Общие сведения и классификация.

Гидравлическими машинами называются машины, которые сообщают протекающей через них жидкости механическую энергию (насос), либо получают от жидкости энергию и передают её рабочему органу для полезного использования (гидравлическая турбина).

5.1. Общие понятия и определения лопастных гидромашин и гидродинамических передач

В динамических насосах жидкость движется под силовым воздействием в камере, имеющей постоянное сообщение с входным и выходным патрубками. К ним относятся лопастные машины, вихревые, струйные и другие типы насосов.

Лопастной машиной называется устройство, предназначенное для преобразования энергии потока жидкости или газа в энергию вращательного движения или наоборот. К гидравлическим лопастным машинам относятся лопастные насосы, гидротурбины, гидравлические динамические муфты и трансформаторы крутящего момента.

Лопастной насос – это устройство, в котором осуществляется преобразование механической энергии в гидравлическую за счет динамического взаимодействия между потоком жидкости и лопастями рабочего колеса.

Гидравлическая турбина – это устройство, в котором энергия потока жидкости преобразуется в механическую энергию, т.е. во вращательную энергию на валу рабочего колеса.

Рабочим органом лопастной машины является вращающийся ротор, состоящий из рабочего колеса и вала. Рабочим колесом называется система лопастей, закрепленная на валу машины (рис. 1).

Центробежный насос состоит из рабочего колеса 1 с криволинейными лопастями, насаженного на вал 2, и камеры 3, в которой располагается рабочее колесо. По входному патрубку 4 жидкость подается к центральной части рабочего колеса и выбрасывается из него в спиральную отвод 3, переходящий в короткий диффузор – напорный патрубок 5. Назначением рабочего колеса является передача жидкости энергии от двигателя. Рабочее колесо центробежного насоса состоит из ведущего а и ведомого (обода) б дисков, между которыми находятся лопатки в, изогнутые, как правило, в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Ведущим диском рабочее колесо крепится на валу. В центробежном насосе на жидкость, заполняющую каналы между лопастями колеса и вращающуюся вместе с ним, действует центробежная сила и отбрасывает её от центра колеса на периферию, создавая повышенное давление на периферии и разрежение в центре. Поэтому постоянно происходит всасывание жидкости в подводящее отверстие.

Рис. 5.1 Схема центробежного насоса

Динамическое воздействие лопастей на поток приводит к тому, что давление в напорном патрубке будет больше, чем давление во всасывающем патрубке, т.е. создается напор, зависящий от частоты вращения колеса. Привод насоса осуществляется непосредственно от вала электродвигателя.

Применение лопастных машин в качестве элементов гидросистем мобильной техники, в частности автотракторной, ограничено. Несколько шире лопастные насосы используются как дополнительное оборудование для специальных автомобилей и тракторных агрегатов: на пожарных и поливочных автомобилях, в дождевальных установках, агрегатируемых с тракторами и т.п.

Совсем не применяются в мобильной технике как самостоятельный элемент гидротурбины.

Гидродинамические передачи широко применяются в трансмиссиях автомобилей, автобусов, тракторов, дорожно-строительных, горных и других машин, работающих в тяжелых условиях или при переменных нагрузках.