Радиально-поршневые насосы

Насосы переменной подачи

Насосы переменной подачи предназначены:

1. для создания необходимого рабочего давления в гидравлической системе рулевых машин,

2. для изменения скорости и направления перекладки пера руля.

В зависимости от принципа действия, насосы переменной подачи делятся на два вида:

1. радиально-поршневые;

2. аксиально-поршневые.

 

Радиально-поршневые насосы часто называют насосами Холла, по имени изобрета-

теля этого вида насоса переменной подачи

. Устройство радиально-поршневого насоса

Устройство насоса Холла показано на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Принцип действия радиально-плунжерного насоса регулируемой подачи ( насоса Холла ):

1 – барабан; 2 – нижняя полость насоса; 3 – плунжер; 4 – цилиндр; 5 – верх

няя полость насоса; 6 – ползун; 7 – корпус насоса; 8 – манипулятор;

а ) исходное положение барабана;

б ) барабан смещен влево, полость 5 нагнетательная, полость 2 всасывающая; в ) барабан смещен вправо, полость 2 нагнетательная, полость 5 всасываю-

щая.

 

В неподвижном корпусе насоса 7 асинхронным двигателем вращается звездообразный ротор. Он состоит из 5…11 радиально расположенных цилиндров. На рис. 10.5 показан ротор с семью цилиндрами 4.

Внутри каждого цилиндра есть плунжер ( поршень ) 3, связанный шарнирно с ползуном 6. При вращении ротора ползуны скользят по внутренней поверхности барабана 1.

Этот барабан не вращается, но может перемещаться влево или вправо при помощи специального рычага – манипулятора 8. При этом ось ротора остаётся на месте ( напомним, что ротор насоса вращается приводным асинхронным двигателем ) .

Полость ротора разделена перегородкой на верхнюю 5 и нижнюю 2 части. Каждая часть соединена магистралями с трубопроводами «а» и «б» рулевой гидравлической маши

ны ( см. ниже рис. 10.9. Принципиальная схема гидравлической рулевой машины ).

 

Принцип действия насоса

В исходном состоянии ось ротора и ось барабана совпадают ( рис. 10.5, а ).

Смещение оси барабана 1 по отношению к оси ротора называют эксцентриситетом и обозначают греческой буквой ε ( эпсилон ). На практике ε = 15…20 мм.

Поскольку в исходном состоянии оси ротора и барабана совпадают, ε = 0.

При этом плунжеры 3 вращаются вместе с цилиндрами 4, не перемещаясь радиально внутри последних.

Объём масла внутри каждого из цилиндров 4 одинаков, поэтому давление масла в полостях 5 и 2 равно нулю. На рис. 10.8 эти объемы, заполненные маслом, зачернены.

Если при помощи манипулятора 8 сместить барабан 1, например, влево ( рис. 10.5, б ), то возникнет эксцентриситет ε > 0.

При этом плунжеры цилиндров, находящиеся выше горизонтальной оси ( изображена пунктиром ), станут перемещаться внутри своих цилиндров по направлению к центру ротора, вытесняя масло внутрь верхней полости 5 и, далее, в магистраль «а». Эта магистраль станет нагнетательной.

В то же время плунжеры цилиндров, расположенные ниже горизонтальной оси, под действием центробежных усилий, станут перемещаться в направлении от центра ротора, а образующиеся под ними пустоты станут заполняться маслом из нижней полости 2.

В результате в этой полости давление упадёт, поэтому магистраль «б» станет всасывающей.

Вследствие этого рулевая машина начнёт поворачивать перо руля в направлении против часовой стрелки.

Если манипулятором сместить барабан 5 вправо ( рис. 10.5, в ), то, рассуждая аналогично, можно показать, что полость 5 станет всасывающей, а полость 2 – нагнетательной.

При этом руль повернётся в обратную сторону.

Чем больше эксцентриситет, тем больше ход плунжеров и тем больше объём масла ( подача ), перемещаемого в цилиндрах насоса и магистралях рулевой машины. Значит, тем больше скорость перекладки руля.

Из сказанного следует, что насос Холла имеет две особенности:

1. изменение направления перемещения барабана приводит к перекладке руля на

другой борт ( реверсу );

2. изменение величины смещения барабана ( эксцентриситета насоса ) приводит к

изменению скорости перекладки руля.

Для дистанционного управления манипулятором применяют электромеханические или электрогидравлические передачи, называемые исполнительным механизмом ( ИМ ).

При ручном ( аварийном ) управлении манипулятор перемещают вручную при помощи рукоятки снаружи корпуса ИМ, по командам с мостика.Угол поворота пера руля контролируют по указателю положения пера руля, расположенному в румпельном отделении ( второй указатель находится в рулевой рубке на мостике )