Двухпоточный гидронасос: зачем нужен и как проверить работу двух контуров

Экскаватор медленнее поднимает стрелу, когда одновременно работает рукоять, или начинает уводить в сторону на прямом ходу. На машинах с двухпоточным гидронасосом при таких жалобах сначала выясняют, в каком из двух контуров упала подача и связано ли падение подачи с самим насосом.

Ниже разобрано, чем двухпоточный гидронасос отличается от обычного, какие конструкции так называют, зачем технике два независимых потока и как проверяют каждый контур, прежде чем снимать насос.

Что такое двухпоточный гидронасос

Двухпоточным называют насос, который подаёт рабочую жидкость двумя отдельными потоками, каждый в свою напорную линию. Привод у обоих потоков общий: вал насоса вращает двигатель машины напрямую или через привод отбора мощности. Один такой агрегат с общим приводом может заменить два отдельных насоса со своими приводами.

В каталогах и технической литературе такие агрегаты называют по-разному: сдвоенный, тандемный, двойной насос. Слово «двухпоточный» описывает результат - два независимых потока, а конструктивно его получают несколькими способами.

Какие конструкции дают два потока

• Два качающих узла на общем валу. Две насосные секции стоят друг за другом и вращаются от одного приводного вала. Так устроены сдвоенные шестерённые насосы: в описании изготовителя две секции работают независимо друг от друга, а всасывание у них может быть общим. Тандемное исполнение предусмотрено и в каталогах аксиально-поршневых насосов для экскаваторов и кранов.
• Два насоса на параллельных валах в одном корпусе. Каждый насос подаёт свой поток, а привод у них общий.
• Один блок цилиндров с разделёнными потоками. В технической литературе описаны аксиально-поршневые машины, у которых плунжеры одного блока цилиндров на одном валу подают жидкость в разные напорные каналы.

Рабочие объёмы секций не обязательно одинаковы. У сдвоенных шестерённых насосов одной из серий изготовитель ставит больший насос со стороны привода. Поэтому подачу каждого потока берут из документации конкретного агрегата, а не делят общую подачу пополам.

Зачем технике два потока

Два независимых потока позволяют одновременно работать двум механизмам так, чтобы нагрузка одного меньше влияла на скорость другого. В технической литературе двухпоточный аксиально-поршневой насос экскаватора описан именно как насос для одновременного включения двух механизмов, а при необходимости один гидродвигатель питается суммарным потоком обоих насосов.

На экскаваторе это выглядит так. Гидрораспределитель разделён на два блока, и каждый питается от своего насоса. Левый гидромотор хода получает жидкость от одного потока, правый - от другого. Пока работают только гидромоторы хода и подачи одинаковы, машина идёт прямо. Если во время хода включить рабочее оборудование от того же насоса, что питает одну гусеницу, этот гидромотор получит меньше жидкости, и машину уведёт в сторону. Для таких режимов в схемах предусматривают клапан прямолинейного хода: он перераспределяет потоки так, чтобы гидромоторы хода получали одинаковую подачу.

Суммирование потоков используют там, где одному механизму нужна большая скорость. Например, при подъёме стрелы потоки двух насосов могут объединяться и вместе подаваться в поршневые полости гидроцилиндров.

В описанных в технической литературе схемах давление в каждом потоке ограничивает собственный предохранительный клапан, поэтому его настройку проверяют для каждого контура отдельно.

Как два потока делят мощность двигателя

Если оба насоса регулируемые и приводятся от одного двигателя, их суммарная потребляемая мощность не должна превышать мощность двигателя. Простое решение - ограничить каждый насос половиной этой мощности. Недостаток в том, что при слабо нагруженном одном насосе второй не может использовать свободную часть мощности.

Регулятор суммарной мощности связывает управление обоих насосов. Мощность, которую не использует один поток, может забрать второй, а при росте нагрузки на одном насосе регулятор уменьшает мощность, доступную другому. Для диагностики из этого следует практический вывод: подача одного контура под нагрузкой зависит не только от его собственного состояния, но и от нагрузки на втором контуре и от работы регулятора мощности.

Признаки, что один из контуров работает хуже

Один и тот же симптом может быть связан с разными неисправностями, поэтому признаки ниже - повод для проверки, а не основание сразу менять насос.

• Замедлились механизмы одного контура, механизмы другого работают как раньше. Проверяют секцию насоса этого потока, её регулятор, предохранительный клапан контура, блок распределителя и сами исполнительные механизмы.
• Замедлились оба контура. Проверяют причины, общие для обоих потоков: заниженная частота вращения привода, подсос воздуха или сопротивление во всасывающей линии, засорённый фильтр, уровень и состояние масла, настройка регулятора мощности, износ обеих качающих групп.
• Экскаватор уводит в сторону на прямом ходу, когда рабочее оборудование не включено. Гидромоторы хода питаются от разных потоков, поэтому одна из версий - разница подач двух насосов. Похожий симптом дают гидромотор или редуктор хода, распределитель и клапан прямолинейного хода, поэтому сначала сравнивают подачу потоков замером.
• Механизмы заметно теряют скорость после прогрева масла. С ростом температуры вязкость масла снижается, и внутренние утечки в изношенном насосе растут. Падение подачи, которое появляется на горячем масле, - повод проверить износ качающих узлов.

Течи и нагрев не проверяют рукой на работающей машине и у рукавов под давлением: осмотр выполняют после остановки двигателя и сброса давления.

Как проверить работу двух контуров

Проверку выполняют квалифицированные специалисты с диагностическим оборудованием. Приборы подключают и отключают на заглушённом двигателе после сброса давления; рукава и соединения под давлением не отсоединяют.

• Исходные данные. Модель машины и насоса, гидравлическая схема, распределение механизмов по потокам, паспортная подача каждой секции при заданной частоте вращения и давлении, настройки предохранительных клапанов и регулятора мощности.
• Осмотр и масло. Уровень и состояние масла, наружные течи, всасывающая линия, состояние фильтров.
• Прогрев. Масло доводят до температуры, которую задаёт методика проверки: от неё зависят внутренние утечки и результат замера.
• Замер каждого потока отдельно. Расходомер с нагрузочным клапаном включают в напорную линию проверяемой секции. При номинальной частоте вращения давление повышают нагрузочным клапаном ступенями и на каждой ступени записывают расход. Затем так же проверяют второй поток.
• Сравнение результатов. Подачу каждого потока сравнивают с документацией, а также подачу при низком и при рабочем давлении. Если расход с ростом давления заметно падает, это указывает на внутренние утечки. Если рабочие объёмы секций одинаковы, потоки сравнивают и между собой.
• Условия для второго контура. Насосы связаны регулятором мощности, поэтому режим второго контура во время замера задают по методике изготовителя машины или насоса, иначе результат одного потока будет зависеть от нагрузки другого.
• Частота вращения под нагрузкой. Если при росте давления заметно проседают обороты двигателя, низкая подача может быть связана с приводом, а не с насосом.

Одно показание манометра не показывает состояние насоса. Изношенный насос может развивать давление настройки предохранительного клапана, но при этом подавать меньше жидкости. Поэтому вывод о каждой секции делают по расходу под нагрузкой и сравнению с документацией.

Что учитывать при ремонте или замене

Падение подачи одного потока подтверждает неисправность, но не определяет способ её устранения. Насос разбирают и проверяют обе качающие группы, общий приводной вал и его шлицы, подшипники, уплотнения и регуляторы. Решение о ремонте, восстановлении или замене зависит от результатов дефектовки, доступности деталей и требований документации.

При подборе насоса на замену сверяют:

• Рабочий объём каждой секции и их порядок от стороны привода.
• Направление вращения.
• Тип регулирования каждой секции и наличие регулятора суммарной мощности.
• Вал, его шлицы и посадочный фланец.
• Расположение всасывающих и напорных выходов: общее или раздельное всасывание, порты каждой секции.

После ремонта насос проверяют на испытательном стенде в предусмотренном режиме, а после установки на машину повторяют замер подачи по каждому потоку. Стендовая проверка подтверждает параметры насоса на момент испытания, но не заменяет контроль всасывающей линии, фильтрации и регулятора мощности в эксплуатации.

Вывод: каждый поток проверяют отдельно

Двухпоточный гидронасос подаёт два независимых потока от одного привода, чтобы два механизма могли работать одновременно, а при необходимости потоки объединяются. Если один из контуров теряет скорость, сравнивают не только симптомы, но и подачу каждой секции под нагрузкой с учётом регулятора мощности. Решение о ремонте или замене принимают после такого замера и дефектовки, а замену подбирают по рабочему объёму и порядку секций, вращению, регулированию, валу и расположению портов.