Основи гідравліки (стр. 17 из 19)
 – робочий об’єм гідромашини (м3/об; м3/хід); | (9.20) |
q0 – об’єм однієї робочої камери, м3, см3;
z – кількість робочих камер в гідромашині.
Перетворення енергії в гідромашинах завжди супроводжується втратами, які оцінюються повним К.К.Д гідромашини:
 |
тобто відношенням потужності на виході гідромашини до потужності, що подається на вхід до неї.
Так як і для відцентрових насосів, повний К.К.Д об’ємних гідромашин є добутком трьох частинних К.К.Д: об’ємного (
), гідравлічного ( 
) і механічного ( 
):  . |
У насосів звичайно бувають відомими вихідні гідравлічні параметри (тиск, подача), а у гідродвигунів – вхідні, що і обумовлює специфіку їх розрахункових залежностей.
Вихідну потужність насоса і вхідну потужність гідродвигуна визначають за формулами:
.  | (9.21)(9.22) |
в яких рн – тиск, що розвиває насос, Н/м2; Qн – подача, тобто об’єм рідини, який видає насос, м3/с; рд – тиск, що реалізує гідродвигун, Н/м2; Qд – витрата рідини гідродвигуном, м3/с.
Теоретична потужність
насоса:  | (9.23) |
двигуна:  | (9.24) |
В цих формулах: рн.т. – теоретичний тиск, тобто тиск, який би створював насос при відсутності в ньому втрат тиску Δрн; Qн.т. – теоретична подача, тобто подача насоса, яку б він мав при відсутності витікань ΔQн; рд.т – теоретичний тиск гідродвигуна, тобто тиск, який би він реалізовував при відсутності в ньому втрат тиску Δрд; Qд.т. – теоретична витрата рідини гідродвигуном, тобто витрата при відсутності в ньому витікань ΔQд
Вхідна потужність насоса:
 | (9.25) |
вихідна потужність гідродвигуна:
 | (9.26) |
де ηн, ηд – повні к.к.д. насоса і двигуна відповідно.
Частинні К.К.Д. об’ємних гідромашин визначають за такими формулами,
насос:
   | (9.27) |
гідродвигун:
   | (9.28) |
Вхідна потужність насоса і вихідна потужність гідро двигуна можуть бути розраховані за величиною крутного моменту на валу (роторні насоси і двигуни) або зусилля на штоку поршня (прямодіючі насоси і гідроциліндри)
 | (9.29) |
 |
де Мн, Мд – крутні моменти на вході насоса і на виході гідродвигуна;
ωн, ωд – кутові швидкості вхідного валу насосу і вихідного валу двигуна;
Рн, Рд – зусилля на штоку насоса і штоку двигуна відповідно;
υн, υд – лінійні швидкості штоків насоса і двигуна.
9.2.3 Поршневі насоси, силові і моментні гідроциліндри
Поршневі гідромашини класифікують за такими ознаками : кратність дії, конструкція витискувача, кількість робочих циліндрів.
За кратністю дії машини поділяють на машини однократної (простої) і багатократної дії; за конструкцією витискувача – на поршневі, плунжерні, диференціальні, мембранні та інші; по кількості робочих циліндрів – на одно – і багатоциліндрові.
9.2.3.1 Поршневі насоси
Основними елементами поршневих насосів є робочий циліндр, поршень (плунжер) і розподільний пристрій, за допомогою якого циліндр навперемінно сполучається то з лінією усмоктування, то з лінією нагнітання.
На рис. 9.11 зображена принципова схема плунжерного насоса простої дії, на рис. 9.12 – схема поршневого насоса подвійної дії, а на рис. 9.13 – схема диференціального насоса.
У насоса простої дії при переміщенні поршня (плунжера) 2 вправо збільшується вільний об’єм циліндра 1 в результаті чого тиск в ньому падає і відкривається усмоктуючий клапан 3. Рідина з усмоктуючої лінії надходить до циліндра. При русі поршня (плунжера) вліво об’єм циліндра зменшується, тиск рідини підвищується, усмоктуючий клапан закривається, а напірний клапан 4 відкривається і рідина витискується в нагнітальну лінію. Таким чином, насос простої дії за один оберт кривошипного вала один раз усмоктує і один раз подає рідину в мережу. Робочий об’єм насоса простої дії визначається об’ємом циліндра між крайніми положеннями поршня (плунжера) в циліндрі:
 | (9.30) |
Тут D – діаметр поршня, h=2r – хід поршня; r – радіус кривошипа.
Рис. 9.11. Плунжерний насос однократної дії: 1 – циліндр; 2 – плунжер;
3 – усмоктувальний клапан; 4 – напірний клапан
Рис. 9.12. Схема насоса подвійної дії: 1 і 5 – напірний і усмоктуючий патрубки; 2 – поршень; 3 і 7 – напірні клапани; 4 і 6 – усмоктуючі клапани; 8 - циліндр
Рис. 9.13. Схема диференційного насосу:
1 – плунжерна камера; 2 – основна камера
Середня теоретична подача насоса визначається формулою
 , | (9.31) |
в якій n – частота обертання кривошипа, або число подвійних ходів штока поршня в одиницю часу.
В насосах подвійної дії при ході поршня вправо відкриваються всмоктуючий 6 і нагнітальний 3 клапани, при цьому інші два клапани 4 і 7 закриті. Через клапан 6 рідина всмоктується, а через клапан 3 подається в нагнітальний трубопровід в об’ємі
. При ході поршня вліво через клапан 4 відбувається всмоктування рідини, а через клапан 7 – нагнітання. За цей хід в нагнітальну лінію поступає рідина в об’ємі 
.Середня теоретична подача насоса подвійної дії складає
 | (9.32) |
В цій формулі D – діаметр поршня, d – діаметр штока; h – хід поршня; п – число подвійних ходів штока в одиницю часу.
Права частина 1 диференціального насоса – це циліндр плунжерного насоса одинарної дії, а ліва – особлива камера 2, яка з’єднана з напірним трубопроводом. Середня теоретична подача диференціального насосу визначається за формулою (9.32).
Характерними для поршневих насосів величинами є відношення ходу поршня до його діаметра
і середня швидкість поршня 
. Приймають 
; 
.При розрахунках дійсних параметрів роботи поршневих насосів значення частинних к.к.д. вибирають в таких межах
; 
; 
.Основним недоліком поршневих насосів є нерівномірність подачі. Так, наприклад, для одноциліндрового насоса однократної дії коефіцієнт нерівномірності складає 314%. Для зменшення пульсацій подачі використовують багатоциліндрові насоси з непарним числом робочих циліндрів.
9.2.3.2 Силові гідроциліндри
Силові гідроциліндри належать до об’ємних гідродвигунів і призначені для надання поступального і зворотно-поступального руху вихідній ланці (штоку). Внаслідок своєї конструкційної простоти і експлуатаційних переваг вони є найпоширенішими гідродвигунами в сучасних машинах з об’ємним гідроприводом. Конструктивно гідроциліндри поділяють на поршневі, плунжерні і телескопічні, а за принципом дії – на одно- і двосторонньої дії (рис. 9.14).