Шестеренчатый гидронасос: принцип работы, конструкция и частые неисправности

Шестеренчатый гидравлический насос, который в профессиональной среде часто называют «шестеренником», представляет собой ключевой элемент гидравлической системы современных тягачей и спецтехники. Этот тип насосного оборудования заслужил репутацию надежного и эффективного решения благодаря своей продуманной конструкции и устойчивости к эксплуатационным нагрузкам. В чем заключаются преимущества шестеренчатых насосов перед аксиально-поршневыми аналогами и какие факторы приводят к их преждевременному выходу из строя? Ответы на эти вопросы вы найдете в нашем подробном обзоре.

Конструктивные особенности шестеренчатых насосов

Шестеренчатые гидравлические насосы отличаются относительно простой, но эффективной конструкцией, что объясняет их широкое распространение в различных отраслях промышленности и транспортной сфере. Основные компоненты классического шестеренчатого насоса включают в себя:

• Корпус насоса с рабочей камерой
• Приводной вал с ведущей шестерней
• Ведомую шестерню, находящуюся в постоянном зацеплении
• Опорные втулки или подшипники валов
• Систему уплотнений (сальники, манжеты)
• Уплотнительные пластины («восьмерки»)
• Крышку насоса с местами крепления

Принцип работы шестеренчатого гидронасоса

Рабочий процесс шестеренчатого насоса основан на принципе объемного вытеснения жидкости. Две прямозубые шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении, вращаются внутри герметичной рабочей камеры. В зоне выхода зубьев из зацепления создается разреженное пространство (вакуум), благодаря которому гидравлическая жидкость поступает из бака во всасывающую полость насоса.

Захваченная зубьями шестерен рабочая жидкость перемещается по периферии рабочей камеры от зоны всасывания к зоне нагнетания. В области входа зубьев в зацепление объем пространства между зубьями уменьшается, что создает избыточное давление и вытесняет жидкость в напорную гидролинию, ведущую к исполнительным механизмам гидросистемы.

Ключевые преимущества шестеренчатых насосов

Сравнительный анализ: шестеренчатые vs аксиально-поршневые насосы

При выборе гидравлического насоса для оснащения тягача или спецтехники важно понимать различия между основными типами насосного оборудования. Шестеренчатые и аксиально-поршневые насосы имеют различные эксплуатационные характеристики, определяющие области их оптимального применения.

Типичные проблемы и неисправности шестеренчатых насосов

Несмотря на общую надежность, шестеренчатые гидронасосы могут выходить из строя при нарушении условий эксплуатации или превышении рабочих параметров. Наиболее распространенные проблемы связаны с эксплуатацией оборудования в экстремальных режимах.

«Порочный круг» в гидравлической системе

Одной из наиболее частых причин выхода из строя шестеренчатых насосов является принудительное повышение давления в гидравлической системе сверх расчетных значений. Такая ситуация typically возникает когда гидроцилиндр не может поднять сильно нагруженный полуприцеп, и водитель пытается решить проблему увеличением оборотов двигателя.

На большинстве серийных тягачей выходной гидрошланг, соединяющий насос с распределителем, имеет ограниченную пропускную способность — обычно около 100 литров в минуту. Этого достаточно для нормальной работы гидросистемы при штатных нагрузках, но при значительном перегрузе возникает дисбаланс между производительностью насоса и пропускной способностью гидротрассы.

При увеличении оборотов двигателя насос начинает подавать больший объем рабочей жидкости, чем может пропустить через себя гидрораспределитель. В результате срабатывает предохранительный клапан, и масло направляется обратно в бак, создавая замкнутый цикл. Недостаточное усилие на гидроцилиндре сохраняется, что побуждает водителя к дальнейшему увеличению оборотов, создавая колоссальное давление на выходе из насоса.

Механизм разрушения при перегрузке

Возникающее при описанной ситуации избыточное давление воздействует на шестерни, буквально вдавливая их в стенки рабочей камеры. Это приводит к интенсивному трению, локальному перегреву и быстрому износу рабочих поверхностей. В наиболее тяжелых случаях возможно заклинивание насоса или разрушение зубьев шестерен, требующее дорогостоящего ремонта или полной замены оборудования.

Особенности работы гидроцилиндров под нагрузкой

Для понимания причин возникновения проблем с подъемом груженого полуприцепа необходимо учитывать конструктивные особенности телескопических гидроцилиндров, которые обычно используются в самосвальных системах.

Телескопический цилиндр состоит из нескольких последовательно выдвигающихся секций, причем каждая последующая секция имеет меньшую площадь рабочей поверхности по сравнению с предыдущей. При стандартном рабочем давлении в 190 бар внешняя секция цилиндра развивает усилие, достаточное для подъема примерно 172 тонн, тогда как четвертая секция способна поднять лишь около 72 тонн.

Такая конструкция оптимальна для перевозки сыпучих материалов типа щебня, когда при подъеме кузова часть груза высыпается, уменьшая нагрузку на последующие секции цилиндра. Однако при перевозке липких материалов типа мокрого песка или глины разгрузка происходит неравномерно, и механизм часто останавливается на третьей секции, не имеющей достаточного усилия для полного выдвижения.

Последствия неправильных действий водителя

Попытки преодолеть заклинивание путем увеличения давления в гидросистеме приводят к одним из двух негативных сценариев:

• Разрушение насоса — избыточное давление вызывает интенсивный износ шестерен и корпуса насоса
• Повреждение гидроцилиндра — превышение допустимого давления приводит к разрыву стопорных колец внутри цилиндра

Рекомендации по эксплуатации и профилактике

Для обеспечения длительной и бесперебойной работы шестеренчатого гидронасоса необходимо придерживаться следующих правил эксплуатации:

Следует понимать, что даже самая надежная гидравлическая техника не сможет работать безотказно при систематическом нарушении правил эксплуатации. Шестеренчатые насосы доказали свою эффективность в различных условиях, но их ресурс напрямую зависит от грамотного использования и соблюдения технических требований.

Надеемся, этот материал помог вам лучше понять особенности работы шестеренчатых гидравлических насосов. Для получения дополнительной информации или консультации по подбору гидравлического оборудования для вашей техники обращайтесь к специалистам компании «Гидравлик-Трак» — мы всегда готовы предложить оптимальные решения для ваших задач!