Гидропривод машин состоит из приводящего двигателя— энергоустановки (дизеля, электродвигателя) и гидравлической передачи — устройства, преобразующего движение двигателей в движение рабочего органа машины.
Гидравлический привод в строительных машинах (экскаваторах, кранах) применяют для приведения в действие механизмов машины и их рабочих органов с сообщением им возвратно-поступательного и вращательного движений, для включения и выключения отдельных механизмов, фрикционных муфт и тормозных устройств.
Основными преимуществами гидропривода по сравнению с другими системами приводов являются:
возможность создания больших передаточных отношений между скоростями энергетической установки и исполнительными органами машины;
удобство управления при небольшой затрате мускульной энергии оператора;
простота кинематических устройств для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот;
возможность легкого подвода энергии от насоса, связанного с приводным двигателем, к любому исполнительному органу машины независимо от его пространственного расположения на машине;
возможность широкой стандартизации и унификации сборочных единиц гидропривода;
небольшие массы и габариты гидропривода по сравнению с другими системами приводов при одинаковой мощности.
Надежность работы гидросистемы зависит от чистоты рабочей жидкости (масла), соответствия ее сорта проектному, хорошего состояния фильтров и плотности соединений трубопроводов, вращающихся соединений, гидрораспределителей, уплотнений и т. д.
Гидропередачи разделяются на гидродинамические и объемные. В строительных машинах широкое распространение имеют объемные гидропередачи (гидропривод).
При
вращении приводного вала масло насосным колесом подается на лопатки колеса турбины и приводит его во вращение с числом оборотов, всегда несколько меньшим, чем число оборотов приводного вала. Коэффициент полезного действия гидромуфты увеличивается пропорционально увеличению числа оборотов турбинного колеса, максимальное его значение равно 0,95 при числе оборотов турбинного колеса, приблизительно равному числу оборотов насосного колеса.
Гидротрансформатор применяют для автоматического регулирования крутящего момента ведомого вала, более надежной защиты двигателя от перегрузки и сокращения времени холостых ходов в машинах с двигателем внутреннего сгорания. Он состоит из насосного колеса, сидящего на ведущем валу, турбинного колеса, закрепленного на ведомом валу и направляющего колеса (реактора), которое обычно соединено с кожухом неподвижно или с помощью обгонной муфты.
Насосное, турбинное и направляющее колеса гидротрансформатора имеют криволинейные радиально расположенные лопатки. Часть полости корпуса гидротрансформатора заполняется маслом. При вращении насосного колеса его лопатки отбрасывают масло на лопатки турбинного колеса, вследствие чего турбина начинает вращаться в одном направлении с насосным колесом. С лопаток турбинного колеса масло перетекает в направлении, обратном направлению вращения, и ударяется о лопатки неподвижного колеса реактора, изменяет направление движения и попадает вновь на насосное колесо. В результате удара масла, стекающего с лопаток турбинного колеса, о лопатки неподвижного реактора на турбинном колесе возникает усилие, вызывающее реактивный момент. Реактивный момент, суммируясь с моментом, создаваемым потоком жидкости от насоса, позволяет получить на ведомом валу крутящий момент, больший, чем момент, создаваемый приводным двигателем.
Отношение максимального крутящего момента к моменту двигателя (коэффициент трансформации) достигает 2,5...3,5, при этом нагрузка на ведущем валу мало изменяется. Крутящие моменты на турбинном и насосном колесах будут равными при примерно одинаковом числе их оборотов.
На холостом ходу или при снижении нагрузки на исполнительном органе ведомый (турбинный) вал гидротрансформатора автоматически увеличивает скорость вращения в 1,5 раза по сравнению со скоростью ведущего (насосного) вала. При этом время холостых ходов сокращается и, следовательно, повышается производительность машины. Таким образом, гидротрансформатор работает как вариатор скоростей движения, выполняя роль редуктора при больших нагрузках на ведомом валу или роль мультипликатора при малых нагрузках.
