Гідронасос — це «серце» гідравлічної системи будь-якого навантажувача (Bobcat, JCB, Caterpillar, фронтального чи міні-навантажувача). Він перетворює механічну енергію двигуна на гідравлічну, створюючи потік оливи під тиском для роботи циліндрів підйому стріли, ковша, повороту та ходу. У сучасних навантажувачах найчастіше зустрічаються три типи насосів: шестеренний, пластинчастий та аксіально-поршневий. Розберемо їх будову та принцип роботи — від найпростішого до найбільш складного.
1. Шестеренний насос — найпростіший і найпоширеніший
Шестеренні насоси встановлюють на більшості бюджетних і середніх навантажувачах (Bobcat S-серії, багато китайських моделей). Це об’ємний насос із фіксованим робочим об’ємом.
Будова
У корпусі розташовані дві шестерні: ведуча (привід від двигуна) та ведена. Вони обертаються в протилежні сторони з мінімальним зазором. Корпус щільно охоплює шестерні, утворюючи камери між зубцями.
Принцип роботи
– Під час обертання шестерні розходяться на стороні входу — створюється розрідження (вакуум).
– Олива з бака всмоктується в розширювані камери між зубцями.
– Зубці входять у зачеплення на стороні виходу — об’єм камер зменшується, олива виштовхується в напірну лінію під тиском (зазвичай 180–250 бар).
Подача постійна і пропорційна обертам двигуна. Переваги: простота, низька ціна, надійність, нечутливість до забруднень. Недоліки: пульсації потоку, шум, фіксований об’єм (немає регулювання).
У навантажувачах часто використовують тандемні (двосекційні) шестеренні насоси: одна секція — на рульове керування та гальма, друга — на робочі органи.
2. Пластинчастий (лопатевий) насос — середній рівень
Пластинчасті насоси зустрічаються рідше, але застосовуються в навантажувачах, де потрібна тиха робота та стабільний потік (деякі моделі JCB, старі Caterpillar).
Будова
Усередині корпусу — ротор з пазами, в яких ковзають пластини (лопаті). Ротор ексцентричний відносно статора (кам-ринга). Пластини притискаються до стінок пружинами або відцентровою силою + тиском оливи.
Принцип роботи
– Ротор обертається — пластини висуваються, утворюючи камери змінного об’єму.
– На стороні всмоктування камери збільшуються — олива засмоктується.
– На стороні нагнітання — зменшуються, виштовхуючи рідину.
Можуть бути фіксованими або регульованими (змінюючи ексцентриситет змінюють подачу). Переваги: рівномірний потік, низький шум, хороша самозасмоктуваність. Недоліки: чутливість до забруднень, знос пластин.
3. Аксіально-поршневий насос — найскладніший і найефективніший
Це основний тип у сучасних високопродуктивних навантажувачах (Bobcat high-flow, Caterpillar, Volvo, JCB 4CX). Аксіально-поршневі насоси дають високий тиск (до 350–420 бар), регульовану подачу та високий ККД (до 92–95%).
Будова
– Блок циліндрів з кількома поршнями (зазвичай 7–9), розташованими паралельно осі обертання.
– Два основні типи:
– З похилим диском (swash plate) — поршні впираються в похилий диск.
– З похилим блоком (bent axis) — блок циліндрів нахилений відносно вала.
– Розподільник (клапанна плита) з вікнами всмоктування та нагнітання.
– Пружини або тиск оливи повертають поршні.
Принцип роботи
– Вал обертається від двигуна — блок циліндрів або диск також обертаються.
– Через нахил поршні здійснюють зворотно-поступальний рух: висуваються (всмоктування) та втягуються (нагнітання).
– За повний оберт кожен поршень засмоктує та виштовхує порцію оливи.
– Регулювання: змінюючи кут нахилу диска/блоку (механічно або гідравлічно), змінюють хід поршнів — від нуля (нульова подача) до максимуму.
У навантажувачах часто використовують load-sensing версію: насос сам підлаштовує подачу під навантаження, економлячи паливо та знижуючи нагрів оливи.
Порівняння в таблиці
- Шестеренний: тиск до 250 бар, ККД ~85%, дешевий, шумний.
- Пластинчастий: до 200–250 бар, ККД ~88–92%, тихий, середня ціна.
- Аксіально-поршневий: до 420 бар, ККД до 95%, регульований, дорогий, але економічний в роботі.
Гідронасос навантажувача працює за принципом об’ємного витіснення: змінює об’єм робочих камер, створюючи потік і тиск. Від простого шестеренного (для базових завдань) до регульованого аксіально-поршневого (для high-flow та енергоефективності) — вибір залежить від моделі та навантажень. Правильне ТО (чиста олива, фільтри 10–5 мкм, температура <70°C) подовжує життя насоса в 2–3 рази.