Гидронасос НП-90: особенности, применяемость и признаки неисправности

Комбайн медленнее разгоняется, теряет скорость под нагрузкой и расходует больше топлива на той же работе. На машинах с гидростатической трансмиссией ГСТ-90 одна из версий в такой ситуации - износ насоса НП-90, но похожую картину дают подпитка, гидромотор, клапаны и система охлаждения масла.

Ниже разобрано, как устроен и работает гидронасос НП-90, на какой технике его применяют, какие признаки указывают на падение его производительности и что сверяют, прежде чем снимать насос или подбирать замену.

Что такое гидронасос НП-90

НП-90 - аксиально-поршневой насос переменной производительности, то есть регулируемый. В паре с аксиально-поршневым гидромотором МП-90 он образует основу гидростатической трансмиссии ГСТ-90. Насос превращает механическую энергию двигателя в поток рабочей жидкости, а гидромотор превращает этот поток обратно во вращение вала, которое через трансмиссию машины передаётся на ведущие колёса.

Число 90 в обозначении относится к типоразмеру по рабочему объёму: в технических и научных публикациях для НП-90 указывают рабочий объём 89 см³ за оборот вала. Номинальное и максимальное давление, допустимую частоту вращения и другие паспортные параметры для конкретного исполнения берут из документации изготовителя: в учебных и научных источниках они приводятся для разных условий и не всегда совпадают.

В состав гидростатической трансмиссии ГСТ-90 входят:

• насос НП-90 со встроенным насосом подпитки и механизмом управления подачей;
• гидромотор МП-90 с блоком клапанов;
• фильтр, гидробак и радиатор для охлаждения масла;
• жёсткие трубопроводы и рукава высокого давления.

Как НП-90 регулирует подачу и меняет направление потока

Внутри насоса вместе с валом вращается блок цилиндров с плунжерами. Плунжеры опираются на наклонную шайбу, и от угла её наклона зависит ход плунжеров. Когда рычаг управления стоит в нейтрали, шайба расположена вертикально: плунжеры не совершают хода, и насос не подаёт жидкость.

При отклонении рычага золотник направляет масло от насоса подпитки в сервоцилиндр, и тот наклоняет шайбу. Плунжеры начинают ход: за половину оборота блока цилиндров они всасывают жидкость, за следующую половину нагнетают её в линию к гидромотору. Чем больше угол наклона шайбы, тем больше подача насоса и тем быстрее движется машина. Если наклонить шайбу в противоположную сторону, поток меняет направление, и гидромотор вращается в обратную сторону.

Насос подпитки забирает масло из бака и подаёт его в линию управления и в основной контур трансмиссии, а давление подпитки ограничивает предохранительный клапан. Поэтому работа ГСТ-90 зависит не только от плунжерной группы насоса: при диагностике отдельно проверяют подпитку, линию управления и клапаны.

Где применяют насос НП-90

Гидростатические трансмиссии с насосом НП-90 и гидромотором МП-90 применяют в приводе ходовой части зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов. В учебных материалах по гидросистемам в качестве примера названы комбайны «Дон-1500», а полевые испытания методики диагностики ГСТ-90 проводили на комбайнах «Дон-1500Б».

В тех же публикациях рядом с НП-90 рассматривают насос НП-112 из трансмиссии ГСТ-112, у которого рабочий объём больше. Теоретическая подача насоса равна рабочему объёму, умноженному на частоту вращения вала, поэтому насос другого типоразмера при тех же оборотах даст другую подачу. Такую замену рассматривают только по документации машины.

Какое исполнение насоса стоит на конкретной машине, определяют по табличке на корпусе и каталогу деталей этой модели.

Признаки неисправности гидронасоса НП-90

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

• Машина теряет скорость и тяговое усилие под нагрузкой. Основной причиной снятия ГСТ-90 с эксплуатации исследователи называют внутренние утечки: жидкость перетекает из полости высокого давления в полость низкого через зазоры, увеличенные износом. Похожую картину дают износ гидромотора МП-90, неисправные клапаны и недостаточная подпитка.
• Растёт расход топлива при прежнем объёме работы. Снижение объёмного КПД трансмиссии увеличивает расход топлива приводным двигателем и снижает производительность машины. Признак полезен для сравнения с прошлыми сезонами, но сам по себе не указывает, какой агрегат изношен.
• Корпуса насоса и мотора нагреваются сильнее обычного. Температуру корпусов используют как один из диагностических признаков. Перегрев может быть связан и с внешними причинами, например с загрязнённым радиатором или недостаточным отводом тепла.
• В масле видны пузырьки воздуха, пена или помутнение. Такие изменения указывают на подсос воздуха во всасывающей линии или попадание воды. Подсос воздуха ухудшает работу гидросистемы, поэтому сначала проверяют уровень масла, фильтр и соединения.
• Масло подтекает по стыкам корпуса или по валу. Наружная течь - повод проверить уплотнения и соединения, но о состоянии плунжерной группы она сама по себе не говорит.

Место течи и нагрев не проверяют рукой на работающей машине: осмотр выполняют после остановки двигателя и сброса давления.

Как подтверждают износ насоса

Проверку ГСТ-90 выполняют квалифицированные специалисты с диагностическим оборудованием. Приборы подключают и отключают на заглушённом двигателе после сброса давления; отсоединять трубопроводы и рукава под давлением нельзя.

• Предварительный осмотр. Проверяют наружные течи, состояние соединений и рукавов, уровень и состояние масла, натяжение ремня привода насоса.
• Подготовка масла. Систему заполняют и прокачивают, масло прогревают до температуры, которую задаёт методика проверки.
• Подпитка и линия управления. Измеряют давление в линии управления и подпитки, проверяют предохранительный клапан подпитки и клапаны блока гидромотора. Значения сравнивают с документацией машины.
• Оценка внутренних утечек. Состояние насоса оценивают по коэффициенту подачи, гидромотора - по его КПД. Для этого применяют методики с замером давления и частоты вращения под нагрузкой и отдельными показателями для насоса и мотора.

Одно показание манометра в линиях высокого и низкого давления не показывает, сколько жидкости теряется на внутренние утечки. Поэтому вывод о состоянии НП-90 делают по результатам замеров под нагрузкой и сравнения с документацией, а не по одному давлению.

Почему падает производительность НП-90

Производительность аксиально-поршневого насоса держится на точных зазорах в парах трения. В НП-90 к ним относятся пары «плунжер - втулка блока цилиндров», «башмак плунжера - наклонная шайба», «башмак - сферическая головка плунжера» и пара «блок цилиндров - распределитель». По мере износа рабочих поверхностей зазоры увеличиваются, внутренние утечки растут, и насос подаёт меньше жидкости при тех же оборотах и давлении.

На скорость износа влияют режимы работы, качество и чистота рабочей жидкости, её температура и попадание абразива. Поэтому при ремонте или замене насоса причину ускоренного износа, например загрязнённое масло или перегрев, устраняют до установки агрегата.

Что сверяют при подборе насоса НП-90 на замену

Одинаковый рабочий объём не означает взаимозаменяемость. Прежде чем купить гидронасос НП-90 или аналог на замену, сверяют:

• Типоразмер и рабочий объём: НП-90 и НП-112 не заменяют друг друга без проверки по документации.
• Исполнение механизма управления подачей.
• Направление вращения вала.
• Конструкцию вала, его шлицы, посадочный фланец и присоединения.
• Комплектацию: встроенный насос подпитки и клапаны.
• Совместимость с гидромотором и блоком клапанов, которые остаются на машине.

Для подбора удобно записать полную надпись с таблички насоса, модель и год выпуска машины и сфотографировать насос с присоединениями.

Ремонт или замена: что решает дефектовка

Падение подачи подтверждает неисправность, но не определяет способ её устранения. Насос разбирают и проверяют плунжерную группу, блок цилиндров, распределитель, наклонную шайбу, башмаки, подшипники и уплотнения. Решение о ремонте, восстановлении или замене зависит от результатов дефектовки, доступности деталей и требований документации.

После ремонта насос проверяют на испытательном стенде в предусмотренном режиме, а после установки на машину повторяют проверку трансмиссии. Стендовая проверка подтверждает работоспособность и параметры насоса на момент испытания, но не заменяет контроль подпитки, фильтрации и охлаждения в эксплуатации.

Вывод: от признака к замеру

НП-90 - регулируемый аксиально-поршневой насос гидростатической трансмиссии ГСТ-90, который меняет подачу и направление потока наклоном шайбы. С износом пар трения растут внутренние утечки, и машина теряет скорость, тягу и экономичность. Эти признаки показывают, что проверять, но решение о ремонте принимают после проверки подпитки, клапанов и замера утечек под нагрузкой, а замену подбирают не только по рабочему объёму, но и по исполнению управления, вращению, валу и присоединениям.