Что такое гидравлический насос автомобиля?

Гидравлическая тормозная система

Гидравлическая тормозная система является одной из самых важных систем современного автомобиля.  

Гидравлическая тормозная система может неудовлетворительно работать при попадании в нее воздуха. При удалении воздуха из тормозной системы соблюдают следующий порядок.  

В гидравлическую тормозную систему заливают специальные жидкости, обладающие особыми свойствами ( например, не разрушать резиновых деталей гидравлической системы, иметь строго определенную вязкость и пр. Смешивать тормозные жидкости разных сортов не рекомендуется.  

При работе гидравлической тормозной системы без компенсационного бачка, а также при разнице уровней напорного и рабочего цилиндров более 5 ж в величине усилия Рп, определяемого формулами ( 36) — ( 38), должно быть дополнительно учтено гидростатическое давление жидкости в трубопроводе. В большинстве тормозных устройств подъемно-транспортных машин перепад уровней напорного и рабочего цилиндров гидросистемы относительно невелик и обусловливает возрастание необходимого усилия на педали или рычаге управления не более чем на 3 — 5 %; при наличии компенсационного бачка давление столба жидкости в основном трубопроводе также компенсируется столбом жидкости от бачка до напорного цилиндра. Но в некоторых специальных конструкциях гидростатическое давление должно быть учтено.  

При работе гидравлической тормозной системы без компенсационного бачка, а также при разнице уровней главного и рабочего цилиндров более 5 м в величине усилия Рп, определяемого формулами (3.4) — (3.6), должно быть дополнительно учтено гидростатическое давление жидкости в трубопроводе. В большинстве тормозных устройств подъемно-транспортных машин перепад уровней главного и рабочего цилиндров гидросистемы относительно невелик и обусловливает возрастание необходимого усилия на педали или рычаге управления не более чем на 3 — 5 %; при наличии компенсационного бачка давление столба жидкости в основном трубопроводе также компенсируется столбом жидкости от бачка до главного цилиндра. Чтобы при отпущенной педали в трубопроводе не поддерживалось излишне высокое остаточное давление и обеспечивалось быстрое возвращение педали в исходное положение, она обычно снабжается возвратной пружиной, уравновешивающей момент от веса педали. Если в конструкции системы управления эта пружина не предусмотрена, то следует учесть давление в гидросистеме, создаваемое весом педали. В ряде конструкций это давление существенно меняет характеристику процесса торможения и размыкания тормоза.  

Для контроля гидравлической тормозной системы на автомобилях устанавливают различные сигнализаторы, показывающие падение давления в одном контуре тормозной системы или критическое снижение уровня тормозной жидкости. Сигнализатор, примененный на автомобилях Москвич и ГАЗ-3102 ( рис. 100), состоит из корпуса 5, поршней 1 и 2с уплотнительными резиновыми кольцами, шарика 4 и выключателя 3 контрольной лампы.  

Для заполнения гидравлических тормозных систем должна применяться однородная по составу и физическим свойствам тормозная жидкость.  

Применяют для заполнения гидравлических тормозных систем, автомобилей, эксплуатируемых в северных и восточных районах средней полосы СССР.  

Применяют для заполнения гидравлических тормозных систем автомобилей, эксплуатируемых в северных и восточных районах средней полосы СССР.  

Схема спидометра.

Для включения стоп-сигнала в гидравлическую тормозную систему установлен включатель, электрически связанный с лампами стоп-сигнала.  

Жидкости, применяемые для заполнения гидравлических тормозных систем автомобилей, называются автомобильными тормозными.  

Жидкости, применяемые для заполнения гидравлических тормозных систем автомобилей, называются автомобильными гидротормозными жидкостями.  

Принципиальная схема гидравлического привода самолетного узла.

На рис. 178 изображена принципиальная схема гидравлической тормозной системы автомобиля. Принцип работы этой системы заключается в передаче давления жидкостью от тормозной педали к разжимным устройствам колесных тормозов. Поршень 2, перемещаясь, сжимает возвратную пружину 4 и через перепускной клапан 5 вытесняет жидкость из главного цилиндра через магистраль в рабочие тормозные цилиндры 6, создавая необходимое рабочее давление. Поршни 7 под давлением жидкости перемещаются в рабочих тормозных цилиндрах и давят на тормозные колодки 8, прижимая их обшивки к рабочей поверхности барабанов, вследствие чего и происходит торможение колес. После прекращения давления на тормозную педаль поршень 2 под действием возвратной пружины стремится отойти в свое исходное положение.  

Конструкция гидравлики разных видов

В промышленности используют машины и механизмы со сложным устройством, но, как правило, гидравлика в них работает по общей принципиальной схеме. В систему включены:

• рабочий гидроцилиндр, преобразовывающий гидравлическую энергию в механическое движение (или, в более мощных промышленных системах, гидродвигатель);
• гидронасос;
• бак для рабочей жидкости, в котором предусмотрена горловина, сапун и вентилятор;
• клапаны — обратный, предохранительный и распределительный (направляющий жидкость к цилиндру или в резервуар);
• фильтры тонкой очистки (по одному на подающей и обратной линии) и грубой очистки — для удаления примесей механического характера;
• система, управляющая всеми элементами;
• контур (емкости под давлением, трубопроводная обвязка и другие компоненты), уплотнители и прокладки.

Классическая схема раздельноагрегатной гидросистемы

В зависимости от вида гидросистемы, ее конструкция может отличаться — это влияет на сферу применения устройства, его рабочие параметры.

Стандартный рабочий гидроцилиндр тормоза для комбайна «Нива СК-5»

Гидравлический мотор термины

 — воздух в гидравлической жидкости.

 — емкость, в которой хранится жидкость под давлением. Аккумуляторы, обычно поршневые, баллонные и диафрагменные, используются в качестве источника энергии или для поглощения гидравлических ударов.

 — устройство, преобразующее гидравлическую энергию в линейное механическое движение и силу.

 — количество жидкости, которое проходит через насос, двигатель или цилиндр за период времени или во время одного события срабатывания, такого как оборот или ход.

 — степень трения, возникающего в результате контакта между движущимися поверхностями вала двигателя.

 — Устройство в гидравлической системе, которое используется для удаления загрязнений из масла.

 — система, которая использует давление жидкости для передачи и управления мощностью.

 — зубчатое колесо, используемое для передачи механической энергии.

 — наука о передаче силы через среду содержащейся жидкости.

 — устройство, которое используется для поиска и устранения неисправностей и проверки компонентов гидравлической системы.

 — трубка, труба или шланг, который действует как проводник гидравлической жидкости.

 — скользкая и вязкая жидкость, не смешиваемая с водой. Масло часто используется в гидравлических системах, потому что его нельзя сжимать.

 — цилиндрический кусок металла, который движется вверх и вниз внутри цилиндра гидравлического двигателя.

 — пластина на стороне шестеренчатого или лопастного насоса или картриджа двигателя, которая используется для сведения к минимуму зазора и проскальзывания.

 — механическое устройство, которое  жидкости и газы всасыванием или давлением.

 — в гидравлике состояние, вызванное препятствием или ограничением на пути потока.

 — Устройство, которое механически прикреплено к рабочей нагрузке и обеспечивает вращательное движение в двигателях.

 — движение элемента золотника клапана, штока цилиндра или насоса или смещение двигателя по прямой линии, которая устанавливает пределы движения.

 — ограничение нормального потока жидкости.

 — мера силы, прилагаемой к вращательному движению, обычно измеряется в фут-фунтах.

 — устройство, контролирующее расход, направление или давление жидкости.

 — в гидравлическом двигателе плоская поверхность, которая вращается и отталкивается от жидкости.

Классификация гидравлических машин

Гидравлические машины классифицируют по принципу действия и внутреннему строению.

Главное разделение – насосы и гидравлические двигатели.

К насосам относятся такие группы:

1. Объёмные – это агрегаты, рабочий процесс которых, происходит переменно. В рабочую ёмкость через входную трубу попадает жидкость. После заполнения камеры, входная труба перекрывается задвижкой и в камере нагнетается давление (поршень). Открывается выводящая труба и жидкость покидает ёмкость. Задвижка закрывается, а на входе наоборот открывается. Процесс повторяется
2. Динамические – в этих агрегатах, рабочая часть насоса, взаимодействует с жидкостью в проточной части. Потоку придаётся дополнительная кинетическая энергия, за счёт лопастей, винтов или вихревого потока.

Гидравлические двигатели разделяются на:

1. Активные – в этом случае, поток распределяется по нескольким каналам, через которые он с большой скоростью ударяет в определённые лопасти турбины.
2. Реактивные – это агрегат, в котором колесо вырабатывающее энергию, находится в ёмкости с большим давление под водой.

Однако у гидравлических двигателей, большинство моделей можно использовать как насос. Следовательно, они могут разделяться на объёмные и динамические.

Шестеренные

Роторные гидромашины этого вида нашли применение в системах смазки, дорожной и сельскохозяйственной спецтехнике, мобильных гидравлических конструкциях. К их плюсам относят:

• простоту конструктивного исполнения;
• работу на частотах до 5000 об/мин.;
• небольшой вес;
• компактность.

Заметные минусы:

• рабочее давление до 20 МПа;
• низкий КПД;
• небольшой ресурс;
• проблемы пульсации.

Рабочими вытесняющими элементами конструкции являются две шестерни. Они различаются по виду зацепления:

• Внешнее. Со стороны входа шестерни вращаются в разные стороны, захватывают жидкость впадинами зубьев и перемещают ее вдоль стенок корпуса к выходу из насоса. Когда зубья входят в зацепление, рабочая жидкость выталкивается из впадин к выходу из корпуса.
• Внутреннее. Принцип работы не меняется. Жидкость переносится в область нагнетания во впадинах между зубьями шестерни вдоль поверхности вспомогательного серпообразного разделителя. Пульсация давления и уровень шума в таких агрегатах снижаются.

Разновидностью рассматриваемой системы зацепления являются героторные (без разделителя, шестерни постоянно контактируют благодаря особому профилю зубьев) и винтовые конструкции.

НШ-10 – известная и надежная модель шестеренного насоса с высококачественной сборкой.

История развития гидропривода

Гидравлические технические устройства известны с глубокой древности. Например, насосы для тушения пожаров существовали ещё во времена Древней Греции.

Однако, как целостная система, включающая в себя и насос, и гидродвигатель, и устройства распределения жидкости, гидропривод стал развиваться в последние 200—250 лет.

Одним из первых устройств, ставших прообразом гидропривода, является гидравлический пресс. В 1795 году патент на такое устройство получил Джозеф Брама (англ. Joseph Bramah), которому помогал Генри Модсли, и в 1797 году первый в истории гидравлический пресс был построен.

В конце XVIII века появились первые грузоподъёмные устройства с гидравлическим приводом, в которых рабочей жидкостью служила вода. Первый подъёмный кран с гидравлическим приводом был введён в эксплуатацию в Англии в 1846—1847 годах, и со второй половины XIX века гидропривод находит широкое применение в грузо-подъёмных машинах.

Создание первых гидродинамических передач связано с развитием в конце XIX века судостроения. В то время в морском флоте стали применять быстроходные паровые машины. Однако, из-за кавитации, повысить число оборотов гребных винтов не удавалось. Это потребовало применения дополнительных механизмов. Поскольку технологии в то время не позволяли изготавливать высокооборотистые шестерённые передачи, то потребовалось создание принципиально новых передач. Первым таким устройством с относительно высоким КПД явился изобретённый немецким профессором Г. Фётингером гидравлический трансформатор (патент 1902 года), представлявший собой объединённые в одном корпусе насос, турбину и неподвижный реактор. Однако первая применённая на практике конструкция гидродинамической передачи была создана в 1908 году, и имела КПД около 83 %. Позднее гидродинамические передачи нашли применение в автомобилях. Они повышали плавность трогания с места. В 1930 году Гарольд Синклер (англ. Harold Sinclair), работая в компании Даймлер, разработал для автобусов трансмиссию, включающую гидромуфту и планетарную передачу. В 1930-х годах производились первые дизельные локомотивы, использовавшие гидромуфты.

В СССР первая гидравлическая муфта была создана в 1929 году.

В 1882 году компания Армстронг Уитворс представила экскаватор, в котором впервые ковш имел гидравлический привод. Один из первых гидрофицированных экскаваторов был произведён французской компанией Poclain в 1951 году. Однако эта машина не могла поворачивать башню на 360 градусов. Первый полноповоротный экскаватор с гидроприводом был представлен этой же фирмой в 1960-м году. В начале 1970-х годов гидрофицированные экскаваторы, обладавшие большей производительностью и простотой управления, в основном, вытеснили с рынка своих предшественников — экскаваторы на канатной тяге.

Первый патент, связанный с гидравлическим усилением, был получен Фредериком Ланчестером в Великобритании в 1902 году. Его изобретение представляло собой «усилительный механизм, приводимый посредством гидравлической энергии». В 1926 году инженер подразделения грузовиков компании Пирс Эрроу (англ. Pierce Arrow) продемонстрировал в компании «Дженерал моторс» гидроусилитель руля с хорошими характеристиками, однако автопроизводитель посчитал, что эти устройства будут слишком дорогими, чтобы выпускать их на рынок. Первый предназначенный для коммерческого использования гидроусилитель руля был создан компанией Крайслер в 1951 году, и сейчас большинство новых автомобилей укомплектовывается подобными устройствами.

Фирма Хонда после представления гидростатической трансмиссии в 2001 году для своей модели мотовездехода FourTrax Rubicon, анонсировала в 2005-м году мотоцикл Honda DN-01 с гидростатической трансмиссией, включающей насос и гидромотор. Модель начала продаваться на рынке в 2008 году. Это была первая модель транспортного средства для автодорог, в котором использовалась гидростатическая трансмиссия.

Принцип работы гидросистем (ГС):

Преобразование механической энергии приводного двигателя в гидравлическую и передача мощности к рабочим органам промышленного оборудования. В металлорежущих, металлообрабатывающих и других станках гидравлика обеспечивает оптимальный режим функционирования, благодаря:

• возможности бесступенчатого регулирования,
• обеспечение плавных движений
• эффективной автоматизации процессов.

Предназначен для преобразования гидравлической энергии в механическое движение рабочих органов. Направляет жидкость как в одном направлении (одностороннее действие) ,так в двух (двухстороннее действие).

Конструктивные варианты:

• поршневые с одним или двумя штоками
• плунжерные,
• однополостные и двухполостные,
• телескопические,
• специального исполнения для конкретной области применения.

Необходимо отметить, что в конструкции цилиндра может присутствовать датчик линейного перемещения, который обеспечивает обратную связь в системах пропорционального или сервоуправления.

В сложных механизмах вместо гидроцилиндров устанавливают гидромоторы, в рабочая жидкость в которых поступает из насоса, а потом возвращается в магистральный трубопровод. В зависимости от требуемых задач и характеристик, ГС комплектуют лопастными, шестеренными, поршневыми гидродвигателями.

Гидрораспределители – дросселирующие и направляющие. Служат для управления потоками. По конструкции их разделяют:

• золотниковые,
• клапанные,
• крановые.

Наиболее востребованы в данный момент в промышленной гидравлике гидрораспределители золотникового типа, из-за простоты в эксплуатации, надежности и довольно таки небольшим габаритам.

Клапаны служат для регулирования пуска, остановки, интенсивности потока. Сервоприводные и пропорциональные клапаны, осуществляют движение пропорционально подаваемому электрическому сигналу.

Насосы

Преобразуют механическую энергию гидропривода в давление рабочей жидкости Для промышленной техники и оборудования, применяют в основном динамические модели, устойчивые к посторонним включениям.

Необходимо отметить, что гидронасосы бывают принудительного типа.

По конструкции из можно разделить на:

• поршневые (аксиальные и радиальные),
• шестеренные,
• лопастные.

На рынке промышленной гидравлики предлагают также и модели специального исполнения, такие, как с пониженным уровнем пульсации и шума, способные выдерживать сложные эксплуатационные условия.

В зависимости от функционального назначения ГС, в гидравлических системах присутствуют дополнительные элементы: фильтры (напорные, всасывающие, воздушные, сливные), блоки разгрузки, зарядные устройства, крепежные детали, маслоохладители и другие.

Что такое гидравлика? Определение и понятие

Гидравлические механизмы относятся к старейшим системам, применяемым в практической инженерии. Сам по себе принцип механизированного действия постепенно утрачивает актуальность, поскольку его вытесняют более технологичные приводные средства. Но в силу ограниченности возможностей интеграции новых и более дорогих решений, во многих сферах сохраняет свои позиции и традиционная механика. Что такое гидравлика в современном контексте эксплуатации? Это инфраструктура, которая задействуется в машинах, конструкциях и сооружениях, обеспечивающая достаточное усилие для приведения в действие функциональных узлов и агрегатов.

Что такое гидравлический насос

Без гидравлического насоса рулевое колесо не сможет легко поворачиватьсяЕсли вы когда-либо водили автомобиль без гидроусилителя руля, вы знаете, как трудно поворачивать руль, особенно на низких скоростях. К счастью, автомобили, на которых мы ездим сегодня, не имеют таких проблем, и рулевое колесо легко и без проблем поворачивается благодаря … гидравлическому насосу.

Как это работает?Каждый раз, когда вы поворачиваете руль автомобиля, гидравлический насос подает жидкость (гидравлическую) под давлением к рулевой тяге. Поскольку эта тяга прикреплена как к рулевому колесу, так и к шестерне, которая приводит в движение колеса, можно без проблем повернуть рулевое колесо и упростить вождение.

Они также используются в гидравлической подвескеГидравлическая подвеска — это тип подвески, в котором используются независимые амортизаторы

Этот тип подвески контролируется центральной панелью внутри машины, но что более важно, это то, что амортизаторы с независимой подвеской используют гидравлические насосы для увеличения и уменьшения давления

Что такое гидравлический насос?Вообще говоря, этот насос представляет собой тип устройства, которое преобразует механическую энергию в гидравлическую энергию. Когда он работает, он выполняет две функции одновременно:

Во-первых, его механическое действие создает вакуум на входе насоса, который позволяет атмосферному давлению заставлять жидкость проходить из бака в насос.Во-вторых, опять же, благодаря механическому воздействию, насос подает эту жидкость к выходу насоса и заставляет ее «проходить» через гидравлическую систему для выполнения своей работы.По конструкции гидравлические насосы делятся на несколько основных типов:

• Шестеренчатые насосы
• Пластинчатые насосы
• Аксиально-поршневые насосы
• Радиально-поршневые насосы

Сфера использования

Широкое применение системы этого типа нашли:

1. В промышленности. Очень часто гидравлика является элементом конструкции металлорежущих станков, оборудования, предназначенного для транспортировки продукции, ее погрузки/разгрузки и т. д.
2. В авиакосмической отрасли. Подобные системы используются в разного рода средствах управления и шасси.
3. В сельском хозяйстве. Именно через гидравлику обычно происходит управление навесным оборудованием тракторов и бульдозеров.
4. В сфере грузоперевозок. В автомобилях часто устанавливается гидравлическая тормозная система.
5. В судовом оборудовании. Гидравлика в данном случае используется в рулевом управлении, входит в конструктивную схему турбин.

Общие сведения о гидростатическом приводе

Гидростатический привод и его элементы

Гидравлический привод (или гидравлическая система) представляет собой совокупность механизмов и устройств, служащих для передачи энергии при помощи жидкости.

Как отмечалось выше, гидравлические приводы можно разде­лить на два основных типа: гидростатические (или объемные) и гидродинамические.

В отличие от гидродинамического привода, в котором переда­ча энергии осуществляется главным образом изменением скоро­сти жидкости в цепи, в гидростатическом приводе энергия пере­дается давлением жидкости без значительного изменения ее ско­рости.

Гидростатический привод составляют следующие основные элементы:

1) источник гидравлической энергии — насос или аккумулятор; приемник гидравлической энергии — гидродвигатель; органы регулирования и  распределения гидравлической энергии;

2) органы защиты.

В гидростатическом приводе насос и гидродвигатель — гид­равлические машины объемного типа.

На рис. 127 показана одна из схем гидростатического привода, на которой можно видеть все названные выше элементы.

Система работает следующим образом. Предположим, что распределительный кран закрыт, так что гидродвигатель отклю­чен от линии нагнетания насоса. При включении насоса жидкость начнет поступать в аккумулятор, заполняя его. Давление в нем повышается. Когда оно достигнет заданной величины р0, сраба­тывает специальноерегулирующее устройство, называемое авто­матом разгрузки, которое переключает насос на линию слива, почти полностью разгружая его. Линия, ведущая к исполнитель­ным механизмам, оказывается, таким образом, подключенной к другому источнику гидравлической энергии — аккумулятору. Разрядиться же аккумулятор на бак через насос не можетиз-за обратного клапана, установленного между ним и насосом.

Пусть теперь поворотом распределителя (на 45° в ту или дру­гую сторону) включается гидроцилиндр. Тогда жидкость в него будет поступать из аккумулятора, давление в котором начнет па­дать. При достижении некоторого заданного давления pi автомат разгрузки переключает насос с линии слива на аккумулятор, бла­годаря чему начнется вновь заполнение аккумулятора и повыше­ние давления в нем до ро, ког­да насос вновь будет отключен на слив. Таким образом,рассматриваемая система рабо­тает попеременно от двух ис­точников давления — насоса или аккумулятора, включение которых определяется давлени­ем в аккумуляторе.

ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ

ЧАСТЬ 1

Введение

Сегодня гидравлические системы используется очень широко на строительной технике.

Использование гидравлических систем постоянно увеличивается, несмотря на

использование других систем, таких как: электрическая, пневматическая и механическая

системы. На многих экскаваторах, например, гидравлическая система используется для

подъёма и опускания стрелы, работы ковша и управления поворотной платформой.

Почему гидравлическая система получила широкое распространение?

Существует несколько причин. Одна из них, это то, что гидравлическая система является универсальной, эффективной и простой при передаче энергии. Работа гидравлической системы заключается в преобразовании энергии из одного вида в другой.

Мы надеемся, что эта книга поможет вам понять принципы работы гидравлической системы.

Эффективная передача энергии История гидравлики Как мы уже сказали, гидравлическая система осуществляет преобразование одного вида энергии в другую. При этом средством является жидкость. Наука, которая занимается передачей энергии посредством жидкости называется гидравлика. Это слово произошло от греческого «hydros» — «вода».

Гидравлика является молодой наукой, всего около несколько сот лет. Начало положил Паскаль, открыв принцип гидравлики. Этот принцип дошёл до наших времён как Закон Паскаля. Несмотря на открытие Паскаля, практическому применению гидравлики положил Джозеф Брама, который изобрёл гидравлический пресс в 1975 году. Средство, которое использовалось в этом прессе, была вода.

Гидродинамика и гидростатика Наука гидравлика получила широкое развитие с момента открытия Паскаля. Фактически к настоящему времени произошло разделение гидравлики на две науки.

Гидродинамика – наука о подвижной жидкости.

Гидростатика – наука о жидкости под давлением.

Водяной круг – это хороший пример применения гидродинамики. При этом используется энергия воды. В гидростатических устройствах используются различные виды энергии.

Средством для производства этой энергии является жидкость. Для производства движения используется жидкость, но эта жидкость не является источником движения. Передача энергии происходит потому, что сжатая жидкость подаётся под давлением.

Сегодня большинство гидравлических машин управляются по гидростатическому принципу.

гидродинамика гидростатика

Возможные последствия наличия загрязнений

Существует два основных следствия от наличия загрязняющих веществ в составе гидравлической жидкости:

• Падение эффективности гидравлики. Это приводит к резкому снижению КПД всего оборудования/техники. Обычно эффективность падает постепенно и ее трудно обнаружить, если проверяющий специалист не обладает нужными познаниями и опытом. Как минимум подобный эффект приведет к резкому возрастанию расхода топлива.
• Наличие загрязнений ускоряет износ деталей, входящих в состав гидравлической системы. Как показывает статистика, 75-85 процентов неисправности важнейших элементов гидравлики связано именно с наличием загрязнений в используемой жидкости. Существует три основных типа износа: абразивный, адгезионный, усталостный.

Износ абразивного типа Наличие абразивных частиц в гидравлической жидкости приводит к соскабливанию металла с элементов этой системы. Это не только ускоряет износ важнейших компонентов гидравлики, но и повышает общий уровень загрязненности, что ускоряет проявление различных неприятностей.Износ усталостного типа Высокое давление, а также ударные нагрузки, постоянно оказывающие воздействие на изделия, входящие в состав гидравлической системы, являются причиной появления стружки из металла, которая еще больше загрязняет гидравлическую жидкость.Износ адгезионнного типа или облитерация Разнообразные частицы, находящиеся в составе гидравлической жидкости, начинают прилипать к металлическим поверхностям системы. Итог — клапаны перестают правильно функционировать, а сама жидкость не может эффективно циркулировать в системе.