Открытый и закрытый гидравлический контур: почему насосы и моторы нельзя менять «по размеру»

Замена гидравлического насоса или гидромотора по совпадению монтажных размеров без анализа схемы рабочего контура - прямой путь к выходу системы из строя. Разница между открытым и закрытым гидравлическим контуром определяет требования к компонентам.

В чем отличия контуров

В открытом контуре гидравлика работает по разомкнутому циклу. Гидравлический насос всасывает жидкость из бака, подает ее через распределитель к исполнительному механизму, а отработанная жидкость направляется на слив в бак.

В закрытых схемах критически важно правильно организовать линии дренажа и промывки. Утечки из дренажных линий насоса и мотора отводятся непосредственно в резервуар. Обновление жидкости происходит через специальный клапан промывки.

Перепутывание этих магистралей приводит к аэрации масла и падению давления подпиточного насоса.

Где применяют открытые схемы

Открытые схемы доминируют в мобильной технике и промышленном оборудовании, где от одного насоса питается несколько независимых механизмов:

• экскаваторы;
• подъемные краны;
• коммунальные машины;
• прессы.

Главные преимущества - возможность управления несколькими цилиндрами через секционные распределители и неограниченный объем бака для охлаждения и дегазации масла.

Почему закрытый контур используют в приводах движения

Гидростатическая трансмиссия с закрытым контуром - стандартное решение для ходовых приводов мобильной техники:

• дорожных катков;
• асфальтоукладчиков;
• комбайнов;
• машин с бортовым поворотом.

Гидростатическая трансмиссия обеспечивает плавное изменение направления и скорости за счет регулирования подачи насоса без применения сложной распределительной аппаратуры.

Замкнутый рабочий контур позволяет рекуперировать энергию торможения, снижает нагрев масла, уменьшает требуемый объем бака и обеспечивает компактность привода.

Зачем нужен подпиточный контур

Любой гидронасос и гидромотор в закрытом контуре имеют внутренние утечки, которые отводятся по дренажной линии в бак. Чтобы восполнить потери и исключить кавитацию на входе, устанавливают подпиточный насос.

Он забирает масло из резервуара и подает его через обратные клапаны под давлением, которое обычно составляет 15–30 бар.

Подпиточный насос также отвечает за обмен жидкости через клапан промывки, охлаждает и фильтрует масло, поддерживая стабильную температуру и чистоту рабочей среды.

Почему насосы и моторы нельзя выбирать только по размеру

Рабочий объем - только один из критериев подбора. Насос для открытого контура проектируется с расчетом на самовсасывание. Он имеет развитый всасывающий тракт и низкое сопротивление на входе.

Насос для закрытого контура не работает в режиме всасывания: на его вход постоянно подается давление подпитки. Уплотнения вала, поршневая группа и регулятор рассчитаны именно на работу с подпором.

Гидромоторы для открытого и закрытого контуров также отличаются конструкцией. Мотор для закрытого контура часто оснащается встроенными подпиточными и предохранительными клапанами и способен работать в режиме насоса при рекуперативном торможении.

Мотор открытого исполнения таких клапанов не имеет и не рассчитан на реверс потока под высоким давлением в замкнутом рабочем контуре.

Ошибки замены компонентов без учета схемы

Типичная ошибка - подбор насоса только по рабочему объему и фланцу. Насос открытого типа в закрытом контуре теряет герметичность уплотнений и получает кавитационные повреждения поршневой группы.

Если установить гидромотор от лебедки в замкнутый ходовой привод без встроенных клапанов подпитки и промывки, это может вызвать перегрев при движении накатом и разрушение распределительного узла.

Еще одна критическая ошибка - неправильная организация слива в бак и дренажа. В закрытых схемах дренажные линии насоса и мотора часто связаны с контуром подпитки. Перепутывание магистралей приводит к аэрации масла и падению давления подпиточного насоса.

Какие данные нужны для подбора аналога

Для точного подбора гидравлического насоса или гидромотора помимо присоединительных размеров необходимы:

• тип рабочего контура - открытый или закрытый;
• номинальное и пиковое давление;
• диапазон частот вращения;
• рабочий объем;
• направление потока - реверсивное или нереверсивное.

Для закрытого контура обязательно учитывают параметры подпиточного насоса: давление настройки и подачу.

При подборе гидромотора также принимают во внимание допустимую радиальную нагрузку на вал, максимальное давление в дренажной линии и наличие стояночного тормоза.