Гидронасос экскаватора: почему падает производительность гидросистемы

Экскаватор стал копать медленнее: рабочий цикл растянулся, стрела и рукоять двигаются вяло, при совмещении операций машина заметно теряет скорость. Первым подозревают насос, и владелец начинает выяснять, где купить гидронасос на экскаватор. Иногда подозрение подтверждается, но похожую картину могут давать всасывающая линия, рабочая жидкость, система управления насосом, предохранительный клапан, обороты двигателя, а также распределитель и исполнительные механизмы.

Ниже разобрано, от чего зависит производительность гидросистемы экскаватора, какие признаки указывают на насос, как отличить его неисправность от неисправностей других узлов и какие измерения нужны до решения о ремонте или замене.

От чего зависит производительность гидросистемы

Скорость рабочих движений определяется подачей насоса - объёмом рабочей жидкости, который за единицу времени доходит до гидроцилиндров и гидромоторов. Усилие определяется давлением, которое система способна развить и удержать. Если механизмы движутся медленнее при прежнем усилии, ищут потерю подачи; если не хватает усилия, ищут потерю давления.

Подача насоса зависит от его рабочего объёма и частоты вращения вала, которую задаёт двигатель. Часть потока теряется на внутренних утечках: жидкость под давлением перетекает через зазоры из напорной полости в сливную и не совершает работы. Утечки есть в любом агрегате, но они растут с износом деталей, с ростом давления и со снижением вязкости жидкости при нагреве.

На экскаваторах, в том числе малых, применяют регулируемые аксиально-поршневые насосы. Регулятор меняет рабочий объём насоса по сигналу системы управления и ограничивает мощность, которую насос забирает у двигателя. Поэтому низкая подача не всегда означает износ: насос может быть исправен, но получать неверную команду.

На экскаваторах с двумя насосами или двухпоточным насосом механизмы разделены на две группы, и каждую питает свой поток. Если слабеют только движения одной группы, проверяют прежде всего этот поток.

Признаки, которые указывают на насос

Один и тот же симптом может быть связан с разными неисправностями. Признак только сужает круг поиска, а дефект подтверждают измерениями и дефектовкой.

• Замедлились все движения одновременно. Стрела, рукоять, ковш, поворот и ход потеряли скорость примерно одинаково. Общие для них узлы - насос с регулятором, его привод от двигателя, всасывающая линия и главный предохранительный клапан.
• Скорость падает после прогрева. На холодной жидкости машина работает почти как раньше, а после прогрева слабеет. Нагретая жидкость менее вязкая, и через изношенные зазоры её уходит больше.
• Скорость падает под нагрузкой. Без нагрузки движения быстрые, при копании плотного грунта заметно замедляются. Подача, которая снижается с ростом давления, указывает на внутренние перетечки - в насосе, но также в гидроцилиндре или гидромоторе; где именно, показывают замеры.
• Изменившийся шум. Вой, треск или стук, которых раньше не было, могут быть связаны с кавитацией - нехваткой жидкости на входе насоса - или с аэрацией - подсосом воздуха во всасывающей линии или через уплотнение вала. По одному звуку их надёжно не различают: причину подтверждают проверкой бака, всасывающей линии и фильтра.
• Перегрев рабочей жидкости. Там, где жидкость перетекает с высокого давления на низкое без полезной работы, выделяется тепло: при внутренних утечках в изношенном агрегате и при сбросе через предохранительный клапан. Поэтому перегрев согласуется с износом насоса, но может быть связан и с утечками в других агрегатах или с настройкой клапана.
• Частицы металла в фильтре. Они говорят об износе одного из агрегатов системы, но не показывают, какого именно: источником может быть и гидромотор.

Как отличить насос от других узлов гидросистемы

Главный вопрос диагностики - неисправность общая для всех движений или касается одного механизма.

Распределитель. Износ золотника и корпуса, негерметичный или зависший клапан пропускают жидкость на слив. В таком случае замедляются одно или несколько движений, а не все сразу. Исключение - главный предохранительный клапан: если он открывается раньше времени, усилие теряет вся машина.

Гидроцилиндры и гидромоторы. Изношенное поршневое уплотнение перепускает жидкость из одной полости цилиндра в другую, и цилиндр теряет усилие. Самопроизвольное опускание оборудования при нейтральном положении управления указывает на гидроцилиндр, распределитель или клапаны удержания нагрузки, а не на износ насоса. Износ гидромотора хода или поворота проявляется слабостью именно этого движения.

Управление насосом. Неисправность в линии управления или в самом регуляторе может заставить исправный насос работать с уменьшенной подачей.

Пока эти причины не исключены, замена насоса может не вернуть производительность: новый агрегат будет работать в тех же условиях, что и прежний.

Какие проверки выполняют до снятия насоса

Измерения на работающей машине выполняют квалифицированные специалисты по сервисной документации изготовителя экскаватора. Приборы подключают и отключают на заглушённом двигателе после сброса давления, рабочее оборудование предварительно опускают на землю. Места течей не ищут рукой: струя жидкости под высоким давлением может проникнуть под кожу, и такая травма требует срочной медицинской помощи.

• Исходные данные. Модель и серийный номер машины, маркировка насоса, гидросхема, история обслуживания, условия появления симптома: на холодной или прогретой жидкости, во всех движениях или в одном, с нагрузкой или без.
• Рабочая жидкость и бак. Уровень, соответствие марки и вязкости документации, пена, вода и механические примеси, состояние фильтров и сапуна.
• Всасывающая линия. Герметичность соединений, отсутствие перегибов и сплющенных участков; при необходимости измеряют разрежение на входе насоса.
• Частота вращения двигателя. Её сверяют с документацией в рабочем режиме и под нагрузкой: если обороты проседают, подача падает и у исправного насоса.
• Давление. Настройку главного предохранительного клапана и давление в линии управления сравнивают со значениями документации.
• Подача под нагрузкой. Расходомер включают в напорную линию и измеряют подачу при низком и при рабочем давлении. Заметное снижение подачи с ростом давления указывает на внутренние утечки. Одно показание манометра состояние насоса не показывает: изношенный насос может развивать давление настройки клапана, но подавать меньше жидкости.
• Дренаж корпуса. У аксиально-поршневого насоса оценивают расход утечек через дренажную линию корпуса: его рост указывает на внутренний износ.

Допустимые значения давления, подачи и дренажного расхода у каждой модели свои. Их берут из сервисной документации изготовителя машины или насоса, а не из общих рекомендаций.

Ремонт или замена гидронасоса

Если измерения подтвердили неисправность насоса, вариант выбирают по результатам дефектовки - разборки агрегата и проверки деталей качающего узла, регулятора, вала и подшипников. Часть дефектов устраняют заменой деталей и обработкой поверхностей, при других повреждениях восстановление может оказаться нецелесообразным. Ремонт не всегда выгоднее замены: решение зависит от состояния деталей, доступности комплектующих, требований к ресурсу и документации.

После ремонта насос проверяют на испытательном стенде в предусмотренном режиме. Стендовая проверка подтверждает характеристики агрегата на момент испытания, но не устраняет причину, по которой он износился.

Перед установкой отремонтированного или нового насоса устраняют причину отказа прежнего. Если в системе найдены продукты износа, систему очищают, а жидкость и фильтры меняют, иначе частицы попадут в новый агрегат. Перед пуском насос заполняют рабочей жидкостью и удаляют из него воздух по инструкции изготовителя.

Что сверить при подборе насоса на замену

Внешне похожие насосы различаются регуляторами, числом потоков, пристроенными секциями и присоединением. На мини-экскаваторах встречаются компактные регулируемые аксиально-поршневые насосы с разделением потока, к которым могут быть пристроены шестерённые насосы, например для поворота и линии управления. Поэтому, прежде чем купить гидронасос на мини-экскаватор или полноразмерную машину, параметры нового агрегата сверяют с документацией и с установленным насосом:

• тип насоса, число потоков и пристроенных секций;
• рабочий объём каждой секции;
• тип регулятора и способ управления подачей;
• направление вращения;
• вал, посадочный фланец, расположение и резьбу портов, подключение дренажной линии.

Аналог другой марки рассматривают, только если эти параметры совпадают и замена допускается документацией или согласована со специалистом.

Вывод: сначала причина, потом насос

Падение производительности показывает, что гидросистема теряет подачу или давление, но не называет узел. Сначала отделяют общую неисправность от локальной, затем исключают жидкость, фильтры, всасывание, обороты и управление насосом, после этого измеряют подачу и дренаж. Решение о ремонте или замене принимают по результатам этих проверок и дефектовки, а новый насос подбирают по маркировке и параметрам установленного агрегата.