Насколько эффективно работают гидравлические насосы и моторы?

Как правило, решение о том, что гидравлический насос или мотор подлежит замене, выносится после того, как отмечено снижение эффективности работы. Кроме того в расчет принимают ресурс подшипников, но точно определить его очень сложно. Зато легко обнаруживается снижение эффективности – устройство начинает медленно работать. И как только длительность цикла снижается слишком значительно, это значит, что необходима замена двигателя или насоса.

Порой для того, чтобы получить количественную оценку мотора или насоса нужно сравнить его фактическую производительность с номинальной. А для этого нужно узнать больше о трех категориях эффективности КПД:

• объемном;
• механическом или гидравлическом;
• общем.

Объемный КПД рассчитывают, используя значение фактического расхода жидкости – его делят на теоретическое значение. Последнее рассчитывают умножением объема жидкости, которую прокачивает насос в течение одного оборота на количество оборотов в минуту. Как правило, этот показатель КПД берут для того, чтобы оценить в каком состоянии находится гидравлический насос. Так можно оценить степень увеличения утечек, вызываемых повреждением либо износом. Фактический расход измеряют расходомером, и чтобы этот показатель можно было применить, нужно обязательно знать теоретический расход.

Механический или гидравлический КПД рассчитывают, деля теоретический крутящий момент, который требуется для того, чтобы насос заработал, на реальный крутящий момент. По итогам расчетов данный показатель может составить 100% только в теории – на практике этому мешают жидкостное и механическое трение. Для измерения фактического крутящего момента используют динамометр.

Общий КПД можно вычислить, если известны показатели объемного и механического КПД – это ни что иное как их произведение

Те, кто занимается разработкой гидравлических систем, берут значение объемного КПД у производителей насосов. Таким образом, можно рассчитать реальный расход насоса при том давлении, которое требуется для того, чтобы заработали исполнительные механизмы. 

Объемный КПД нужно знать, чтобы суметь оценить состояние насоса, но делая такой расчет нужно принимать во внимание, что разные каналы утечки у насоса будут как правило, одними и теми же. Это значит, что если вы рассматриваете их как константу, то КПД будет различаться в случаях проверки при меньшем давлении или если количество оборотов не максимальное.

Чтобы найти причину постоянности внутренних утечек наноса при заданных показателях температуры и давления нужно представить разные их каналы в качестве отверстий определенного диаметра. То, с какой скоростью через эти отверстия будет протекать жидкость, зависит от двух факторов – ее вязкости и перепада давления. Соответственно при постоянстве этих значений будет оставаться постоянным и коэффициент утечек. Скорость вращения вала и объем не будут иметь значения.

Если знать общий КПД, то можно рассчитать мощность привода, который нужен для того, чтобы были определенные значения давления и требуемого расхода. Есть прямая связь энергии для привода с эффективностью насоса – чем она выше, тем меньшее количество энергии требуется. А значит, при использовании гидростанции с шестеренными насосами потребуется установить больший теплообменник, нежели потребовала бы система с поршневыми насосами при других одинаковых параметрах.