При подаче к гидромашине жидкости под давлением она работает в режиме гидромотора. Силы Р, вызванные давлением жидкости на поршни, создают на упорном диске крутящий момент, который передается к выходному валу. Гидромашины с несиловой карданной передачей не нашли распространения в современных ГОТ самоходных машин Исключение составляют гидромашины фирмы «Секмаер» (Франция), предназначенные для ГОТ тепловозов, самосвалов сверхбольшой грузоподъемности и других машин, снабженных мощными двигателями Установочная мощность выпускаемых гидромашин достигает нескольких тысяч киловатт. Их отличительной особенностью является работа при высоком номинальном давлении жидкости (55 МПа). При таких значениях мощности и давления потери на трение, возникающие при вращении блока цилиндров, значительны, и для их преодоления и синхронного с валом ведения блока цилиндров применена несиловая карданная передача.
Обеспечение надежной работы гидромашины с высоким давлением потребовало длительной их доводки и использования ряда новых конструктивных решений. В гидромашинах фирмы «Секмаер» упорный диск, выполненный как одно целое с приводным валом, установлен в корпусе гидромашины в сложном подшипниковом узле, состоящем из двух сдвоенных роликовых, двух конических (воспринимающих осевые силы) и одного шарикового подшипников. Карданный вал имеет два карданных шарнира с игольчатыми подшипниками, смазываемыми под давлением. Блок цилиндров изготовлен из стали с высоким пределом прочности. Он содержит 11 цилиндров, обеспечивающих равномерную подачу жидкости, а следовательно, малую вибрацию и малый шум.
При создании гидромашин, работающих при высоком давлении большое внимание было уделено уменьшению потерь. Для снижения утечек в паре поршень-цилиндр жесткие поршни были заменены на поршни с эластичной головкой из бронзы. При рабочем ходе поршня головка под давлением масла деформируется и плотно прижимается к стенкам цилиндра, а при холостом – принимает первоначальную форму. В зазор между поршнем и цилиндром попадает небольшое количество масла для смазывания. Утечки рассчитывают из условия обеспечения необходимого количества смазочного материала.
Использование поршней с эластичной головкой привело к уменьшению и механических потерь. При отсутствии эластичной головки возникают большие утечки, образующие вокруг поршня масляный клин и затрудняющие его перемещение.
Таблица 2. Потери мощности (%) в гидромашинах
|
Потери |
Гидромашина | |
|
Неусовершенствованная |
усовершенствованная | |
|
На сухое трение |
1,5 |
1,5 |
|
На утечки в зазорах и гидравлическое трение |
10 |
2,5 |
|
На сжатие жидкости |
22 |
2 |
|
Гидравлические, вызывающие уменьшение давления |
1 |
1 |
|
На привод насоса подпитки |
2,5 |
1 |
|
Общие потери |
37 |
8 |
|
Полный КПД передачи при изменении частоты вращения от 0,1 номинальной до номинальной |
0,63 |
0,92 |