Układ napędowy w maszynach budowlanych – co warto wiedzieć?

15.06.2021

Układy napędowe w maszynach budowlanych są mocno eksploatowane. Pracują w trudnych warunkach, często bez przerwy przez wiele godzin. Muszą przy tym wytrzymać ogromne przeciążenia i pracować cały czas w szczycie swojej wytrzymałości. Układy mechaniczne nie sprostałyby takiemu zadaniu.

Układ napędowy w maszynach budowlanych - koparka podczas pracy

Rodzaje układów napędowych w maszynach budowlanych

Maszyny budowlane napędzane są głównie przy pomocy przekładni hydraulicznych. Stosuje się je, ponieważ cechują się ogromną wytrzymałością na przeciążenia oraz możliwością przełożenia wysokiego momentu obrotowego. Ich rozmiar i ciężar nie gra roli, dlatego chętnie stosuje się je w ciężkich maszynach budowlanych.

Sprawdź ofertę części do maszyn budowlanych

Napęd hydrostatyczny – charakterystyka

Istota napędu hydraulicznego polega na posiadaniu ciekłej substancji jako nośnika energii hydraulicznej między generatorem, który ją wytwarza, a silnikiem, w którym energia ta z powrotem konwertowana jest na energię mechaniczną. Jako cieczy używa się oleju lub emulsji oleju w wodzie. Na cały układ składają się pompy, które mają możliwość zmiany kierunku przepływu oleju oraz silnik hydrauliczny.

Czym jest przekładnia hydrostatyczna?

W zamkniętym układzie pompa pobiera olej, który wraca z hydromotoru i cyrkuluje go. Przekładnia hydrostatyczna pobiera olej za pośrednictwem przewodów przez zawór sterujący. Zbiornik oleju jest tylko rezerwuarem i miejscem poboru przecieków. System działać będzie prawidłowo, jeśli pompa utrzyma ciśnienie na poziomie od 10 do 30 barów. Układ otwarty korzysta z głównej pompy osprzętu, a nie z dedykowanej pompy napędu.

Układy hydrostatyczne – wady i zalety

Napęd hydrostatyczny to prosta metoda zamiany ruchu obrotowego na ruch postępowo-zwrotny, przy pomocy siłowników. Siły w ten sposób uzyskane są ogromne, a maksymalny skok siłownika jest ograniczony właściwie wyłącznie możliwościami wykonawczymi.

Oprócz tego napęd hydrostatyczny posiada zdolność zatrzymania się w dowolnie wybranym położeniu. Używając przy tym odpowiedniego układu regulacji, można osiągnąć bardzo wysoką dokładność pozycjonowania. Oprócz tego charakterystyka układu hydrostatycznego pozwala na całkowite pozbycie się dźwignic czy hamulca (stosuje się go wyłącznie jako system bezpieczeństwa).

Wadą układu hydrostatycznego są ograniczenia pochodzące od silnika. Dyktuje on sprawność całego układu. Oprócz tego, ze względu na korzystanie z cieczy jako czynnika napędowego, jej zbiornik znacznie zwiększa masę całego urządzenia. Musi być ona również utrzymana w odpowiedniej temperaturze, stąd konieczność stosowania urządzeń grzewczych i chłodzących. Na koniec można wspomnieć, że wycieki z układu, które są nieuniknione, są nieestetyczne i obniżają higienę i bezpieczeństwo pracy.

Napęd hydrokinetyczny – charakterystyka

Przekładnia hydrokinetyczna to zamknięty w jednej obudowie zestaw odpowiednio wyprofilowanych łopatek, które zajmują się przeniesieniem momentu obrotowego bezkontaktowo, za pomocą krążącego oleju. Ciecz zasysana jest ze zbiornika i przetaczana do dyfuzora, dzięki czemu zyskuje energię kinetyczną.

Czym jest przekładnia hydrokinetyczna?

Przekładnia zbudowana jest z turbiny, która nadaje ruch cieczy w kierunku łopatek obudowy. Przez zmiennik momentu uzyskujemy możliwość zmiany parametrów przenoszonego momentu obrotowego. Wzrost obciążenia spowoduje spadek obrotów, a to wywołuje przenoszenie wyższego momentu.

Przekładnie takie są szeroko stosowane w większości samochodowych skrzyni automatycznych, jak również w maszynach budowlanych. Posiadają ją spychacze, ładowarki teleskopowe czy czołowe. Przekładnia hydrokinetyczna współpracuje ze skrzynią biegów, ponieważ sam zmiennik obrotów ma za mały zakres przełożenia.

Układy hydrokinetyczne – wady i zalety

Zaletą napędu hydrokinetycznego jest brak sztywnego połączenia, dzięki czemu przełożyć można ogromne siły bez przeciążenia układu napędowego. Ma również większą trwałość, nawet przy dużych obciążeniach. Przy okazji podczas normalnej pracy nie obciąża mocno pozostałych elementów układów przeniesienia napędu.

Na minusy składają się mniejsza sprawność takiego rozwiązania. Przekładnia taka pracuje przez ciągły poślizg, co skutkuje również większym zużyciem paliwa. Wielkość takiego napędu też jest większa od alternatywnych rozwiązań. W trakcie pracy generuje ona dużo ciepła, przez co wymaga dodatkowego chłodzenia.

Przekładnia hydromechaniczna – łączy zalety układu hydrokinetycznego i hydrostatycznego?

Stosowanie przekładni HVT powinno wyeliminować wady obu typów skrzyń hydraulicznych. Wewnątrz obudowy wyróżnić można układ hydrostatyczny i mechaniczny. Napęd przekazywany może być oddzielnie lub łącznie, natomiast moc wyjściowa jest sumowana na wał napędowy. Praca całego układu sterowana jest elektronicznie.

Napęd ten wykorzystuje się podczas jazdy w wysoką siłą napędową, ale z niskimi prędkościami jazdy. Jest odpowiedni również do precyzyjnych i szybkich przyspieszeń i hamowania oraz przy zmianie kierunku jazdy.

Zobacz także

Regeneracja pompy hydraulicznej – na czym polega i jak przebiega?
10.06.2021

Regeneracja pompy hydraulicznej – na czym polega i jak przebiega?

Pompy hydrauliczne to podstawowy element roboczy we współczesnych maszynach budowlanych. Służą do poruszania siłowników lub napędzania układów ruchomych. Oparte są na układach zamkniętych i otwartych. Przetłaczają ciecze robocze, najczęściej olej hydrauliczny, niektóre generując duże ciśnienie, inne posiadają dużą wydajność, te najpopularniejsze w maszynach budowlanych, to pompy rotacyjne tłoczkowe o zmiennej wydajności. Najczęściej pracują nieustannie i są wysoko obciążone. Dlatego elementy pompy zużywają się mimo prostej budowy i wysokiej wytrzymałości. Jak wydłużyć okres eksploatacji pompy i jak przebiega naprawa pompy hydraulicznej?
Jak wydłużyć żywotność skrzyni biegów w maszynie budowlanej? Podpowiadamy!
03.03.2021

Jak wydłużyć żywotność skrzyni biegów w maszynie budowlanej? Podpowiadamy!

Nie ma nic gorszego niż praca wstrzymana przez uszkodzoną maszynę. Terminy gonią, inwestor jest zniecierpliwiony, a maszyna stoi. Czy jest coś, co możesz zrobić, aby uniknąć przedwczesnej awarii? Na co ma zwrócić uwagę operator maszyny podczas jej użytkowania, aby wydłużyć bezawaryjne działanie skrzyni biegów? Wśród czynności utrzymujących napęd w dobrym stanie jest nie tylko regularny serwis. Bardzo ważne jest jego używanie z rozsądkiem i według zaleceń producenta.
Koparka nie odpala – jaki może być powód?
24.02.2021

Koparka nie odpala – jaki może być powód?

Do działania silnika spalinowego potrzebne są trzy elementy: paliwo, powietrze i zapłon. Jeśli zabrać któryś z nich, maszyna nie zapali. Trudne odpalanie lub jego brak najczęściej oznaczają awarię albo niewydajne działanie któregoś z systemów odpowiedzialnych za te elementy.