Гидравлический двигатель: Гидравлический двигатель — Википедия – Гидродвигатели. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Виды и область применения гидромоторов

Гидравлический мотор – это агрегат, предназначенный для преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию, которая приводит в движение рабочий элемент машины. В качестве исполнительного органа используется выходной вал, на который и подается преобразованная энергия.

Принцип работы

При запуске двигателя в паз распределительной системы поступает жидкость, а затем перемещается в камеры блока цилиндров. При наполнении отсека повышается давление на поршни, что приводит к созданию крутящего момента. Принцип преобразования гидравлической энергии в механическую определяется типом мотора. В заключительной стадии рабочая среда вытесняется из цилиндров, а поршни приступают к обратному действию.

Виды и область применения гидромоторов

1. Аксиально-поршневой

Конструкция предполагает параллельное расположение цилиндров либо расположение цилиндров вокруг или под уклоном к оси вращения блока поршневой группы. В данном типе гидромотора имеется функция реверсного хода, поэтому для работы гидроагрегата требуется соединение отдельной дренажной линии.

К достоинствам аксиально-поршневого гидропривода относятся:

• Работают с крутящим моментом до 600 Нм;
• Нормальное давление – 400-450 бар;
• Рабочий объем регулируется или остается постоянным.

Такие насосы используются на технике и в механизмах с большими нагрузками – сельскохозяйственных машинах, гидравлических прессах, экскаваторах, карьерной технике, мобильных механизмах и других установках.

2. Шестеренные

В моторах данного типа предусмотрена линия отвода рабочей среды из зоны подшипников. Она предназначена для реверсивного потока. При поступлении в гидродвигатель жидкость оказывает действие на шестерни, что приводит к формированию крутящего момента на валу привода.

Шестеренные гидромоторы демонстрируют стабильную работу на частоте вращения до 5000-10000 об/мин и давлении до 200 бар, а также не предъявляют особых требований к содержанию примесей. Поэтому гидроагрегат нашел широкое применение в приводах навесного оборудования спецтехники (экскаваторов, самосвалов, сеялок, погрузчиков и др.), станках и вспомогательных механизмах. В связи с низким КПД, не превышающим 0,9, гидроаппарат не подходит для решения задач силового обеспечения.

3. Героторные

Представляют собой разновидность шестеренных гидромоторов с внутренним зацеплением. В устройстве гидроагрегата предусмотрен специальный распределитель, посредством которого подается рабочая жидкость. В рабочих полостях образуется крутящий момент, который вызывает вращение ротора. В результате последний совершает планетарное движение.

Достоинствами героторных гидромоторов являются:

• Крутящий момент достигает 2000 Нм;
• Стабильная работа при давлении до 25 МПа;
• Рабочий объем гидроагрегата – до 800 см3;
• Малошумная работа;
• Небольшие габариты гидроузла.

Гидрооборудование героторного типа применяется в лесной, сельхозтехнике, дорожноуборочных машинах и других механизмах, где необходим высокий крутящий момент при сравнительно небольшой мощности.

4. Радиально-поршневые

Эти моторы бывают двух типов:

Однократного действия. Рабочие камеры, подвергающиеся высокому давлению, оказывают действие на кулак привода. Это приводит к старту вращения вала. На нем присутствует распределительный механизм, посредством которого камеры сопрягаются со сливными линиями и линиями высокого давления. В некоторых конструкциях рабочая среда перемещается в рабочие отсеки с помощью вала. Гидромоторы однократного действия выдерживают давление до 35 МПа и работают с частотой вращения до 2 тысячи об/мин. Данный тип гидроагрегатов подходит для поворотных устройств и транспортировки малотекучих жидкостей.

Многократного действия. Отличается от предыдущего типа тем, что вытеснитель осуществляет несколько рабочих циклов в течение одного оборота вала. Число этих циклов зависит от профиля корпуса.  Чаще всего встречаются в рабочих органах мобильных машин (механизмов) в качестве мотор-колеса, поэтому в устройстве может быть предусмотрена функция свободного вращения. Задача этого режима состоит в нагнетании малого давления (не более 5 бар) в линию дренажа и сопряжения рабочих камер со сливной линией. Свободное вращение обеспечивается за счет втягивания плунжеров в цилиндры и отхода от рабочего профиля.

Для консультации по выбору гидравлики для вашего вида техники обращайтесь к специалистам компании «СДМ-гидравлика

».

Поворотный гидродвигатель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 декабря 2014; проверки требует 1 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 декабря 2014; проверки требует 1 правка.

Поворотный гидродвигатель (неполноповоротный гидромотор, поворотный гидроцилиндр) — гидравлическая машина, предназначенная для преобразования гидравлической энергии в механическую и для сообщения рабочему органу возвратно-вращательного движения на угол, меньший 360°.

Двухпластинчатый поворотный гидродвигатель: фиолетовым цветом показана полость высокого давления, зеленовато-голубоватым — полость низкого давления

Чем больше количество пластин, тем больший момент на валу, но тем меньший угол поворота гидродвигателя, и тем меньшая угловая скорость вращения.

Максимальный угол поворота гидродвигателя зависит от числа пластин следующим образом: для однопластинчатого он составляет порядка 270°, для двухпластинчатого — около 150°, для трёхпластинчатого — до 70° ^[1]. Гидродвигатели с числом пластин, большим четырёх, изготавливают редко ^[2].

Момент на валу пластинчатого поворотного гидродвигателя зависит от разности давлений в напорной и сливной гидролиниях, от разницы диаметров ротора и статора, от длины пластин и от числа пластин:

M=bz(p1−p2)(r1−r2)(r1+r2)2=bz(p1−p2)r12−r222{\displaystyle M=bz\left(p_{1}-p_{2}\right)(r_{1}-r_{2}){\frac {(r_{1}+r_{2})}{2}}=bz\left(p_{1}-p_{2}\right){\frac {r_{1}^{2}-r_{2}^{2}}{2}}}

где:

b — длина пластины,

p1{\displaystyle p_{1}} и p2{\displaystyle p_{2}} — давления, соответственно, в полостях высокого и низкого давлений,

r1{\displaystyle r_{1}} — радиус внутренней поверхности статора,

r2{\displaystyle r_{2}} — радиус ротора,

z — число пластин.

Управление движением вала поворотного гидродвигателя осуществляется с помощью гидрораспределителя, либо с помощью средств регулирования гидропривода.

Поворотные гидродвигатели применяются, например, в механизмах поворота заслонок, во вращающихся упорах и др.

Вследствие того, что трудно обеспечить надёжное уплотнение пластин, пластинчатые поворотные гидродвигатели применяются только при низких давлениях рабочей жидкости ^[3].

Помимо пластинчатых поворотных гидродвигателей, применяются кривошипно-шатунные гидравлические поворотные механизмы, а также механизмы с зубчато-реечной передачей.

• Кривошипно-шатунный гидравлический поворотный механизм

• Условное графическое обозначение поворотного гидродвигателя ^[4]

• На старых гидросхемах поворотный гидродвигатель обозначался вот так

1. ↑ источник литературы 2, стр. 195
2. ↑ источник литературы 1
3. ↑ источник литературы 3, стр. 123
4. ↑ ГОСТ 2.782-96

1. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982.
2. Схиртладзе А. Г., Иванов В. И., Кареев В. Н. Гидравлические и пневматические системы. — Издание 2-е, дополненное. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2003 г. — 544 с.
3. Кожевников С.Н. Аппаратура гидро-, пневмо- и электроавтоматики металлургических машин. Москва-Киев, МАШГИЗ, 1961.

Гидравлический двигатель — это… Что такое Гидравлический двигатель?



Гидравлический двигатель

        машина, преобразующая энергию потока жидкости в механическую энергию ведомого звена (вала, штока). По принципу действия различают Г. д., в которых ведомое звено перемещается вследствие изменения момента количества движения потока жидкости (Гидротурбина, Водяное колесо), и объёмные Г. д., действующие от гидростатического напора в результате наполнения жидкостью рабочих камер и перемещения вытеснителей (под вытеснителем понимается рабочий орган, непосредственно совершающий работу в результате действия на него давления жидкости, выполненный в виде поршня, пластины, зуба шестерни и т.п.). В Г. д. первого типа ведомое звено совершает только вращательное движение. В объёмных Г. д. ведомое звено может совершать как ограниченное возвратно-поступательное или возвратно-поворотное движение (гидроцилиндры), так и неограниченное вращательное движение (гидромоторы). Гидроцилиндры подразделяются на силовые и моментные; в силовом гидроцилиндре (рис. 1) шток, связанный с поршнем, совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение относительно цилиндра: в моментном гидроцилиндре, называемом также квадрантом (рис. 2), вал совершает возвратно-поворотное движение относительно корпуса на угол, меньший 360°.

         Гидромоторы разделяются на поршневые, в которых рабочие камеры неподвижны, а вытеснители совершают только возвратно-поступательное движение, и роторные. В роторных гидромоторах рабочие камеры перемещаются, а вытеснители совершают вращательное движение, которое может сочетаться с возвратно-поступательное (кулисные гидромоторы). В зависимости от формы вытеснителей кулисные гидромоторы подразделяют на пластинчатые и роторно-поршневые (радиальные и аксиальные). Наиболее распространены аксиальные роторно-поршневые (рис. 3), в которых давление рабочей жидкости на поршень создаёт на наклонной шайбе реактивное усилие, приводящее во вращение вал. Объёмные Г. д. применяют в гидроприводе машин. Давление рабочей жидкости достигает 35 Мн/м² (350 кгс/см²). Гидромоторы изготовляют мощностью до 3000 квт.

         Лит.: Объёмные гидравлические приводы, М., 1969.

         И. З. Зайченко.

        

        Рис. 1. Силовой гидроцилиндр: 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток.

        

        Рис. 2. Моментный гидроцилиндр: 1 — корпус; 2 — вал; 3 — лопасть.

        

        Рис. 3. Аксиальный роторно-поршневой гидромотор: 1 — корпус; 2 — вал; 3 — ротор; 4 — поршень; 5 — распределительный диск; 6 — наклонная шайба; 7 — толкатель.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

• Гидравлические жидкости
• Гидравлический дроссель

Смотреть что такое «Гидравлический двигатель» в других словарях:

• ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ — (гидродвигатель) устройство для преобразования механической энергии жидкости в механическую работу вращающегося вала, возвратно поступательно движущегося поршня и т. д. Различают гидравлические двигатели лопастные (напр., гидравлическая турбина,… …   Большой Энциклопедический словарь

• ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ — (механ.) механизм, приводимый в движение движущейся водою и передающей это движение другим машинам: мельничные и друг. гидравлические колеса, турбины. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907 …   Словарь иностранных слов русского языка

• гидравлический двигатель — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN fluid drivefluid motor …   Справочник технического переводчика

• Гидравлический двигатель — (гидродвигатель), устройство для преобразования механической энергии жидкости в механическую работу вращающегося вала, возвратно поступательно движущегося поршня и т.д. Многие гидравлические двигатели обратимы, т.е. могут работать как насосы.   …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• Гидравлический двигатель — Эту страницу предлагается объединить с Гидромотор. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К объединению/29 ноября 2011. Обсуждение длится одну неделю (или дольше, если оно идёт медле …   Википедия

• гидравлический двигатель — (гидродвигатель), устройство для преобразования механической энергии жидкости в механическую работу вращающегося вала, возвратно поступательно движущегося поршня и т. д. Различают гидравлические двигатели лопастные (например, гидравлическая… …   Энциклопедический словарь

• гидравлический двигатель — hidraulinis variklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. hydraulic motor vok. hydraulischer Motor, m rus. гидравлический двигатель, m pranc. moteur hydraulique, m …   Fizikos terminų žodynas

• ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ — устройство для преобразования энергии движущейся жидкости в механическую энергию вращения вала. Гидравлические Двигатели могут быть лопастные (гидравлическая турбина, водяное колесо) и объемные (поршневые). Гидравлический Двигатель с возвратно… …   Морской энциклопедический справочник

• ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ — см. Водяной двигатель …   Сельскохозяйственный словарь-справочник

• ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ — машина, преобразующая механич. энергию жидкости в механич. энергию ведомого звена (вала, штока). По принципу действия различают Г. д. динамические (с неперекрываемой проточной частью), у к рых ведомое звено перемещается вследствие изменения… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

Как работает гидромотор | Гидротехтрейд

Принцип действия гидравлического мотора прост и соответствует требованиям надежности к этому механизму. При работе гидромотора происходит преобразование энергии жидкости (подача рабочей жидкости под давлением) в механическую энергию (съем с вала крутящего момента). Сам процесс описывается, как периодическое заполнение рабочей камеры жидкостью при дальнейшем её вытеснении. Слив происходит с потерей давления, что позволяет получить полезный перепад давления, который и трансформируется в механическую энергию.

Преимущество, которым обладают гидромоторы обусловлено широким диапазоном регулирования частоты вращения. Так при использовании гидрораспределителя или других средств, регулирующих движение вала, можно добиться показателей 30-40 об/мин, а гидромоторы специального исполнения позволяют задать параметры 1-4 об/мин.

По конструктивным особенностям гидромоторы подразделяются на следующие типы:

• Шестеренные;
• Пластинчатые;
• Радиально-поршневые;
• Аксиально-поршневые;

Принцип действия шестеренных гидромоторов

Шестеренные гидромоторы работают по принципу подачи давления жидкости на шестерни с неуравновешенными зубьями, что придает им вращение. Преимущество данного типа гидравлического мотора заключается в простоте конструкции и возможности достижения частоты вращения до 10000 об/мин (специальное исполнение). Обычная частота вращения достигает 5000 об/мин при установленном давлении рабочей жидкости — 200 bar. К недостаткам шестеренного гидромотора относится низкий коэффициент полезного действия, который не превышает значения 0,9.

Пластинчатые гидромоторы

В пластинчатых гидромоторах рабочие камеры образуются вытеснителями, пластинами расположенными на роторе. Для герметичности камер применяются пружины под пластинами, обеспечивая их постоянное прижимное усилие к стенкам статора. Ось ротора смещена относительно оси статора и при подаче рабочей жидкости объем камеры всасывания увеличивается, а объем камеры, из которой происходит нагнетание, уменьшается. К недостаткам механизмов подобного типа относят низкую ремонтопригодность и невозможность эксплуатации агрегата при низких температурах (залипание пластин).

Радиально-поршневые гидромоторы

Радиально-поршневые гидромоторы применяются при относительно высоком давлении рабочей жидкости (от 10 мПа). Камерами в гидромоторе являются цилиндры, расположенные радиально, соответственно роль вытеснителей играют поршни. Под воздействием высокого давления рабочие камеры приводят в движение вал мотора. Механизм распределения на валу поочередно соединяет камеры с линиями давления и слива рабочей жидкости.

Аксиально-поршневые гидромоторы

Аксиально-поршневые гидромоторы работают по уже известному принципу — рабочие камеры, это цилиндры, аксиально расположенные относительно оси ротора, а вытеснители — поршни. Цилиндры располагаются вокруг оси вращения или под небольшим углом к ней. Во время вращения вала вращаются и блоки цилиндров. При выдвижении поршней из цилиндров происходит всасывание жидкости, а при обратном движении поршней осуществляется нагнетание.

Основные неисправности гидромоторов

Практически все виды неисправностей в гидромоторах относятся к механическим повреждениям и износу деталей участвующих в передаче крутящего момента. Образование задиров, повышенный износ, разрушение уплотнений — все это ведет к замедленной работе механизма и потери мощности агрегата. Обнаружение неисправности и ремонт гидродвигателей осуществляется в специализированных мастерских, обладающих необходимым инструментарием и диагностическим оборудованием.

Горячая линия (ремонт, комплектующие): +7 (495) 660-04-23

← Предыдущая статья Следующая статья →

РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ
ЛЮБОЙ ГИДРАВЛИКИ

Гидромотор: устройство, назначение, принцип работы

Гидравлические механизмы с древнейших времен применяются человечеством в решении различных хозяйственно-инженерных задач. Использование энергии потоков жидкости и давления актуально и в наши дни. Стандартное устройство гидромотора рассчитывается на трансляцию преобразованной энергии в усилие, действующее на рабочее звено. Сама схема организации этого процесса и технико-конструкционные нюансы исполнения агрегата имеют немало отличий от привычных электродвигателей, что отражается как в плюсах, так и в минусах гидравлических систем.

Устройство механизма

Конструкция гидромотора основывается на корпусе, функциональных узлах и каналах для перемещения потоков жидкости. Корпус обычно монтируется на опорных стойках или фиксируется через замковые устройства с возможностями поворота. Основным рабочим элементом является блок цилиндров, где размещается группа поршней, совершающих возвратно-поступательные движения. Для обеспечения стабильности работы этого блока в устройстве гидромотора предусматривается система постоянного прижима к распределительному диску. Данная функция выполняется пружиной с действующим давлением от рабочей среды. Рабочий вал, связывающий гидромотор с выходным органом управления, реализуется в виде шлицевого или шпоночного узла. В качестве элементов комплектации к валу могут подключаться антикавитационные и предохранительные клапаны. Отдельный канал с клапаном обеспечивает отвод жидкости, а в замкнутых системах предусматриваются специальные контуры для промывки и обмена рабочих сред.

Принцип работы гидромотора

Основная задача агрегата заключается в обеспечении процесса преобразования энергии циркулирующей жидкости в механическую энергию, которая, в свою очередь, передается через вал исполнительным органам. На первом этапе работы гидромотора происходит поступление жидкости в паз распределительной системы, откуда она переходит в камеры блока цилиндров. По мере наполнения камер увеличивается давление на поршни, в результате чего формируется и крутящий момент. В зависимости от конкретного устройства гидромотора, принцип действия системы на этапе преобразования силы давления в механическую энергию может быть разным. Например, крутящий момент в аксиальных механизмах образуется за счет действия сферических головок и гидростатических опор на подпятниках, через которые и начинается работа блока цилиндров. На конечном этапе завершается цикл нагнетания и вытеснения жидкостной среды из цилиндрической группы, после чего поршни начинают обратное действие.

Подключение трубопроводов к гидромотору

Как минимум, принципиальное устройство механизма должно предусматривать возможность подключения к подающей и сливной магистралям. Различия в способах реализации этой инфраструктуры во многом зависят от техники регулировки клапанов. Например, устройство гидромотора экскаватора ЭО-3324 предусматривает возможность деления потоков с шунтирующим клапаном. Для управления золотниками гидрораспределителя используется система сервоприводного контроля с пневмоаккумуляторным источником питания.

В обычных схемах применяется сливная гидролиния, давление в которой регулируется через переливной клапан. Распределительный (также называется очистительным и промывочным) золотник с переливным клапаном используют в гидроприводах с замкнутыми потоками для обмена рабочих жидкостей в рамках контура. Может применяться в качестве дополнения специальный теплообменник и бак охлаждения для регуляции температурного режима жидкостной среды в процессе работы гидромотора. Устройство механизма с естественной регуляцией ориентируется на постоянное нагнетание жидкости под низким давлением. Разность в давлениях на рабочих линиях распределительной гидропередачи заставляет управляющий золотник смещаться в положение, при котором контур с низким давлением сообщается с баком гидравлической системы посредством переливного клапана.

Шестеренные гидромотора

Такие двигатели имеют много схожего с шестеренными насосными агрегатами, но с разницей в виде отвода жидкости из подшипниковой зоны. При поступлении рабочей среды в гидромотор начинается взаимодействие с шестерней, что и создает крутящий момент. Простая конструкция и невысокая стоимость технической реализации сделало популярным такое устройство гидромотора, хотя низкая производительность (КПД порядка 0,9) не позволяет применять его в ответственных задачах силового обеспечения. Данный механизм часто используют в схемах управления навесным оборудованием, в станочных приводных системах и обеспечении функции вспомогательных органов различных машин, где номинальная частота рабочего вращения укладывается в 10 000 об/мин.

Героторные гидромоторы

Модифицированная версия шестеренных механизмов, отличие которой заключается в возможности получения высокого крутящего момента при малых габаритах конструкции. Обслуживание жидкостной среды происходит через специальный распределитель, в результате чего приводится в движение зубчатый ротор. Последний работает по роликовой обкатке и начинает совершать планетарное движение, которое определяет специфику героторного гидромотора, устройство, принципа работы и назначение данного агрегата. Его сфера применения обуславливается высокой энергоемкостью в условиях эксплуатации при давлении порядка 250 бар. Это оптимальная конфигурация для тихоходных нагруженных машин, также предъявляющих требования к силовой технике по характеристикам компактности и конструкционной оптимизированности в целом.

Аксиально-поршневые гидромоторы

Один из вариантов исполнения роторно-поршневой гидравлической машины, в котором чаще всего предусматривается аксиальное размещение цилиндров. В зависимости от конфигурации они могут располагаться вокруг, параллельно или с небольшим уклоном по отношению к оси вращения блока поршневой группы. В устройстве аксиально-поршневого гидромотора предполагается возможность и реверсного хода, поэтому в компоновках с обслуживаемыми агрегатами необходимо подключение отдельной дренажной линии. Что касается целевой техники, эксплуатирующей такие движки, то к ней относятся станочные гидроприводы, гидравлические прессы, мобильные рабочие установки и различное оборудование, работающие с крутящим моментом до 6000 Нм при высоком давлении 400-450 бар. Объем обслуживаемой среды в таких системах может быть как постоянным, так и регулируемым.

Радиально-поршневые гидромоторы

Наиболее гибкая и сбалансированная конструкция гидромотора с точки зрения регуляции крутящего момента с выработкой высоких значений. Радиально-поршневые механизмы бывают с однократным и многократным действием. Первые используются в шнековых линиях перемещения жидкостей и сыпучих взвесей, а также в поворотных узлах производственных конвейеров. Радиально-поршневое устройство и принцип работы гидромотора с однократным действием можно отразить в следующем функциональном цикле: под высоким давлением рабочие камеры начинают действовать на кулак привода, запуская таким образом и вращение вала, транслирующего усилие на исполнительное звено. Обязательным конструкционным элементом является распределитель слива и подвода жидкости, сопряженный с рабочими камерами. Системы многократного действия как раз отличаются более сложной и развитой механикой взаимодействия камер с валом и каналами распределения жидкости. В данном случае наблюдается четкая разделенная координация внутри функции распределительной системы по отдельным блокам цилиндров. Индивидуальная регуляция на контурах может выражаться как в простейших командах включения/отключения клапанов, так и в точечном изменении параметров давления и объема перекачиваемой среды.

Линейный гидромотор

Вариант объемного гидравлического двигателя, создающего исключительно поступающие движения. Такие механизмы часто задействуют в мобильной самоходной технике – например, в устройстве комбайна гидромотор поддерживает функцию исполнительных агрегатов за счет энергии двигателя внутреннего сгорания. От основного выходного вала силовой установки энергия направляется на вал гидравлического узла, который, в свою очередь, обеспечивает механической энергией органы для уборки зерна. В частности, линейный гидромотор способен развивать тянущие и толкающие усилия в широком диапазоне показателей давления и рабочих площадей.

Заключение

Гидравлические силовые машины имеют множество положительных эксплуатационных моментов, которые по-разному проявляются в зависимости от конкретного исполнения агрегата. Так, если героторное устройство гидромотора отличается простотой и не требует серьезных затрат на обслуживание, то аксиальные и радиальные конструкции в новых версиях в большей степени рассчитывается на достижение высоких крутящих моментов и поддержку соответствующих показателей мощности, но дороже обходятся в содержании. По целому ряду универсальных показателей наблюдаются общие преимущества гидромашин перед аккумуляторными, электрическими и дизельными устройствами, но также у них есть и слабые места, которые выражаются в относительно низком КПД и зависимости от косвенных факторов рабочего процесса. Это касается чувствительности гидравлики к температурным перепадам, вязкости рабочей среды, загрязнениям и т.д.

Гидравлический двигатель — Большая советская энциклопедия

Гидравли́ческий дви́гатель

Машина, преобразующая энергию потока жидкости в механическую энергию ведомого звена (вала, штока). По принципу действия различают Г. д., в которых ведомое звено перемещается вследствие изменения момента количества движения потока жидкости (Гидротурбина, Водяное колесо), и объёмные Г. д., действующие от гидростатического напора в результате наполнения жидкостью рабочих камер и перемещения вытеснителей (под вытеснителем понимается рабочий орган, непосредственно совершающий работу в результате действия на него давления жидкости, выполненный в виде поршня, пластины, зуба шестерни и т.п.). В Г. д. первого типа ведомое звено совершает только вращательное движение. В объёмных Г. д. ведомое звено может совершать как ограниченное возвратно-поступательное или возвратно-поворотное движение (гидроцилиндры), так и неограниченное вращательное движение (гидромоторы). Гидроцилиндры подразделяются на силовые и моментные; в силовом гидроцилиндре (рис. 1) шток, связанный с поршнем, совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение относительно цилиндра: в моментном гидроцилиндре, называемом также квадрантом (рис. 2), вал совершает возвратно-поворотное движение относительно корпуса на угол, меньший 360°.

Гидромоторы разделяются на поршневые, в которых рабочие камеры неподвижны, а вытеснители совершают только возвратно-поступательное движение, и роторные. В роторных гидромоторах рабочие камеры перемещаются, а вытеснители совершают вращательное движение, которое может сочетаться с возвратно-поступательное (кулисные гидромоторы). В зависимости от формы вытеснителей кулисные гидромоторы подразделяют на пластинчатые и роторно-поршневые (радиальные и аксиальные). Наиболее распространены аксиальные роторно-поршневые (

рис. 3), в которых давление рабочей жидкости на поршень создаёт на наклонной шайбе реактивное усилие, приводящее во вращение вал. Объёмные Г. д. применяют в гидроприводе машин. Давление рабочей жидкости достигает 35 Мн/м² (350 кгс/см²). Гидромоторы изготовляют мощностью до 3000 квт.

Лит.: Объёмные гидравлические приводы, М., 1969.

И. З. Зайченко.

Рис. 1. Силовой гидроцилиндр: 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток.

Рис. 2. Моментный гидроцилиндр: 1 — корпус; 2 — вал; 3 — лопасть.

Рис. 3. Аксиальный роторно-поршневой гидромотор: 1 — корпус; 2 — вал; 3 — ротор; 4 — поршень; 5 — распределительный диск; 6 — наклонная шайба; 7 — толкатель.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me

---

Значения в других словарях

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ — ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ (гидродвигатель) — устройство для преобразования механической энергии жидкости в механическую работу вращающегося вала, возвратно-поступательно движущегося поршня и т. д. Различают гидравлические двигатели лопастные (напр. Большой энциклопедический словарь

100 км на 2 литрах солярки: Гидравлический автомобиль

Автомобиль сегодняшнего дня напоминает печь из сказки: дымит, греется, а на оставшейся энергии едет вперед. Изобретатель из Висконсина Инго Валентин знает, как превратить в движение всю энергию, не потеряв ни капли.

Современный автомобиль напоминает скверно организованную компанию с постоянно растущими издержками и неэффективным менеджментом. На движение тратится не более 20% вырабатываемой энергии. Потери сопровождают все стадии работы силовой установки, от впрыска топлива в цилиндры до передачи крутящего момента на колеса. Механизм газораспределения, трансмиссия, большое количество дополнительных потребителей энергии: генератор, кондиционер, усилитель рулевого управления, электроприборы автомобиля — все это отнимает существенную долю начальной мощности двигателя. Остатки тратятся на преодоление аэродинамического сопротивления и процесс торможения, при котором теряется еще 14% мощности. На колеса в итоге доходит лишь пятая ее часть. Все это касается нового автомобиля: физический износ нагруженных узлов через несколько лет эксплуатации начинает отбирать еще три-пять процентов мощности.

Дизель-гидравлический гибрид Ingocar, разработанный инженером Инго Валентином, принципиально отличается от привычного для нас современного автомобиля. Его двигатель обходится без клапанного механизма, шатунов, коленчатого вала, системы смазки и охлаждения, сцепления, коробки передач и приводов колес. Карданного вала и дифференциалов тоже нет, хотя Ingocar — полноприводный автомобиль. Суммарные потери на трение в силовой установке составляют не более 12% (в традиционных автомобилях — не менее 24%). Наконец, расчетная масса пятиместного седана Ingocar не превышает тонну, разгон до сотни занимает 5 секунд, пиковая мощность на колесах достигает 720 л.с., а расход топлива удерживается на уровне 1,8 л на 100 км.

Регенерация акселерации

В основе гибридной полноприводной платформы Ingocar лежит вспомогательный двигатель внутреннего сгорания, гидроаккумулятор и гидравлические мотор-колеса. Компактный турбодизель закачивает жидкость из бака в гидравлический аккумулятор. Внутри аккумулятора находится прочный эластичный резервуар, наполненный азотом. Тепловая энергия сгорания топлива преобразуется в механическую энергию сжатого газа. Из аккумулятора жидкость под большим давлением поступает через трубопровод на гидростатические мотор-колеса, и автомобиль приходит в движение. Когда аккумулятор полностью заряжен, двигатель автоматически отключается, а при необходимости пополнения запаса энергии запускается вновь.

При торможении поток гидравлической жидкости в мотор-колесе перенаправляется с помощью клапана обратно в аккумулятор. Давление жидкости быстро достигает пиковых нагрузок, и мотор-колесо замедляет вращение. Теряется лишь незначительное количество энергии торможения, большая же ее часть, от 70−85%, идет на сжатие азота. В этом цикле мотор-колесо работает как помпа, по тормозному усилию не уступая дисковым тормозам современных автомобилей. При торможении со скорости 100 км/ч до полной остановки автомобиля накопленная энергия регенеративного торможения позволит Ingocar снова разогнаться от нуля до 70−85 км/ч! Этот процесс Инго называет «регенеративной акселерацией». Таким же образом работает пружинный механизм в детских заводных машинках: чем сильнее вы закручиваете пружину, тем быстрее игрушка разгоняется. Системы регенеративного торможения в электрических гибридах более чем в два раза уступают Ingocar по эффективности, будучи при этом значительно тяжелее.

В городском цикле полной зарядки аккумулятора хватает в среднем на 8 км пробега. Затем включается дизельный мотор, который в течение минуты полностью заряжает аккумулятор, одновременно вращая мотор-колеса. Далее цикл повторяется. В шоссейном режиме движения расход топлива возрастает из-за резкого повышения аэродинамического сопротивления, но в целом цикл работы силовой установки не меняется — топливо тратится лишь на пятую часть поездки.

Коленвал уходит в отставку

Удивительно простая конструкция двигателя Инго Валентина, защищенная двумя патентами, предусматривает полное отсутствие вращающихся деталей, за исключением крыльчаток турбонагнетателя. Благодаря оппозитной архитектуре и свободным поршням мотор обходится без шатунов, коленчатого вала, клапанного механизма. Два поршня располагаются в общей камере сгорания: на такте сжатия они движутся навстречу друг другу, а на такте рабочего хода отталкиваются друг от друга. Оппозитная архитектура в моторостроении сейчас набирает популярность благодаря простоте, идеальному балансу и высокой удельной мощности. К при-

меру, американская технологическая компания Advanced Propulsion Technologies (APT) недавно обнародовала принципиально похожий прототип двухцилиндрового оппозитного турбодизеля, который превосходит традиционные моторы по удельной мощности в 2,5 раза, будучи впятеро легче. К 2011 году компания планирует вывести на рынок несколько модификаций двигателя.

Концепция свободных поршней означает, что каждый из них одновременно служит поршнем ДВС и гидравлической помпы. После рабочего хода давление жидкости в гидравлической системе возвращает поршень в исходное положение и обеспечивает сжатие топлива.

При рабочем объеме 500 см³ мотор Инго Валентина развивает мощность 64 л.с. (почти 130 «лошадок» на литр). Расход топлива варьируется от 1,35 до 1,85 л на 100 км пробега в зависимости от скорости движения. Масса мотора — всего 32 кг, он в пять раз легче традиционного ДВС и в шесть — современных гибридных силовых установок. Мотор способен переваривать различные виды топлива: дизель, бензин, биоэтанол и биодизель. Меняются только настройки системы управления. Никакой специальной системы охлаждения двигателю не требуется, так как он всегда работает в оптимальном режиме — без провалов и пиковых нагрузок. Для эффективного отвода тепла достаточно естественной циркуляции воздуха

в моторном отсеке. Это позволяет отказаться от радиатора, воздухозаборник которого на больших скоростях значительно увеличивает аэродинамическое сопротивление. За счет оптимальных зазоров между поршнем и стенкой цилиндра смазка двигателю Инго тоже не нужна, а значит, из списка обязательного оборудования вычеркиваются масляный картер, помпа и радиатор.

Табун внутри колеса

Второй ключевой элемент конструкции Ingocar, гидростатическое мотор-колесо, защищен двумя патентами 2002 года. Простая конструкция, состоящая из поршня, планетарной передачи, системы каналов и управляющих клапанов, легко справляется с передачей большого крутящего момента и пиковыми нагрузками при торможении. При массе менее 6 кг

и размерах с обычный дисковый тормозной механизм мотор-колесо развивает мощность до 230 л.с. И это далеко не предел. Инго утверждает, что при увеличении размера мотора его динамические характеристики возрастают пропорционально. Но в этом нет особого смысла, ведь в городском режиме движения каждый из четырех моторов использует лишь 5% своей мощности, а в шоссейном — не более 20%.

Электронная система управления позволяет гибко регулировать крутящий момент, передаваемый на каждое колесо в отдельности. Разумеется, это касается и тормозного усилия. При таком устройстве реализация любых алгоритмов системы стабилизации (ABS, ESP, интеллектуальный полный привод) не требует усложнения конструкции (дифференциалов, вискомуфт, механизмов управления тормозами) и дополнительных энергетических затрат. Благодаря простоте, малому количеству движущихся деталей, низким скоростям течения рабочей жидкости и полной герметичности мотор-колесо работает практически бесшумно в любом режиме.

В настоящее время разработкой собственных моделей гидростатического мотор-колеса занимаются многие крупные компании. Наибольшие успехи в этой области демонстрируют немецкие Bosch-Rexroth и Sauer-Danfoss, а также американский производитель тяжелой техники Caterpillar. Но в сравнительных испытаниях образец Валентина превосходит все аналоги с точки зрения массы, размеров и удельной мощности. «Громкое имя компании

и размер зарплаты руководителя проекта, к счастью, не являются решающими факторами в таких областях науки, где необходимы опыт и глубокие специфические знания», — комментирует этот факт сам Инго Валентин.

Дозаправка об забор

Самый дорогостоящий элемент конструкции гибрида Валентина — гидравлический аккумулятор: металлопластиковый двухсекционный резервуар, армированный карбоновым волокном. Расположенный в центре платформы, аккумулятор способствует оптимальному распределению нагрузки на колеса автомобиля и понижению центра тяжести, что в свою очередь улучшает управляемость. Валентин утверждает, что аккумулятор абсолютно надежен и безопасен. Конструкция емкостей, трубопроводов и соединений допускает серьезную деформацию без потери герметичности. Все соединения имеют двойные кольцевые прокладки особой конструкции, исключающие произвольную утечку жидкости. Рабочее давление в аккумуляторе варьируется от 120 до 480 бар.

Потери энергии в аккумуляторе не превышают 2−5% и вызываются незначительным нагреванием азота при быстром сжатии. Для сравнения: потери энергии в современных литий-ионных аккумуляторах достигают 10% и более и заложены в самой технологии. Важно, что гидравлический аккумулятор способен быстро заряжаться и разряжаться. Быстрая разрядка требуется для резких ускорений или движения в тяжелых дорожных условиях.

Объем гидравлической жидкости для Ingocar — около 60 л. Вся она растительного происхождения, что немаловажно с точки зрения экологии. По словам Инго, ее не нужно менять в течение всего срока эксплуатации автомобиля. Если замена все же потребуется, она обойдется не дороже обычной смены моторного масла.

На крыше Ingocar может быть установлена солнечная батарея площадью чуть больше 1 м². Она питает компактную электрическую помпу, которая, так же как и дизельный двигатель, нагнетает жидкость в аккумулятор. Часть электричества во время движения потребляется дополнительным оборудованием автомобиля. Расчеты показывают, что солнечной энергии полученной в течение светового дня, достаточно для 25-километровой поездки без включения ДВС! Солнечная батарея — недешевое удовольствие, но она легко окупается за полтора-два года эксплуатации автомобиля. Впрочем, это опция, и от нее можно попросту отказаться. Предусмотрена также возможность зарядки аккумулятора от обычной бытовой электросети.

Подвеска Ingocar, разумеется, гидравлическая. Она полностью интегрирована в общую гидравлическую систему и может быть настроена под индивидуальные предпочтения водителя. Гидравлика задействована даже в системе пассивной безопасности авто: при экстремальном торможении или при срабатывании сенсорного датчика передний и задний бамперы выдвигаются вперед и назад на 40 см каждый. Степень упругости активных бамперов определяется электронной системой управления, учитывающей текущую динамику автомобиля, количество пассажиров и их расположение в автомобиле. Активный бампер работает как поршень и превращает энергию удара в энергию сжатия, закачивая гидравлическую жидкость

в аккумулятор. Так что за счет ДТП можно даже подзаправиться! Управление гибридным Ingocar ничем не отличается от управления традиционным автомобилем с автоматической коробкой передач.

Гонка за десятью миллионами

На самом деле автомобиля как такового Инго еще не построил. В металле существуют лишь дизельный мотор и мотор-колесо. Но концепция платформы Ingocar рассчитана полностью и успешно выдержала многочисленные экспертизы в ведущих американских научных лабораториях. Инго рассказывает, что начиная с 1986 года он неоднократно обращался в крупнейшие автомобильные компании, такие как Ford, BMW и Porsche, с предложением о внедрении своих изобретений. Но всегда сталкивался с вежливым отказом. Устав стучаться в закрытые двери, он решил действовать самостоятельно.

Одним из источников инвестиций в серийное производство Ingocar может стать победа в гонке Х-Prize, которая состоится в 2009—2010 годах. Призовой фонд в размере $10 млн предоставлен благотворительной организацией X PRIZE Foundation. К участию в предварительных соревнованиях допущена 31 команда из Америки, Германии, Великобритании и Швейцарии. Чтобы получить заветный чек, надо создать автомобиль, способный проехать 100 км на 2,35 л топлива, при этом выбрасывая в атмосферу не более 200 г парниковых газов на милю. Каждая команда обязана иметь реальный бизнес-план по выпуску как минимум 10 000 автомобилей.

Инго сообщил «Популярной механике», что обязательно примет участие в гонке X PRIZE. Прошлой осенью на Франкфуртском автосалоне он встречался с представителями одного крупного кузовного ателье, которые выразили заинтересованность в сотрудничестве. Ателье, название которого Инго суеверно не разглашает, готово произвести весь цикл работ по созданию кузова — от разработки внешнего и внутреннего дизайна Ingocar до постройки действующего прототипа. Создание одного экземпляра, по прикидкам Инго, обойдется примерно в $80 000 — сущие копейки по нынешним временам.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№4, Апрель 2008).