Element hidrostatic cu pistonase axiale

Element hidrostatic cu pistonase axiale

Acest element de actionare (fig.6.3) poate fi folosit atit ca pompa cit si ca motor. Este format din flansa de antrenare (1), corpul blocului cilindrilor (2, pistonasele axiale (3) articulate la flansa de antrenare prin bielele (4) si placa de distributie (5).

Fig.6.3. Element hidrostatic cu pistonase axiale

Blocul cilindrilor este inclinat fata de axa de rotatie a flansei cu unghiul (q) care este constant in cazul motoarelor cu cilindree constanta sau variabil de o parte si de alta a flansei in cazul pompelor reversibile cu cilindree variabila. In placa de distributie sunt practicate doua canale semicirculare (a - canal de aspiratie pentru pompa sau de intrare a uleiului sub presiune pentru motor; b - canal de refulare pentru pompa sau evacuare ulei pentru motor) fara legatura intre ele dar comunicind cu cilindrii prin orificiile din corpul acestora. Fiecare canal semicircular comunica cu cite un racord de legatura cu exteriorul (a^' si b^') la care se monteaza conducte.

In cazul functionarii ca pompa flansa (1) este antrenata de motorul termic cu viteza unghiulara (w_e). Flansa, prin intermediul bielelor antreneaza in miscare de rotatie corpul blocului cilindrilor in jurul axei inclinate cu unghiul (q) fata de axa flansei. Pistonasele au o miscare de revolutie in jurul axei blocului cilindrilor si o miscare de translatie in cilindri. La deplasarea pistonasului de la punctual mort interior catre punctual mort exterior cu distanta (h_p) volumul din fata acestuia se mareste, se creaza depresiune si uleiul este aspirat in cilindru prin canalul (a). La deplasarea de la punctual mort exterior catre punctual mort interior uleiul din fata pistonasului este impins prin canalul (b) si refulat prin racordul de refulare. Toti cilindri care sunt in contact cu canalul (a) aspira ulei iar cei care sunt in legatura cu canalul (b) refuleaza ulei.

Cilindreea pompei va fi:

(10)

in care: d_p - este diametrul pistonasului;

h_p - cursa pistonasului;

D_p - diametrul de dispunere a cilindrilor in corpul blocului;

z_p - numarul de pistonase (este impar ; 5, 7, 9 sau 11).

Unghiul (q_p) pe care-l face blocul cilindrilor cu axa flansei de antrenare poate fi reglat de la (0⁰ - 30⁰) pentru mersul inainte si (-20⁰ - 0⁰) pentru mersul inapoi.

Coeficientul de reglaj al pompei este:

(11)

Rezulta:

(12)

Din relatiile (10) si (12) se obtine:

(13)

S-a notat expresia din paranteza cu (q_{p max}) care reprezinta cilindreea maxima a pompei.

In cazul functionarii ca motor se introduce ulei sub presiune in racordul ce comunica cu canalul (a), acesta patrunde in cilindrii si actioneaza asupra pistonasului cu o forta:

(14)

Aceasta forta se transmite la la flansa (1) prin intermediul bielelor. In punctual de articulatie a pistonaselor aflate in legatura cu canalul (a), asupra flansei se vor manifesta fortele (F_p), figura 6.4.

Fig.6.4. Fortele transmise flansei

Forta (F_p) se descompune in doua componente:

  (15)

  (16)

Componenta tangentiala va crea in raport cu axa flansei un moment:

(17)

unde: j - este unghiul de rotatie al flansei (j w_m t).

Momentele date de fortele tangentiale ce actioneaza asupra pistonaselor aflate in legatura cu canalul (a) se insumeaza si dau un moment resultant ce determina rotirea flansei cu turatia (w_m). Cilindreea motorului va fi:

(18)

Transmisiile hidrostatice de actionare a autovehiculelor lucreaza in circuit inchis (pompa refuleaza uleiul la motor si aspira de la evacuarea aceluiasi motor). In figura 6.5 este prezentata schema functionala a unei (THS) in circuit inchis.

Fig.6.5. Schema (THS) in circuit inchis a unui autovehicul

Pompa hidraulica (PH) si motorul (MH) sunt conectate intre ele prin circuite principale cu sectiune mare care pot fi metalice sau flexibile (daca motorul este situat la distanta mare de pompa si nu are o pozitie rigida). Pentru evacuarea din corpul pompei si motorului a scurgerilor de ulei datorate neetanseitatii, fiecare are un racord pentru evacuarea catre rezervor si un circuit corespunzator (circuit de drenaj). Complectarea uleiului scurs datorita neetanseitatilor precum si a celui evacuat prin distribuitorul de racier al motorului exista pompa auxiliara (PA), de cilindree mica, actionata simultan cu pompa principala, care aspira ulei filtrat si racit din rezervor si-l introduce in ramura de circuit prin care uleiul este aspirat de pompa principala de la evacuarea motorului. Pompa auxiliare este de tipul cu roti dintate sau palete, presiunea de refulare a ei fiind limitata la circa 8 - 15 barr de la supapa (SS1). Accesul uleiului in circuit se face prin supapa (SS2) sau (SS1) functie de sensul de refulare al pompei.

Pentru impiedicarea cresterii presiunii in sistempeste valoarea admisibila, ceea ce ar periclita integritatea sistemului se introduce supapa (SL2) care limiteaza presiunea de lucru la valoarea prescrisa. Se monteaza o singura supapa pentru a avea un singur reglaj indifferent de sensul de refulare. Astfel, daca refularea pompei este pe ramura superioara si se depaseste presiunea reglata, uleiul trece din ramura superioara in ramura inferioara (de retur) prin supapele (SS3), (SL2) si (SS4) iar cind refularea se face prin ramura inferioara trecerea se face prin (SS5), (SL2) si (SS6). Toate elementele prezentate (PH, PA, SL1, SS1, SS2, SL2, SS3, SS4, SS% si SS6) sunt montate intr-un corp comun numit bloc de pompare principal sau pompa hidrostatica cu dispozitiv de alimentare si protectie.

In timpul functionarii instalatiei o parte din puterea transmisa se pierde transformindu-se in caldura ceea ce duce la cresterea temperaturii uleiului si a elementelor circuitului. Desi o parte din ulei este evacuat prin circuitele de drenaj ale pompei si motorului fiind inlocuit cu ulei proaspat acest lucru nu este sufficient ca temperatura sa ramina sub 55⁰C. Este necesar scoaterea unei cantitati mai mari de ulei incalzit si inlocuirea lui cu ulei rece. Acest lucru se realizeaza cu ajutorul distribuitorului de racier (DR) care comanda legarea iesirii motorului unde uleiul are temperatura cea mai mare cu rezervorul prin intermediul unei rezistente hidraulice variabile (RVT) comandata de temperatura uleiului. Cind temperatura uleiului este mica, debitul scurs prin rezistenta este mic. Cind temperatura este mare (RVT) permite trecerea unui debit mai mare. Distribuitorul de racier comandat de presiunea uleiului ce intra in motor si (RVT) sunt montate in corpul motorului.