Сливное отверстие гидравлического двигателя защищает корпус двигателя от давления в возвратной линии.
Путь слива насоса обычно зависит от давления на стороне всасывания.
Неправильное сливное соединение может привести к разрушению уплотнений, подшипников и всего гидравлического компонента.

Понимание этого основного принципа помогает снизить количество отказов, продлить срок службы оборудования и повысить надежность гидравлических систем.