Гидрораспределители

Продолжая разговор о гидросистемах, надо остановится на следующих, после насосов и напорных фильтров, элементах. Как правило один насос в открытой системе имеет несколько потребителей. Для того, чтобы ими управлять используются всевозможные гидрораспределители. Моноблочные или секционные, они выполняют функции загрузки гидросхемы,  предохраняют от чрезмерного давления и распределяют поток рабочей жидкости к соответствующим потребителям. Гидрораспределители различаются по способу воздействия на золотник. В более ранних схемах золотник перемещался вручную, с помощью рычагов в современных схемах перемещение золотника осуществляется посредством управляющего, пилотного давления или электрического сигнала.

Конструкция золотников позволяет в нейтральном положении безпрепядственно проходить   рабочей жидкости от напорной секции до сливной, а рабочем положении какого-либо золотника, рабочая жидкость направляется к исполнительному механизму. Таким образом, при запуске двигателя, рабочая жидкость без давления проходит по кругу от бака через насос распределитель обратно в бак.

В напорной секции распределителя расположен главный предохранительный клапан, который защищает элементы гидросхемы от чрезмерных нагрузок. Настройка этого клапана для данного участка схемы максимальная. Некоторые потребители могут работать на более низком давлении, поэтому для их защиты в каждой секции распределителя предусмотрены, как правило, свои предохранительные клапана, защищающие свои полости рабочих органов.

В зависимости от потребителя (цилиндр или гидромотор) золотники распределителя отличаются схемой нейтрального положения. Для цилиндра это, как правило отсечная схема, иногда в наиболее ответственных случаях усиленная гидрозамками. При подключении гидромотора в нейтральном положении золотника полости соединены между собой, а также со сливом.

Гидрораспределители, как показывает опыт эксплуатации, надёжные элементы, годами работающие без существенных проблем. Бесперебойность работы достигается чистотой гидросистемы. В противном случае, наличие грязи, воды приводит непредсказуемым действиям. При запуске двигателя, без каких-либо действий со стороны обслуживающего персонала, происходят самопроизвольные движения тех или иных механизмов. Как правило, золотник заклинило механическими примесями  или если дело происходит зимой кристалликами льда. Необходимо  учитывать, что зазоры между корпусом распределителя и золотником не более 0, 02-0,03мм. Ещё один курьёзный момент. Неподготовленная к эксплуатации в зимних условиях машина, при запуске работает самостоятельно, как выяснилось, замёрзшая вода в сливном фильтре, препятствовала сливу рабочей жидкости. Поднявшееся давление в сливном контуре позволило машине проявлять самостоятельность.

В последнее время всё чаще используются гидросхемы с обратной связью между насосом и распределителем. В распределителе вырабатывается давление управление в разных схемах называемое или XL, или LS. Это давление должно быть на 20bar меньше рабочего давления. Оно подаётся на дифференциальный золотник насоса, сравнивается с рабочим давлением и в зависимости от этой разницы происходит загрузка гидронасоса. Использование таких схем приводит к существенной экономии энергии.

Рассмотрим конкретный случай. Насос производительностью 240л/мин  или 4л/сек  может работать при давлении до 200bar или 20MP. Наш потребитель, допустим это цилиндр, требует 60л/мин  или 1л/сек при давлении 100bar или 10MP. В обычном варианте используется или регулируемый дроссель или регулятор потока. Лишнее масло будет уходить в слив. Мощность потребляемая насосом от двигателя будет 4*20  80kv, а полезная мощность 1*10  10kv.  Более87%  энергии двигателя уйдет на нагрев рабочей жидкости и только 12% будут использованы по назначению. При использовании новой схемы, блок управления насоса, получив давление управления отклонит люльку насоса таким образом, что производительность насоса будет только 60л\мин, а давление 100bar. Использование гидрораспределителя с обратной связью позволяет упрощать гидросхему и экономить ресурс насоса, двигателя и расход топлива, так как при включенном двигателе, на не работающем оборудовании отсутствует поток  рабочей жидкости. Насос находится в нулевой производительности и подача минимальна. При чрезмерных нагрузках, при превышении давления срабатывания, также производительность насоса будет сброшена до минимальной.