Hauptparameter und häufige Probleme der Hydraulikpumpe

2025.03.14

Hauptparameter und häufige Probleme der Hydraulikpumpe

1.6.5 Phänomen des eingeschlossenen Öls und Maßnahmen zum Entladen

(1) Der Arbeitsvorgang der Verdrängerhydraulikpumpe gliedert sich im Allgemeinen in drei Phasen: Zunächst wird die Flüssigkeit durch das durch die Volumenvergrößerung der Ölansaugkammer erzeugte Vakuum angesaugt (Ölansaugphase), anschließend wird die Flüssigkeit durch die Volumenverkleinerung der Ölauslasskammer in das System abgegeben (Ölauslassphase). Hier geht es hauptsächlich um die Analyse des Phänomens des eingeschlossenen Öls und seiner Entlademaßnahmen.

Gemäß dem grundlegenden Funktionsprinzip einer Hydraulikpumpe befindet sich der Arbeitsraum der Hydraulikpumpe im mittleren Betriebszustand im Übergangsdichtungsbereich zwischen dem Ansaug- und Auslassraum des Öls. Dadurch wird ein Teil des Öls im Dichtungsbereich eingeschlossen und bildet das eingeschlossene Ölvolumen. Durch die Rotation der Hydraulikpumpe und die Bewegung des Quetschers ändert sich das eingeschlossene Ölvolumen periodisch: Verringert sich das eingeschlossene Ölvolumen, steigt der Öldruck, was zu einer zusätzlichen periodischen Belastung der Lager und anderer Pumpenkomponenten führt, was zu Stößen und Geräuschen führt und das Öl erhitzt. Steigt das eingeschlossene Ölvolumen, sinkt der Druck (lokales Vakuum). Da kein Öl zugeführt wird, kann es zu Kavitation und Hohlraumbildung kommen. Dies ist das Phänomen des eingeschlossenen Öls. Eingeschlossenes Öl ist schädlich, verringert die Effizienz der Hydraulikpumpe und verkürzt ihre Lebensdauer. Daher muss versucht werden, es zu beseitigen.

Um das Phänomen des eingeschlossenen Öls zu beseitigen, sollten in der Struktur die erforderlichen Entlademaßnahmen ergriffen werden. Das Prinzip besteht darin, die Druckänderung im eingeschlossenen Ölvolumen so weit wie möglich an den Druck anzupassen, wenn die Ölsaug- und -auslasshohlräume unter der Voraussetzung verbunden sind, dass der volumetrische Wirkungsgrad gewährleistet ist.

(2) Entlastungsmaßnahmen: Da sich der Arbeitsraum der Hydraulikpumpe im mittleren Stadium zwischen dem Saug- und dem Druckraum befindet, gibt es drei mögliche Situationen: negative Überdeckung, Nullüberdeckung und positive Überdeckung.

① Negative Abdeckung, auch positive Öffnung genannt, bedeutet, dass der Arbeitsraum, wenn er sich zwischen den Ölansaug- und -auslassräumen befindet, mit diesen kommuniziert. Zu diesem Zeitpunkt produziert die Arbeitskammer kein eingeschlossenes Öl, aber es kommt zu großen internen Leckagen, die den volumetrischen Wirkungsgrad verringern. Daher wird die negative Abdeckungsstruktur im Allgemeinen nicht verwendet.

② Nullabdeckung, auch Nullöffnung genannt, bezeichnet die Situation, dass, wenn sich der Arbeitsraum zwischen dem Ölansaug- und dem Ölauslassraum befindet, der Arbeitsraum lediglich abgedichtet und der Ölansaug- und der Ölauslassraum lediglich getrennt sind. In diesem Fall steigt der Öldruck in der Arbeitskammer schrittweise vom Ölansaugdruck auf den Ölauslassdruck an oder fällt vom Ölauslassdruck auf den Ölansaugdruck ab. Dadurch entstehen Druckstöße und Geräusche, die auf eingeschlossenes Öl zurückzuführen sind.

3. Positive Abdeckung, auch als negative Öffnung bekannt, bezeichnet die Situation, in der der Arbeitsraum für einen bestimmten Zeitraum abgedichtet ist, was zwangsläufig zu Öleinschlüssen führt. Solange das Phänomen des eingeschlossenen Öls jedoch sinnvoll genutzt wird, kann das Druckstufenphänomen eliminiert werden. Daher werden diese Art von positiver Abdeckungsstruktur und darauf basierenden Entlastungsmaßnahmen häufig in Hydraulikpumpen eingesetzt, wobei die spezifische Struktur je nach Pumpentyp variiert.

Beispielsweise befindet sich bei einer Zahnradpumpe die Entladenut an der Vorder- und Rückseite der Pumpe, wobei die Innenfläche der Endabdeckung dem eingeschlossenen Ölbereich entspricht, während sich bei einer Axialkolbenpumpe die Ventilplatte mit einer dreieckigen Nut oder einem Ölloch befindet.

1.6.6 Durchflusspulsation

Gemäß der Kinematik von Hydraulikpumpen ist der Momentandurchfluss bei den meisten Pumpen theoretisch nicht konstant (mit Ausnahme von Schraubenpumpen), und es kommt zu Durchflusspulsationen. Durchflusspulsationen wirken sich direkt auf Leistung und Lebensdauer von Hydraulikkomponenten und -systemen aus. Je größer die Schwankungsamplitude des Momentandurchflusses ist, desto schlechter ist die Bewegungsstabilität des Hydraulikantriebs. Bei Ölversorgungssystemen mit mehreren Pumpen kann die Pulsationssynchronisierung die Amplitude erhöhen und die Leistung verschlechtern. Momentandurchflusspulsationen verursachen auch Druckpulsationen, die zu Ermüdungsschäden an Antriebswelle, Lagern, Rohren, Verbindungen und Dichtungen von Hydraulikpumpe und -motor führen. Wenn außerdem die Pulsationsfrequenz des Momentandurchflusses nahe an der Eigenfrequenz des Überdruckventils liegt oder mit dieser übereinstimmt, kann auch das Resonanzphänomen des Ventils auftreten.

Die Durchflusspulsation wird im Allgemeinen durch den Durchflussungleichmäßigkeitskoeffizienten bewertet, d. h.

(1-16)

Wobei (qinst) max – der maximale theoretische Momentandurchfluss der Hydraulikpumpe;

(qinst) min – der minimale theoretische Momentandurchfluss der Hydraulikpumpe.

Je kleiner der Strömungsungleichförmigkeitskoeffizient δ ist, desto geringer ist die Strömungspulsation bzw. desto besser ist die theoretische momentane Strömungsqualität.

Die Frequenz der Durchflusspulsation hängt von den strukturellen Parametern wie der Drehzahl der Pumpe und der Anzahl der Quetscher ab (wie etwa der Anzahl der Zahnräder der Zahnradpumpe, der Anzahl der Schaufeln der Flügelzellenpumpe, der Anzahl der Kolben der Kolbenpumpe usw.). Unterschiedliche Pumpentypen oder Pumpen desselben Typs und unterschiedlicher geometrischer Größen weisen unterschiedliche Durchflusspulsationen auf.

Hinterlassen Sie Ihre Daten und
Wir werden uns bei Ihnen melden.

Phone

WeChat