Какой клапан смонтирован в расточке корпуса насоса и для чего он нужен: Редукционный клапан масляного насоса, для чего нужен, как работает, как проверить и заменить
Устройство масляных насосов
Устройство масляных насосов
Масляный насос служит для создания непрерывной циркуляции масла в системе смазки и подачи его под давлением к трущимся поверхностям деталей двигателя.
Масляные насосы тракторных и комбайновых двигателей шестеренчатого типа приводятся в действие от распределительной шестерни коленчатого вала.
В расточках корпуса, плотно закрытого с торца крышкой, вращаются стальные шестерни, одна из которых является ведущей, а вторая — ведомой. Корпус и крышку изготовляют из чугуна.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Масло через маслоприемник с сеткой поступает в корпус насоса, заполняет впадины между зубьями вращающихся шестерен и подается в нагнетательный канал системы смазки двигателя. При прохождении через маслопроводы, фильтры и зазоры в сопряжениях смазываемых деталей масло испытывает большое сопротивление.
Чтобы преодолеть это сопротивление, насЬс должен развивать высокое давление. Для этого шестерни устанавливают в насосе с минимальными зазорами, достаточными лишь для свободного их вращения.
Насос имеет редукционный клапан, разгружающий систему смазки при чрезмерном повышении давления. Повышение давления всего наблюдается при пуске двигателя, когда вязкость масла большая и прохождение его через маслопроводы, фильтры и зазоры в подшипниках затруднено. При повышении давления масла сверх нормального открывается редукционный клапан и масло перепускается в картер.
Рис. 1. Принципиальная схема работы масляного насоса.
Основной характеристикой шестеренчатого насоса является его производительность, которая определяется количеством масла, нагнетаемого насосом за 1 мин при нормальном режиме работы двигателя (числе оборотов, противодавлении и вязкости масла).
В дальнейшем при рассмотрении устройства масляных насосов, установленных на двигателях определенных марок, для каждого значения производительности будут указываться число оборотов и величина противодавления при постоянной кинематической вязкости масла, равной 20 сст, и температуре +20°.
В зависимости от количества парных шестерен, смонтированных в одном блоке, масляные насосы делятся на одно-, двух- и трехсекционные. В большинстве тракторных и комбайновых двигателей применяются односек-ционные масляные насосы и лишь в двигателях КДМ-46 (тракторы С-80) и КДМ-100 (тракторы С-100)—трехсекционные.
В насосе двигателей КДМ-46 и КДМ-100 имеется одна пара шестерен (рис. 2) нагнетательной секции и две пары шестерен откачивающих секций.
Шестерни откачивающих секций (передней и задней) отсасывают масло из передней и задней частей поддона картера и подают его в центральный маслосборник, откуда масло нагнетательной (первой) секцией подается к трущимся поверхностям деталей двигателя.
Работа секций насоса, откачивающих масло из передней и задней частей поддона в центральный маслосборник, гарантирует надежную смазку дизеля при движении трактора на подъем или под уклон.
Шестерни нагнетательной секции расположены в корпусе, шестерни откачивающих секций — в корпусах насоса.
Откачивающая и нагнетательная секции отделены одна от другой плитами, а по краям закрыты передней и задней крышками. Чтобы обеспечить плотное прилегание и предотвратить утечку масла, опорные поверхности крышки, а также плоскости прилегания плит и корпусов откачивающих и нагнетательных секций шлифуют.
Ведущие шестерни секций закреплены на валике шпонками. Шестерня нагнетательной секции соединена с валиком еще штифтом, благодаря чему валик удерживается от продольного перемещения. Опорами этого валика служат бронзовые втулки, запрессованные в переднюю и заднюю крышки насоса.
Ведомые шестерни свободно вращаются на оси, концы которой плотно посажены в переднюю и заднюю крышки насоса.
Масло от нагнетательной секции по трубке, запрессованной в отверстиях плиты и задней крышки, поступает к сверлению в задней крышке. Передняя и задняя крышки насоса скреплены шпильками. К боковому и нижнему фланцам передней крышки насоса крепятся трубка переднего маслЬприемника и центральный масло-приемник, а к фланцу задней крышки — трубка заднего маслоприемника.
Редукционный клапан насоса плунжерного типа расположен в передней крышке. Пружина прижимает клапан к фаске гнезда клапана и перекрывает движение масла из насоса в поддон картера. При повышении давления масла в магистрали более 6 кг/см2 клапан преодолевает сопротивление пружины и перепускает масло по сливной трубке в поддон.
Масляный насос крепят к привалочной плоскости блок-картера болтами и установочными штифтами.
Вращение валу насоса передается от шестерни коленчатого вала через шестерню распределительного вала, промежуточную шестерню, приводной валик и шлицевую муфту. Число оборотов ведущего вала насоса такое же, как и число оборотов коленчатого вала. Производительность масляного насоса двигателей КДМ-46 и КДМ-100 при противодавлении 2,0—2,2 кг!см2 и числе оборотов 1000 в минуту составляет 30 л/мин.
Односекционные насосы тракторных и комбайновых двигателей почти одинаковы по устройству. Поэтому рассмотрим лишь особенности их конструкций.
Рис. 2.
Масляный насос двигателей Д-54А и Д-75 (тракторы ДТ-54А и Т-75). В точно обработанных цилиндрических колодцах корпуса (рис. 3) насоса размещены ведущая и ведомая шестерни.
Ведущая шестерня напрессована в горячем состоянии на шлицы валика, который вращается в двух бронзовых втулках: Передний конец валика 6 шлицами соединяется с валиком шестерни привода масляного насоса через промежуточный валик и две шлице-вые муфты.
Ведомая шестерня вращается на оси, установленной в корпусе насоса. Для уменьшения износа оси в отверстие ведомой шестерни запрессована бронзовая втулка и, кроме того, трущиеся поверхности втулки и оси смазываются маслом, поступающим через отверстие.
Для сохранения соосности отверстий под валик в корпус насоса запрессованы два установочных штифта, по которым фиксируют точно обработанные отверстия крышки, закрывающей полость шестерен. Чтобы обеспечить плотное прилегание, опорные поверхности крышки и корпуса насоса шлифуют.
К фланцу приемного канала насоса привернут болтами кожух маслоприемника с сеткой, через которую проходит масло, засасываемое насосом.
Редукционный клапан насоса расположен в специальной выточке корпуса, соединенной с нагнетательным каналом. При повышении давления в канале 8 более 6,5 кг/см2 стаканчик редукционного клапана отходит вниз и часть масла через отверстие стекает в поддон картера.
Производительность масляного насоса двигателя Д-54А при противодавлении 2,5—3 кг/см2 и числе оборотов 975 в минуту составляет 48 л/мин, а двигателя Д-75—55 л/мин при 1125 об/мин.
Масляный насос двигателей типа СМД (тракторы ДТ-75 и Т-74, а также самоходные комбайны СК-3 и СК-4) расположен в передней части картера. Он приводится в действие от шестерни коленчатого вала, сцепляющейся с шестерней привода, которая закреплена на переднем конце валика сегментной шпонкой и гайкой. Гайка навернута на резьбовой конец валика и фиксируется от проворачивания стопорной шайбой. Шестерня ограждена штампованным лотком, который препятствует чрезмерному разбрызгиванию масла в поддоне вращающейся шестерней. Стык лотка и крышки насоса уплотнен пр.окладкой.
Рис. 3. Масляный насос двигателей Д-54А и Д-75:
1 — кожух маслоприемника; 2 — дужка; 3 — фильтрующая сетка; 4 — болт; 5 — приемный канал; в — валик; 7 — корпус насоса; 8 — нагнетательный канал; 9 — установочный штифт; 10 — ось ведомой шестерни; 11 — канал для стока масла в поддон картера; 12 — стаканчик редукционного клапана; 13 — отверстие для стока масла в поддон картера; 14 — пружина; 15 — регулировочный винт; 16 — гайка; 17 — отверстие для подачи масла к оси ведомой шестерни; 18 и 19 — втулки валика; 20 — крышка; 21 — ведущая шестерня; 22 — втулка ведомой шестерни; 23 — болт; 24 — ведомая шестерня.
Рис. 4. Масляный насос двигателей типа СМД: 1 — шестерня привода; 2 — шпонка; 3 — гайка; 4 — стопорная шайба; 5 и 13 — втулки валика ведущей шестерни; 6 —- лоток; 7 — крышка; 8 — корпус насоса; 9 — втулка ведомой шестерни; Ю — ось ведомой шестерни; 11 — ведомая шестерня; 12 — валик ведущей шестерни; 14 — ведущая шестерня; 15 — болт; 16 — штифт.
Валик ведущей шестерни вращается в двух чугунных втулках, одна из которых запрессована в крышку, а другая — в корпус масляного насоса. Соосность опор валика ведущей шестерни достигается совместной штифтовкой корпуса и крышки насоса и обработкой отверстий с одной установки.
Ведущую шестерню в горячем состоянии напрессовывают на валик. Более прочное крепление шестерни достигается неглубокими продольными проточками на валике.
Ведомая шестерня посажена на втулку и вращается на оси, запрессованной в корпус масляного насоса.
В корпусе масляного насоса со стороны нагнетательного отверстия расположен редукционный клапан, отрегулированный на давление 6,5—7 кг/см2.
Производительность масляного насоса двигателей СМД с размером цилиндров 115×130 мм при противодавлении 4—5 кг/см2 и 1700 об1мин составляет 42 л!мин. На двигателях СМД с размером цилиндров 120X140 мм число оборотов масляного насоса повышено благодаря изменению числа зубьев приводных шестерен; его производительность равна 50 л/мин при противодавлении 6—6,5 кг/см2.
Масляный насос двигателей тракторов Т-38 и «Беларусь» (МТЗ-5Л, МТЗ-5М, МТЗ-5ЛС, МТЗ-5МС, МТЗ-7Л, МТЗ-7М, МТЗ-7ЛС, МТЗ-7МС, МТЗ-50ПЛ) создан на базе масляного насоса двигателей Д-35 и Д-36 (рис. 5).
Ведущая шестерня устанавливается на валике с помощью сегментной шпонки. Осевое перемещение шестерни ограничивается пружинным упорным кольцом 5. Валик вращается в двух бронзовых втулках 3 и Р, одна из которых запрессована в корпус насоса, а другая — в крышку.
Рис. 5. Масляный насос двигателей Д-35 и Д-36: 1 — корпус; 2 — ось ведомой шестерни; 3 — втулка корпуса; 4 — валик; б — пружинное упорное кольцо; 6 — шпонка ведущей шестерни; 7 — ведущая шестерня; 8 —- крышка корпуса насоса; 9 — втулка крышки; 10 — ведомая шестерня; 11 — втулка ведомой шестерни; 12 — редукционный клапан; 13 — пружина клапана; 14 — прокладка пробки редукционного клапана; 15 — пробка редукционного клапана; 16 — регулировочные шайбы.
Ведомая шестерня с бронзовой втулкой вращается на оси, запрессованной в корпус насоса.
Редукционный клапан размещен в крышке корпуса насоса. Своей боковой поверхностью клапан закрывает отверстие, сообщающее полость нагнетания в корпусе насоса с полостью всасывания. В случае повышения давления в системе смазки более 3—3,3 кг/см2 редукционный клапан перепускает излишек масла из полости нагнетания в полость всасывания. Усилие сжатия пружины клапана регулируют шайбами, установленными под пружину в углубление пробки.
К боковому фланцу корпуса насоса крепится масло-отводящий патрубок, соединяющий нагнетательную полость насоса с вертикальным каналом в блоке, по которому подводится масло к фильтрам.
Производительность масляного насоса двигателей Д-35 и Д-36 при противодавлении 2,8—3,0 кг/см2 и 1510 об/мин составляет 24 л/мин.
В модернизированных масляных насосах этого типа производительность увеличена до 35 л/мин при противодавлении 2,5 кг/см2. Повышение производительности достигнуто благодаря увеличению числа оборотов шестерен масляного насоса с 1510 до 1620 в минуту при номинальном числе оборотов коленчатого вала двигателя. Число зубьев ведущей и ведомой шестерен и их ширина остались без изменения, а модуль увеличен с 2,75 до 3,25 мм.
Для удобства промывки сетчатый элемент сделан съемным.
Детали привода и места крепления масляного насоса не изменены, поэтому насосы старой и новой конструкции взаимозаменяемы.
Редукционный клапан масляного насоса, устанавливаемого на двигатели с фильтрами типа АСФО, регулируется на давление открытия 4,2 кг/см2, а клапан насоса, устанавливаемого на двигатели с реактивной центрифугой, — на 8 кг/см2 (двигатель Д-38) и 8,2—8,3 кг/сж* (двигатели Д-40М(Л) и Д-48М(Л).
Производительность масляного насоса составляет 30 л/мин при 1620 об/мин и противодавлении 5,5—6,0 кг/см2 (двигатель Д-38) и 1740 об/мин и противодавлении 5,8— 6,2 кг/см* (двигатели Д-40М(Л) и Д-48М(Л).
Рис. 6. Масляный насос двигателя Д-50: 1— шестерня привода насоса; 2 — конический штифт; 3 — валик ведущей шестерни; 4 и 6 — втулки; 5 — крышка корпуса насоса; 7 — ведомая шестерня; 8 — корпус насоса; 9 — ось ведомой шестерни; 10 — сетка маслоприемника; 11 — маслоприемник; 12 — трубка, отводящая масло от насоса к блоку цилиндров; 13 — сегментная шпонка; 14 — пружинное кольцо; 15 — ведущая шестерня.
Масляный насос двигателей Д-48ПЛ, устанавливаемых на тракторы МТЗ-50ПЛ, более высокой производительности, чем насосы двигателей Д-40 и Д-48. При номинальных числах оборотов коленчатого вала 1700 в минуту и противодавлении 6,2—6,4 кг/см2 производительность масляного насоса составляет 38 л/мин. Производительность увеличена благодаря изменению передаточного отношения привода насоса, вследствие чего число оборотов масляного насоса возросло до 2380 в минуту.
Редукционный клапан насоса регулируют на давление полного открыъия 10—10,3 кг/см2 (при нулевой производительности).
Масляный насос двигателей Д-50, устанавливаемых на тракторы iWT3-50 и МТЗ-52, улучшен по сравнению с насосом двигателя Д-48ПЛ.
Масляный насос крепится на крышке первого коренного подшипника и получает вращение непосредственно от шестерни коленчатого вала.
Шестерня привода крепится на валике коническим штифтом с накаткой, а ведущая шестерня насоса — сегментной шпонкой.
В отличие от рассмотренных конструкций масляный насос двигателя Д-50 не имеет редукционного клапана. Последний смонтирован в корпусе масляной центрифуги.
Производительность масляного насоса составляет 35 л/мин при противодавлении 6,2—6,8 кг/см2 и 2600 об/мин его валика.
Масляный насос двигателей Д-28 (тракторы Т-28). Ведущая шестерня с помощью штифта закреплена на конце ведущего валика, вращающегося в бронзовой втулке корпуса масляного насоса. Ведомая шестерня вращается на оси 8, запрессованной в корпус насоса.
Шестерни масляного насоса помещаются в расточках корпуса и закрыты крышкой. Для плотного прилегания крышки к корпусу плоскости разъема шлифуют и надежно затягивают болты крепления крышки. К корпусу насоса двумя болтами крепится трубка маслоприемника, приваренная к кронштейну. Внизу к этой трубке приварен колпак из листовой стали. К колпаку четырьмя винтами прикреплена сетка маслоприемника. Шестерня прцвода закреплена на консольном конце ведущего валика сегментной шпонкой, шайбой и болтом со стопорной шайбой.
В гнезде корпуса, сообщающемся с нагнетательной полостью масляного насоса, расположен редукционный клапан. Момент открытия редукционного клапана регулируют затяжкой пробки на давление 5,5 кг/см2.
Производительность масляного насоса не менее 13 л/мин при 1400 об/мин шестерен и противодавлении 4 кг/см2.
Масляный насос двигателей Д-30 и Д-37В (модернизированный трактор Т-28) расположен под крышкой распределительных шестерен, закреплен на переднем листе (рис. 8) четырьмя болтами и зафиксирован двумя установочными штифтами.
Рис. 7. Масляный насос двигателя Д-28: 1 — шестерня привода; 2 — шпонка; 3 — шайба валика; 4 — стопорная шайба; 5 и 22 — болты; б — втулка корпуса; 7 — ведущая шестерня; 8 — ось ведомой шестерни; 9 — ведомая шестерня; 10 — крышка насоса; 11 — корпус; 12 — трубка маслоприемника;. 13 — сетка маслоприемника; 14 — пробка редукционного клапана; 15 — пломба; 16 — пружина; 17 — редукционный клапан; 18 — болт; 19 — стопорная шайба; 20 — прокладка; 21 — фланец маслоприемника.
Рис. 8. Масляный насос двигателя Д-30: 1 — ведущая шестерня привода; 2 — корпус масляного насоса; 3 — ведомая шестерня привода; 4 — штифт с канавками; 5 — ведущая нагнетательная шестерня; 6 — валик ведущей шестерни; 7 — передний лист; 8 — ведомая нагнетательная шестерня; 9 — ось ведомой шестерни; 10, 11 и 15 — болты; 12 — крышка корпуса насоса; 13 — коленчатый вал двигателя; 14 — фланец подводящей трубки; 16 — фланец отводящей трубки.
Ведомая шестерня привода закреплена на валике ведущей шестерни штифтом с канавками.
Валик ведущей шестерни опирается на две втулки, запрессованные в расточки корпуса и крышки.
Ведущую шестерню, нагретую до 150—250°, напрессовывают на валик. Ведомая шестерня с запрессованной в нее втулкой вращается на оси.
Полость нагнетательных шестерен плотно закрыта крышкой, внутренняя и наружная плоскости прилегания тщательно прошлифованы. С задней стороны к корпусу насоса болтами прикреплен фланец подводящей трубки, а с передней — фланец отводящей трубки.
Редукционный клапан в системе смазки двигателя Д-30 расположен за пределами масляного насоса в передней части двигателя, с правой стороны его. Пружина редукционного клапана отрегулирована на давление 6 кг/см2.
Рис. 9. Масляный насос двигателей Д-14 и Д-20:
1 — винт крепления крышки насоса; 2 — стопорное пружинное кольцо; 3 — ось ведомой шестерни; 4 — ведомая шестерня; 5 — корпус насоса; 6 — крышка корпуса; 7 — ведущая шестерня; 8 — шестерня привода; 9 — штифт; 10 — валик шестерни привода; 11 — установочный штифт; 12 — втулки; 13 — сетка; 14 — винт; 15 — кольцо; 16 — колпак маслоприемника; 17 — трубка маслоприемника; 18 — шариковый клапан; 19 — пружина; 20 — регулировочная пробка; 21 — проволока; 22 — фланец; а — разгрузочная канавка.
Производительность масляного насоса не менее 30 л/мин при 2350 об/мин ведущей шестерни.
Двигатель Д-37В создан на базе двигателя Д-30. В масляном насосе двигателя Д-37В изменено зацепление ведомой шестерни привода и ведущей нагнетательной шестерни 5 с валиком 6. Обе шестерни фиксируются на валике шпонками.
Масляный насос двигателя Д-37М, устанавливаемого на трактор Т-40, конструктивно не отличается от масляного насоса двигателя Д-37В.
Масляный насос двигателей Д-14 и Д-20 крепят тремя болтами на передней внешней стенке картера. Между насосом и картером устанавливают картонную прокладку.
Масляный насос получает вращение от шестерни коленчатого вала через шестернюпривода, напрессованную на валик и предохраняемую от проворачивания штифтом. Валик шестерни привода вращается в чугунных втулках, запрессованных в корпус и крышку.
Плоская крышка фиксируется относительно корпуса насоса двумя штифтами и крепится к нему тремя винтами.
Ведущая шестерня напрессована на валик, на котором имеются продольные канавки для повышения надежности посадки шестерни.
Ведомая шестерня с запрессованной в нее чугунной втулкой вращается на оси, посаженной в расточки корпуса и крышки. От выпадения ось предохраняется стопорным кольцом. Фланец маслоприемника насоса двумя болтами крепят к фрезерованному фланцу на внутренней стороне картера. Между фланцем и картером ставят картонную прокладку.
В отверстии корпуса насоса со стороны нагнетательной полости установлен редукционный шариковый клапан. Редукционный клапан регулируется резьбовой пробкой 20 на давление 6,5 кг/см2.
Производительность масляного насоса при 1600 об/мин ведущей шестерни и противодавлении 4—4,5 кг/см2 составляет 20 л/мин.
Смазка масляных насосов шестеренчатого типа
В системах смазки современных дизелей применяются масляные насосы шестеренчатого типа. Насос представляет корпус, в котором помещены две шестерни — ведущая и ведомая. Ведущая шестерня приводится в действие от распределительной шестерни коленчатого вала через шестерню и валик привода.
При вращении шестерни в канале создается разрежение и масло через сетчатый маслозаборник поступает в канал, заполняя впадины между зубьями.
Вращаясь в этом объеме между корпусом и зубьями шестерни, масло попадает в нагнетательную полость, где выдавливается входящими в зацепление зубьями и под давлением следующих порций поступает в нагнетательный канал и систему.
При повышении давления выше нормального (особенно при пуске холодного двигателя) срабатывает редукционный клапан. Как только давление масла в полости превышает давление пружины, клапан опускается и через открывшееся отверстие масло перепускается в поддон.
Устройство масляных насосов
Масляные насосы служат для нагнетания масла в систему смазки двигателя. На автотракторных двигателях применяются шестеренчатые масляные насосы. По принципу действия они не отличаются от шестеренчатых подкачивающих помп.
Масляный насос дизеля СМД-14 крепится к фланцу на нижней плоскости блок-картера. На валик напрессована ведущая шестерня, а шестерня привода соединена с ним шпонкой. Ведомая шестерня свободно вращается на оси. Ведущая и ведомая шестерни расположены в корпусе.
В отверстие корпуса ввертывается штуцер нагнетательного маслопровода с редукционным клапаном. При давлении в нагнетательном маслопроводе выше 7—8 кГ/см2 плунжер клапана, преодолевая сопротивление пружины, откроет отверстие, и часть масла будет сливаться в поддон картера. К отверстию присоединяется заборная трубка с маслоприемником, снабженным фильтрующей сеткой.
Рис. 10. Масляный насос дизеля СМД-14:
1 — корпус; 2 — шестерня привода; 3— кожух; 4 — крышка корпуса; 5 — ведущая шестерня: 6 — ведомая шестерня; 7 — валик; 8 — ось; 9 – отверстия; 11 — штуцер; 12 — плунжер; 13 — пружина; 14 — регулировочный винт; 15 — сливное отверстие.
Масляный насос, имеющий одну пару шестерен, называется односекционным. Такие насосы применяются у многих двигателей и по своему устройству и действию мало отличаются от рассмотренного выше.
Применяются также насосы двухсекционные (например, двигатели АМ-01, ГАЗ-53, ЗИЛ-130) и трехсекционные (дизели Д-108 и Д-130).
Масляные насосы тракторных дизелей приводятся во вращение от шестерни коленчатого вала, а в автомобильных карбюраторных двигателях— от шестерни, выполненной заодно с распределительным валом.
Масляный насос двигателя ГАЗ-53 установлен снаружи блок-картера и прикреплен к нему на двух шпильках. Привод насоса осуществляется от распределительного вала парой шестерен со спиральными зубьями через специальный четырехгранный валик, который своим нижним концом входит в квадратное отверстие ведущего валика насоса. Корпуса изготовлены из алюминиевого сплава и разделены чугунной пластиной. Шестерни секций — цилиндрические, с прямым зубом. Ведущая шестерня основной секции закреплена на валике штифтом, а ведущая шестерня дополнительной секции — на шпонке. Ведомая шестерня основной секции свободно вращается на оси, а ведомая шестерня дополнительной секции — на оси. Обе оси запрессованы в корпуса. В корпусе размещен редукционный клапан, состоящий из плунжера, пружины и пробки с прокладкой.
Конструкция и принцип работы двухсекционных масляных насосов других двигателей незначительно отличаются от конструкции и принципа работы насоса двигателя ГАЗ-53.
Читать далее: Устройство масляных радиаторов, поддонов картеров и контрольных приборов
Масляные насосы в двигателях тракторов
В системах смазки тракторов применяют шестеренчатые масляные насосы.
Основные рабочие части насоса — шестерни 6 и 7 (рис. ниже) — с небольшими зазорами установлены в расточках корпуса 5 под крышкой 4.
Масляный насос двигателя Д-50 (а) и схема работы шестеренчатого насоса (б):
1 — шестерня привода; 2 — валик ведущей шестерни; 3 — отводящая трубка; 4 — крышка; 5 — корпус; 6 и 7 — ведущая и ведомая шестерни; 8 — маслоприемник; 9 — пружинная скоба; 10 — сетка; 11 — трубка маслоприемника
При вращении шестерен масло, находящееся во всасывающей полости А расточек корпуса, захватывается зубьями и в промежутках между ними и стенками перегоняется в нагнетательную полость Б. Из впадин оно выдавливается зубьями, входящими в зацепление, и по трубке нагнетается в систему смазки.
В определенные моменты одна пара зубьев шестерен еще не вышла из зацепления, а вторая пара уже зацепилась. Тогда между зубьями образуется замкнутое пространство, объем которого на некотором угле поворота продолжает уменьшаться. Масло, заполняющее замкнутый объем, не сжимается, поэтому возникает очень большое давление.
В результате этого опоры шестерен испытывают большую пульсирующую нагрузку и быстро изнашиваются.
Чтобы предотвратить износ, у всех шестеренчатых насосов делают разгрузочный канал в корпусе или крышке, по которому масло из замкнутого пространства перепускается в нагнетательную полость.
Насос двигателя Д-50. Ведущая шестерня 6 шпонкой закреплена на валике 2, который вращается в бронзовых втулках, запрессованных в корпусе и крышке. Ведомая шестерня 7 вращается на пальце, запрессованном в корпусе. Шестерня 1 привода насоса, прикрепленного к крышке переднего коренного подшипника, получает вращение от шестерни коленчатого вала. К корпусу насоса присоединена трубка 11 маслоприемника 5, который размещается в средней части поддона картера. Снизу маслоприемник закрыт сеткой 10.
Масляные насосы других изучаемых двигателей имеют свои особенности.
Насосы двигателей Д-37М и Д-21. Масло-приемники этих насосов выполнены в виде сетчатой трубки, прикрепленной к крышке сливного отверстия поддона картера, что позволяет промывать сетку при каждой смене масла.
Редукционный клапан двигателя Д-50 смонтирован в корпусе центрифуги, а двигателей Д-37М и Д-21 — в специальном корпусе, прикрепленном снаружи. Такое расположение клапана позволяет проверять и регулировать его, не снимая масляного насоса. Редукционный клапан остальных двигателей находится непосредственно в масляном насосе.
Масляный насос двигателя СМД-14. Для уменьшения перебалтывания масла в поддоне шестерня 1 (рис. ниже) привода заключена в лоток 2, отштампованный из листовой стали и привинченный к крышке 3.
Масляный насос двигателя СМД-14 (а) и его детали (б):
1 — шестерня привода; 2 — лоток; 3 — крышка; 4 и 13 — втулки; 5 и 14 — ведомая и ведущая шестерни; 6 — корпус; 7 — редукционный клапан; 8 — пружина; 9 — нагнетательный штуцер; 10 — пробка; 11 — нагнетательный маслопровод; 12 — валик; А — всасывающее отверстие; Б — нагнетательное отверстие
Шестерня 1 закреплена шпонкой и гайкой на валике 12. Ведущая шестерня 14у напрессованная на этот же валик, находится в зацеплении с ведомой шестерней 5.
Последняя вместе со своей бронзовой втулкой вращается на пальце, запрессованном в корпусе.
Нагнетательный маслопровод 11 присоединен к насосу посредством штуцера 9, внутри которого помещен клапан 7. Пружину 8 клапана регулируют резьбовой пробкой 10.
Масляный насос двигателей АМ-01 и АМ-41.
Насос этих двигателей — двухсекционный. Корпус основной 1 (рис. а) и радиаторной 4 секций вместе с разделяющей их проставкой 3 стянуты болтами и точно сцентрированы пустотелыми штифтами 2.
Масляные насосы с несколькими секциями:
а — двухсекционный насос двигателя АМ-01; б — трехсекционный насос двигателя Д-108; 1 — корпус основной секции; 2 — штифт; 3 — проставка; 4 — корпус радиаторной секции; 5 — втулка; 6 и 7 — ведущая и ведомая шестерни радиаторной секции; 8 — корпус клапана; 9— редукционный клапан радиаторной секции; 10 — пружина; 11 — регулировочные прокладки; 12 — ось ведомых шестерен; 13 и 15 — ведомая и ведущая шестерни основной секции; 14 — вал ведущих шестерен; 16 — корпус клапана; 17 — регулировочные прокладки; 18 — редукционный клапан основной секции; 19— шестерня привода; 20 — промежуточная шестерня привода; 21— задний маслоприемник; 22— маслоподводящая трубка; 23 — задняя крышка; 24 и 25 — задняя и передняя откачивающие секции; 26 — средний маслоприемник; 27 — нагнетательная секция; 28 — передняя крышка; 29 — маслоподводящая трубка; 30 — поддон картера; 31 — передний маслоприемник; 32 — шестерня привода.
Отверстия: А — соединительное; Б — всасывающее; В — нагнетательное радиаторной секции; Г — нагнетательное основной секции; Д — канал подвода смазки ко втулке промежуточной шестерни
Ведущие шестерни 6 к 15 обеих секций закреплены на общем валу 14, а ведомые шестерни 7 и 13 насажены на общую ось.
Масло через отверстие Б попадает во всасывающую полость радиаторной секции. Отсюда меньшая часть масла шестернями этой секции через отверстие В нагнетается к радиатору. Большая же часть масла через соединительное отверстие А в проставке попадает во всасывающую полость основной секции и ее шестернями нагнетается через отверстие Г в систему смазки.
В резьбовые сверления обеих секций, расположенные против нагнетательных полостей, ввинчены корпуса 8 и 16 редукционных клапанов. Клапан 9 радиаторной и клапан 18 основной секций устроены одинаково. Давление, обеспечиваемое клапанами (см. табл. 7), регулируют прокладками 11 и 17. Их помещают между торцами пружин и пробками, которые удерживаются в корпусах клапанов шплинтами.
Масляный насос двигателя Д-108. Этот насос трехсекционный. Все ведущие шестерни закреплены на общем валике, а ведомые — вращаются на общей оси. Каждая пара шестерен, установленная в своем корпусе, отделена от соседних пар проставками и образует самостоятельную секцию. При работе передняя 25 и задняя 24 откачивающие секции забирают масло из соответствующих маслосборников поддона 30 и перекачивают его в средний маслосборник. Отсюда шестерни нагнетательной секции 27 подают масло в систему смазки. Непрерывная подача масла в средний маслосборник обеспечивает надежную работу системы смазки во время преодоления трактором уклонов, когда вследствие большой длины поддона все масло могло бы оказаться в передней либо в задней его части.
Предохранительные клапаны
Что такое предохранительный клапан?
Предохранительный клапан представляет собой клапан, который устанавливается на насос или трубопровод для сброса избыточного давления в объемном насосе, которое может привести к повреждению насоса или системы.
Предохранительные клапаны (также известные как перепускной клапан или предохранительный клапан) называются внутренними предохранительными клапанами, если они установлены на самом насосе, а если они установлены в системе, они называются внешними предохранительными клапанами.
Такие клапаны используются в объемных насосах прямого вытеснения, поскольку конструкция насосов предотвращает рециркуляцию жидкости обратно на вход, что означает, что рабочий объем всегда направлен вперед. Однако, если клапан на выходе из насоса закрыт или возникла закупорка, насос будет продолжать создавать давление в выходном трубопроводе и внутри себя. Это может привести к тому, что давление достигнет опасно высокого уровня, и давление сбросится в самую слабую часть системы, что приведет к утечке, повреждению или отказу насоса.
Такие клапаны работают по-разному в зависимости от того, где они установлены. При установке на насос жидкость циркулирует в головке насоса, предотвращая повышение давления, однако жидкость начинает нагреваться, и это следует делать только временно, поскольку это может привести к отказу насоса.
Внешние предохранительные клапаны следует использовать вместе с внутренними предохранительными клапанами для сброса любого избыточного давления в трубопроводе либо обратно в вентилируемый резервуар, либо для аварийного сброса содержимого в атмосферу.
Конструкция предохранительного клапана состоит из корпуса с входным и выходным соединениями, пружины внутри камеры, которая удерживает на месте пластину, герметизирующую нагнетание. Когда клапан достигает установленного давления сброса, прижимная пластина заставляет пружину сжиматься, открывая выпуск, в результате чего содержимое под давлением выходит через выпуск. Установочный винт или гайка используются для установки давления сброса в верхней части корпуса и при завинчивании по часовой стрелке сжимают пружину, увеличивая величину давления, необходимого для сжатия пружины и открытия клапана.
Давление настройки внутреннего предохранительного клапана обычно устанавливается на 10 % выше рабочего давления насоса, а внешние предохранительные клапаны должны быть установлены на 10 % выше давления предохранительного клапана на насосе, чтобы предотвратить ложное срабатывание.
Клапаны обычно калибруются во время производства и могут быть отрегулированы на месте с помощью манометров во время ввода в эксплуатацию. Клапаны рассчитаны на такие диапазоны, как 0-10 бар или 10-15 бар, поэтому, если номинальное давление клапана требует повторной калибровки, необходимо провести проверки, чтобы убедиться, что настройка соответствует номиналу клапана. Оборудование следует регулярно проверять, чтобы обеспечить его успешную работу в аварийной ситуации.
Предохранительные клапаны не всегда требуются, если напорная способность насоса низкая, но также и при использовании в сочетании с продуктом, который может затвердевать при охлаждении при попадании в предохранительный клапан, например, шоколад или битум. Если жидкость скапливается внутри предохранительного клапана, это препятствует его нормальной работе, так как любой материал, который затвердевает, образует пробку, а также может вызвать загрязнение, поскольку его очень трудно тщательно очистить.
На некоторых насосах используется клапан сброса давления в сочетании с регулятором давления, который регулирует работу насоса для создания необходимого давления в системе.
Аналогия, часто используемая для описания регулятора давления, похожа на тормоза в автомобиле, где предохранительным клапаном является ремень безопасности. На предохранительный клапан следует полагаться только в чрезвычайных ситуациях, чтобы предотвратить повреждение насоса или системы, а не как частую защиту системы.
Насосы гидросистемы самолета
Все гидравлические системы самолета имеют один или несколько насосов с механическим приводом и могут иметь ручной насос в качестве дополнительного блока, когда насос с приводом от двигателя не работает. Насосы с механическим приводом являются основным источником энергии и могут иметь привод от двигателя, электродвигателя или воздуха. Как правило, электрические мотопомпы устанавливаются для использования в аварийных ситуациях или при наземных работах. Некоторые самолеты могут использовать напорную воздушную турбину (RAT) для выработки гидравлической энергии.
Гидравлический ручной насос используется в некоторых старых самолетах для работы гидравлических подсистем и в нескольких новых системах самолетов в качестве резервного устройства. Ручные насосы обычно устанавливаются для целей тестирования, а также для использования в чрезвычайных ситуациях. Также установлены ручные насосы для обслуживания резервуаров с одной заправочной станции. Единая заправочная станция снижает вероятность попадания загрязнения жидкости.
Используются несколько типов ручных насосов: одинарного действия, двойного действия и роторные. Ручной насос простого действия всасывает жидкость в насос за один ход и откачивает эту жидкость при следующем ходе. Он редко используется в самолетах из-за этой неэффективности.
| Рис. 1. Ручной насос двойного действия |
Ручные насосы двойного действия создают поток жидкости и давление при каждом движении ручки.
[Рисунок 1] Ручной насос двойного действия состоит в основном из корпуса с отверстием цилиндра и двумя портами, поршня, двух подпружиненных обратных клапанов и рабочей рукоятки. Уплотнительное кольцо на поршне герметизирует утечку между двумя камерами цилиндра поршня. Уплотнительное кольцо в канавке на конце корпуса насоса предотвращает утечку между штоком поршня и корпусом.
Когда поршень перемещается вправо, давление в камере слева от поршня снижается. Шаровой обратный клапан впускного отверстия открывается, и гидравлическая жидкость всасывается в камеру. В то же время движение поршня вправо прижимает шаровой обратный клапан поршня к его седлу. Жидкость в камере справа от поршня вытесняется из выпускного отверстия в гидравлическую систему. Когда поршень перемещается влево, шаровой обратный клапан впускного отверстия садится. Давление в камере слева от поршня повышается, выталкивая поршневой шаровой обратный клапан из своего седла. Жидкость течет из левой камеры через поршень в правую камеру.
Объем в камере справа от поршня меньше, чем в левой камере из-за смещения, создаваемого штоком поршня. Когда жидкость из левой камеры перетекает в меньшую правую камеру, избыточный объем жидкости вытесняется из выпускного отверстия в гидравлическую систему.
Также можно использовать роторный ручной насос. Он производит непрерывный выход, пока ручка находится в движении. На рис. 2 показан роторный ручной насос в гидравлической системе.
Рисунок 2. Роторный ручной насос Также используются насосы с постоянной подачей. Принцип работы одинаков для обоих типов насосов. В современных самолетах используется комбинация насосов с приводом от двигателя, насосов с электроприводом, насосов с пневматическим приводом, блоков передачи мощности (PTU) и насосов с приводом от RAT. Например, большие самолеты, такие как Airbus A380, имеют две гидравлические системы, восемь насосов с приводом от двигателя и три насоса с электрическим приводом. Boeing 777 имеет три гидравлические системы с двумя насосами с приводом от двигателя, четырьмя насосами с электрическим приводом, двумя насосами с пневматическим приводом и двигателем гидравлического насоса с приводом от RAT. [Рис. 3 и 4]
Классификация насосовВсе насосы могут быть классифицированы как объемные или объемные. Большинство насосов, используемых в гидравлических системах, являются поршневыми. Непрямой поршневой насос создает непрерывный поток. Однако, поскольку он не обеспечивает положительного внутреннего уплотнения от проскальзывания, его производительность значительно меняется при изменении давления. Центробежные и пропеллерные насосы являются примерами насосов прямого вытеснения. Если бы выходной порт насоса прямого вытеснения был заблокирован, давление повысилось бы, а производительность уменьшилась бы до нуля. Хотя насосный элемент продолжал бы двигаться, поток останавливался из-за проскальзывания внутри насоса. В объемном насосе проскальзывание незначительно по сравнению с объемным выходным потоком насоса. Если бы выходное отверстие было забито, давление мгновенно увеличилось бы до такой степени, что открылся бы предохранительный клапан насоса. Насосы постоянной производительности Насос постоянной производительности, независимо от числа оборотов насоса в минуту, нагнетает фиксированное или неизменное количество жидкости через выходное отверстие при каждом обороте насоса. Насосы постоянного рабочего объема иногда называют насосами постоянного объема или постоянной подачи. Они подают фиксированное количество жидкости за один оборот, независимо от требуемого давления. Поскольку насос с постоянной подачей обеспечивает фиксированное количество жидкости при каждом обороте насоса, количество жидкости, подаваемой в минуту, зависит от числа оборотов насоса в минуту. Шестеренчатый силовой насосШестеренчатый силовой насос представляет собой насос постоянного рабочего объема. Он состоит из двух зацепленных шестерен, которые вращаются в корпусе. [Рисунок 5] Привод приводится в движение авиационным двигателем или какой-либо другой силовой установкой. Ведомая шестерня входит в зацепление с ведущей шестерней и приводится в движение ею. Зазор между зубьями при их зацеплении и между зубьями и корпусом очень мал. Входной порт насоса соединен с резервуаром, а выходной порт соединен с напорной линией.
Когда ведущее колесо вращается, как показано на рисунке 5, оно вращает ведомое колесо. Героторный насос Насос героторного типа состоит в основном из корпуса, содержащего неподвижную втулку эксцентриковой формы, внутреннего зубчатого колеса с семью широкими короткими зубьями, цилиндрического ведущего колеса с шестью узкими зубьями и крышки насоса. который содержит два отверстия в форме полумесяца. [Рисунок 6] Одно отверстие входит во впускной порт, а другое — в выпускной порт. Во время работы насоса шестерни вместе вращаются по часовой стрелке. По мере того, как карманы между шестернями на левой стороне насоса перемещаются из самого нижнего положения в самое верхнее положение, карманы увеличиваются в размерах, что приводит к созданию в этих карманах частичного вакуума. Поскольку карманы увеличиваются над входным отверстием серповидно, в них втягивается жидкость. По мере того как эти же карманы (теперь заполненные жидкостью) поворачиваются к правой стороне насоса, перемещаясь из самого верхнего положения в самое нижнее положение, они уменьшаются в размерах.
Поршневой насос с регулируемым рабочим объемомс. Общие черты конструкции и работы, применимые ко всем гидравлическим насосам поршневого типа, описаны в следующих параграфах. Поршневые механические насосы имеют фланцевые монтажные основания для установки насосов на корпусах приводов агрегатов авиационных двигателей. Приводной вал насоса, который вращает механизм, проходит через корпус насоса немного за монтажное основание. Крутящий момент от приводного агрегата передается на приводной вал насоса через приводную муфту. Приводная муфта представляет собой короткий вал с набором шлицов с наружной резьбой на обоих концах. Шлицы на одном конце входят в зацепление с внутренними шлицами ведущей шестерни; шлицы на другом конце входят в зацепление с внутренними шлицами приводного вала насоса. Муфты привода насоса предназначены для обеспечения безопасности. Срезная часть приводной муфты, расположенная посередине между двумя наборами шлицов, имеет меньший диаметр, чем шлицы. Если насос с трудом поворачивается или заклинивает, эта секция срезается, предотвращая повреждение насоса или приводного узла. [Рисунок 7] Основной насосный механизм поршневых насосов состоит из блока цилиндров с несколькими отверстиями, поршня для каждого отверстия и пластины клапана с впускными и выпускными прорезями. Назначение прорезей пластины клапана состоит в том, чтобы впускать жидкость в отверстия и выходить из них во время работы насоса. Отверстия цилиндров расположены параллельно и симметрично вокруг оси насоса. Все авиационные аксиально-поршневые насосы имеют нечетное число поршней. [Рисунок 8]
Поршневой насос с изогнутой осьюТипичный осевой насос постоянной производительности показан на рисунке 9. Угловой корпус насоса создает соответствующий угол между блоком цилиндров и пластиной приводного вала, к которой прикреплены поршни. Именно эта угловая конфигурация насоса заставляет поршни двигаться при вращении вала насоса. При работе насоса все детали внутри насоса (кроме наружных колец подшипников, поддерживающих приводной вал, штифт подшипника цилиндра, на котором вращается блок цилиндров, и масляного уплотнения) вращаются вместе как вращающаяся группа. В одной точке вращения вращающейся группы существует минимальное расстояние между верхней частью блока цилиндров и верхней поверхностью пластины приводного вала. Из-за наклона корпуса в точке вращения на 180° расстояние между верхней частью блока цилиндров и верхней поверхностью пластины ведущего вала максимально. В любой заданный момент работы три поршня удаляются от верхней поверхности блока цилиндров, создавая частичное разрежение в отверстиях, в которых работают эти поршни. Это происходит над впускным отверстием, поэтому жидкость в это время всасывается в эти отверстия. На противоположной стороне блока цилиндров три разных поршня движутся к верхней поверхности блока. Это происходит, когда вращающаяся группа проходит над выпускным отверстием, вызывая вытеснение жидкости из насоса этими поршнями. Непрерывное и быстрое действие поршней носит перекрывающийся характер и приводит к практически не пульсирующей производительности насоса.
|
Когда насос постоянного рабочего объема используется в гидравлической системе, в которой давление должно поддерживаться на постоянном уровне, требуется регулятор давления.
Жидкость захватывается зубьями, когда они проходят через вход, проходит вокруг корпуса и выходит на выходе.
Это приводит к тому, что жидкость выбрасывается из карманов через серповидное выпускное отверстие.
В этих насосах рабочий объем определяется размером и количеством поршней, а также их длина хода, которая зависит от угла наклона шайбы. Этот насос постоянного рабочего объема показан на рис. 8.
Поскольку за счет увеличения объема секции создается частичный вакуум, жидкость всасывается в секцию через входное отверстие насоса и прорезь во втулке. При прохождении ротором второй половины оборота и уменьшении объема данной секции жидкость вытесняется из секции через прорезь во втулке, совмещенную с выпускным отверстием, и из насоса.
Блокировочный клапан предназначен для того, чтобы оставаться открытым во время нормальной работы насоса. Внутренняя утечка удерживает корпус насоса заполненным жидкостью для смазки вращающихся частей и охлаждения. Утечка возвращается в систему через сливное отверстие корпуса. Предохранительный клапан корпуса защищает насос от избыточного давления в корпусе, сбрасывая его на вход насоса.
Уменьшение потребности в потоке системы приводит к тому, что давление на выходе становится достаточно высоким, чтобы открыть компенсационный клапан и пропустить жидкость к поршню привода.
При давлении в системе ниже этого уровня жидкость не поступает через клапан компенсации давления к поршню привода, и насос остается на полном рабочем объеме, обеспечивая полный расход. Затем давление определяется потребностью системы. Устройство поддерживает нулевой расход при давлении в системе 3025 фунтов на квадратный дюйм.