Pompa Hydrauliczna w Maszynach JCB: Budowa, Zasada Działania i Awarie

Pompa hydrauliczna jest jednym z najważniejszych elementów w maszynach budowlanych, takich jak koparko-ładowarki JCB. Odpowiada ona za całą pracę roboczą, umożliwiając wykonywanie różnorodnych operacji, od jazdy po podnoszenie ramion.

Rola i Zasada Działania Pompy Hydraulicznej

Zasada działania pompy hydraulicznej opiera się na tłoczeniu i wytwarzaniu wysokiego ciśnienia oleju. Ten pod ciśnieniem płyn hydrauliczny jest następnie przesyłany do systemu rozdzielaczy, zaworów, cewek, pomp wspomagających, silników hydraulicznych i siłowników. Całość tego skomplikowanego systemu sprawia, że maszyna może jeździć, obracać się, skręcać i poruszać ramionami roboczymi.

Pompa główna jest napędzana bezpośrednio silnikiem spalinowym, zazwyczaj poprzez sprzęgło kłowe. Sprzęgło to jest często wykonane z tworzywa, aby w razie jakiejkolwiek awarii zerwało się, chroniąc pompę i silnik przed uszkodzeniem.

Rodzaje Pomp Hydraulicznych w Maszynach Budowlanych

W maszynach budowlanych najczęściej występują dwa rodzaje pomp hydraulicznych:

• Pompa hydrauliczna zębata
• Pompa hydrauliczna wielotłoczkowa

Pompa Zębata

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym składa się z dwóch jednakowych kół zębatych, osadzonych możliwie jak najciaśniej w korpusie. Jedno z kół jest napędzane przez zewnętrzne źródło. Obracające się koła zębate zagarniają ciecz z komory ssawnej do przestrzeni międzyzębnych, transportując ją następnie do komory tłocznej. Pompy zębate są pompami o stałej wydajności, cechują się prostą konstrukcją i dużą niezawodnością.

Pompa Wielotłoczkowa

Pompa wielotłoczkowa składa się z kilku lub kilkunastu małych pomp tłokowych umieszczonych w jednym korpusie. Jako zwielokrotniona pompa tłokowa, której każdy tłoczek pracuje w innej fazie, charakteryzuje się wydajnością bliską stałej. Im większa liczba tłoczków, tym mniejsze pulsacje wydajności.

Szczegółowa Budowa Pomp Zębatych i Ich Zużycie

Głównymi częściami zużywającymi się pomp zębatych są: aktywny wał i tuleja, środkowy otwór i sworzeń wału pasywnego, wewnętrzna wnęka i koło zębate obudowy pompy, powierzchnia czołowa przekładni i pokrywa pompy. Gdy główne wskaźniki techniczne pompy oleju nie spełniają wymagań, należy ją zdemontować, aby określić lokalizację i zakres zużycia oraz podjąć odpowiednie środki naprawcze.

Wał Napędowy i Tuleja

Po zwiększeniu zużycia wału napędowego pompy zębatej i tulei, zwiększa się luz między nimi, co wpływa na ilość oleju w pompie. W takim przypadku można przywrócić normalny luz pasowania, naprawiając wał napędowy lub tuleję. Jeśli wałek napędowy zużywa się lekko, wystarczy wycisnąć starą tuleję i zastąpić ją tuleją o standardowym rozmiarze. Jeśli wałek napędowy i tuleja są poważnie zużyte, nie tylko tuleja powinna zostać wymieniona, ale wałek napędowy powinien być również chromowany lub pokryty wibracjami, aby zwiększyć jego średnicę, a następnie szlifowany do normatywnego rozmiaru, aby przywrócić wymagania współpracy.

Obudowa Pompy

• Naprawa pęknięcia skorupy: Pęknięcie skorupy można naprawić przez odlanie elektrody niklowo-miedziowej 508. Spoiny muszą być szczelne, a błąd płaskości powierzchni połączenia z pokrywą pompy nie powinien przekraczać 0.05 mm.
• Naprawa zużycia otworu tulei wału napędowego i otworu wału napędzanego: Po zużyciu otworu w tulei wału napędowego można usunąć ślad zużycia poprzez rozwiercanie, a następnie zastosować tuleję powiększoną do odpowiedniego rozmiaru. Zużycie otworu wału napędzanego jest również eliminowane przez rozwiercanie, a następnie wałek napędzany jest przygotowywany zgodnie z rzeczywistym rozmiarem otworu po rozwierceniu.
• Naprawa wewnętrznej wnęki: Po zużyciu wewnętrznej wnęki w obudowie pompy, jest ona zazwyczaj naprawiana metodą wkładania wewnętrznej wnęki, to znaczy po powiększeniu wewnętrznej wnęki jest ona wyposażona w tuleję żeliwną lub stalową. Po włożeniu tulei, wewnętrzna wnęka jest dopasowywana do wymaganego rozmiaru, a tuleja wystająca z powierzchni czołowej jest szlifowana, aby zrównała się z powierzchnią złącza korpusu pompy.
• Naprawa gniazda zaworu: Istnieją dwa rodzaje zaworów ograniczających ciśnienie: zawory kulowe i zawory tłokowe. Po zużyciu kulistego gniazda zaworu, stalową kulkę można umieścić na gnieździe zaworu, a następnie kulkę stalową delikatnie stuka się metalowym prętem, aż zawór kulowy i gniazdo zaworu będą szczelne. Jeśli gniazdo zaworu jest mocno zużyte, można je rozwiercić, aby usunąć ślady zużycia, a następnie użyć do zamknięcia. Po zużyciu gniazda tłoka można położyć trochę piasku z zaworów, aby zmielić, aż będzie szczelny.

Pokrywa Pompy

• Naprawa płaszczyzny roboczej: Jeśli powierzchnia robocza pokrywy pompy jest mniej zużyta, można użyć ręcznego szlifowania, aby wyeliminować ślady zużycia, to znaczy położyć niewielki piasek zaworu na platformie lub grubej szklanej płycie, a następnie umieścić pokrywę pompy na nim i szlifować, aż znikną ślady zużycia, a powierzchnia robocza będzie płaska. Gdy głębokość robocza pokrywy pompy przekroczy powierzchnię roboczą o 0.1 mm, należy ją naprawić, najpierw obracając i szlifując.
• Naprawa otworu tulei wału napędowego: Naprawa zużycia otworu tulei wału napędowego na pokrywie pompy jest taka sama jak w przypadku naprawy otworu tulei wału napędowego w obudowie.

Koła Zębate

Zużycie kół zębatych pompy zębatej występuje głównie w części grubej zęba, natomiast zużycie powierzchni czołowej przekładni i górnej części zęba jest stosunkowo niewielkie. Koło zębate jest noszone z jednej strony przy grubości zęba, więc można je obrócić o 180 stopni, aby użyć.

Eksploatacja i Konserwacja Pompy Hydraulicznej

Aby pompa hydrauliczna mogła jak najdłużej pełnić swoją funkcję, musi być odpowiednio konserwowana. Kluczowe praktyki obejmują:

• Wymiana olejów i filtrów w układzie hydraulicznym: Pompę zasila olej bezpośrednio ze zbiornika, dlatego bardzo ważne jest, aby nie było w nim żadnych zanieczyszczeń. Podczas nalewania i uzupełniania oleju nie należy używać starych baniek ani pojemników niewiadomego pochodzenia. Olej należy nalewać po uprzednim zamontowaniu filtra w zbiorniku, nie przed. Bezawaryjną pracę pompy można wydłużyć przez wymianę oleju zgodnie z zaleceniami producenta maszyny, zarówno pod względem czasu, jak i specyfiki oleju. Jeśli maszyna nie przepracowała wymaganych do wymiany godzin w ciągu dwóch lat, olej i tak należy wymienić, ponieważ straci swoje właściwości. Na całym układzie hydraulicznym znajdują się filtry, które również należy wymieniać zgodnie ze wskazaniami producenta (DTR-ka).
• Poziom oleju w zbiorniku hydraulicznym: Bardzo ważny jest odpowiedni stan (poziom) oleju. Najczęściej w okolicach zbiornika znajduje się wskaźnik poziomu oleju. Do codziennych obowiązków operatora należy jego sprawdzanie. Większość zbiorników wyposażona jest w czujnik poziomu oleju, jednak "optyczna" kontrola jest nieodzowna.
• Odpowietrzniki powietrza: Zbiorniki wyposażone są w odpowietrzniki, które należy wymieniać za każdym razem, kiedy wymieniamy olej. Ich niedrożność powoduje zapowietrzenie się układu hydraulicznego.
• Szczelność całej linii hydraulicznej: Odgrywa ona bardzo ważną rolę, zapobiegając niekontrolowanemu ubytkowi oleju, który może doprowadzić nawet do zatarcia pompy hydraulicznej spowodowanego brakiem oleju.
• Przestrzeganie zasad eksploatacji: Przestrzeganie zasad przy nalewaniu i wymiana filtrów zgodna z instrukcją nie zawsze zapewnia czystość w całym układzie. Dlatego od czasu do czasu zalecane jest płukanie zbiornika, gdzie poza filtrami osadza się najwięcej zanieczyszczeń.

Awarie Pompy Hydraulicznej w Maszynach JCB: Przyczyny, Objawy i Diagnostyka

Mimo że pompy hydrauliczne w maszynach budowlanych są skonstruowane do pracy w ciężkich warunkach, z czasem ulegają awarii. Usterka może być zarówno długim i ledwo zauważalnym procesem, jak i nagłym wypadkiem. W wielu sytuacjach czujny operator jest w stanie zauważyć oznaki awarii pompy zanim całkowicie się ona zepsuje.

Główne Przyczyny Awarii

• Wysoka temperatura układu: Optymalny zakres temperaturowy pracy układu hydraulicznego wynosi od 50 do 60°C. Układ powinien efektywnie rozpraszać nadmiar ciepła. Stałe przekraczanie tego zakresu lub stale rosnąca temperatura są sygnałami, że z układem dzieje się coś niepokojącego.
• Wysokie ciśnienie: Długotrwała praca pod zwiększonym ciśnieniem jest jednym z najczęstszych powodów uszkodzeń mechanicznych.
• Zużywanie elementów: Tarcie pomiędzy ruchomymi częściami jest naturalnym procesem, który prowadzi do zużywania i w rezultacie do ewentualnych uszkodzeń.
• Brak smarowania: Niewystarczające smarowanie jest główną przyczyną przegrzewania i uszkodzeń.
• Niedostateczna konserwacja: Regularne przeglądy i konserwacja są kluczowe dla zachowania pompy w dobrym stanie.
• Niewłaściwe działanie i obsługa: Niewłaściwa obsługa maszyny lub pompy może prowadzić do nadmiernego obciążenia i uszkodzeń.
• Zanieczyszczenie lub zużycie filtra oleju: Filtr ten może zostać zablokowany przez osady i zanieczyszczenia, prowadząc do ograniczenia przepływu oleju. W efekcie pompa musi pracować pod większym obciążeniem, co kończy się jej zużyciem lub uszkodzeniem.
• Niewłaściwa jakość oleju: Korzystanie z oleju niskiej jakości lub niezgodnego z zaleceniami producenta, może prowadzić do tworzenia się osadów i zmniejszenia efektywności smarowania. Tego typu osady będą blokować przewody olejowe oraz przyspieszać zużycie elementów pompy.

Charakterystyczne Objawy Awarii

Awaria pompy hydraulicznej może objawiać się na wiele sposobów. Należą do nich:

• Spadek mocy, brak siły roboczej: Maszyna może mieć trudności z nabieraniem ziemi, podnoszeniem ramion lub wykonywaniem innych funkcji. Na przykład, w maszynie JCB 3CX po wbiciu łyżki w ziemię brakuje siły do jej nabrania, a ramię z teleskopem również wykazuje brak mocy.
• Dźwięki: Wycie, stukanie, syczenie lub szum w rozdzielaczu, wskazujące na przelewanie się oleju.
• Problemy z jazdą: Utrata mocy po rozgrzaniu maszyny, zapalająca się kontrolka ciśnienia w skrzyni biegów. W przypadku skrzyni powershift, problemy z jazdą mogą wynikać z zużycia tarczek sprzęgłowych.
• Nagłe osłabienie silnika: Na przykład, gdy otwierany jest krokodyl w przedniej łyżce JCB, silnik może strasznie słabnąć.
• Wycieki oleju: Warto poświęcić czas na sprawdzenie pompy pod kątem obecności wycieków oleju. Niekiedy zauważalne są również grudki powstałe z połączenia oleju hydraulicznego z brudem.
• Podwyższona temperatura układu: Kiedy pompa hydrauliczna osiąga nadmierną temperaturę, może dojść do rozrzedzenia oleju hydraulicznego i przedwczesnego zużycia elementów wewnątrz pompy.
• Niskie ciśnienie oleju: Komunikat komputera pokładowego lub zapalenie się odpowiedniej kontrolki informujące o niskim ciśnieniu oleju.

Diagnostyka Problemów

Rozpoznanie problemów z pompą hydrauliczną może być stosunkowo proste, jeśli posiada się odpowiednie narzędzia diagnostyczne i wiedzę:

• Sprawdzenie ciśnienia oleju: Za pomocą manometru to jedna z podstawowych czynności. Jeśli ciśnienie oleju okaże się niższe niż zalecane przez producenta, jest to poważna wskazówka, iż pompa nie działa prawidłowo. Ciśnienie w układzie hydraulicznym powinno być sprawdzane na wolnych obrotach i przy wyższych obrotach silnika.
• Odczyt błędów z komputera pokładowego: Większość nowoczesnych maszyn wyposażona jest w systemy diagnostyczne. Komputer podpięty do złącza diagnostycznego może wykryć nieprawidłowości.
• Wizualna kontrola układu: Sprawdzenie, czy nie ma wycieków oleju wokół pompy lub innych elementów. Wyciek może wskazywać na uszkodzenie uszczelki lub pękniętego przewodu.
• Sprawdzenie zaworów przeciążeniowych: Na tylnym rozdzielaczu są po środku zaworki przeciążeniowe, które należy sprawdzić pod kątem sprężynki i zaworka.
• Sprawdzenie wodzików: Mogą one wpływać na pracę hydrauliki.
• Sprawdzenie przycisku odcinającego hydraulikę: Jak jest wciśnięty, też słychać syczenie i przelewanie oleju.
• Sprawdzenie sprzęgła hydrokinetycznego: W przypadku problemów ze skrzynią powershift, nawet po remoncie skrzyni i wymianie pompy jazdy, problemy mogą nadal występować, co sugeruje sprawdzenie sprzęgła hydrokinetycznego.
• Analiza stanu oleju silnikowego: Zdarzają się przypadki podniesionego stanu oleju w silniku, co sugeruje przedostanie się paliwa do oleju (np. w JCB 4cx z 2009 roku). Taka sytuacja może wtórnie prowadzić do problemów z ciśnieniem oleju w silniku.

Naprawa i Regeneracja Pompy Hydraulicznej

Na pierwszy znak problemu z pompą hydrauliczną, kluczowe jest, aby niezwłocznie zareagować, zatrzymując pracę maszyny. Ignorowanie objawów może prowadzić do poważniejszych uszkodzeń i dodatkowych kosztów.

Przygotowanie do Wymiany lub Naprawy

W przypadku awarii pompy hydraulicznej, należy rozpocząć od dokładnego wyczyszczenia całego układu, w zależności od rodzaju awarii. Jeżeli pompa główna, wspomagająca lub silnik jazdy czy obrotu uległy uszkodzeniu i do układu dostało się mnóstwo drobnych elementów, konieczne jest usunięcie oleju również z rozdzielaczy, siłowników i przewodów hydraulicznych. Znacznie częściej pompy wymienia się jednak wskutek zużycia i utraty mocy.

Wymiana Pompy Hydraulicznej

Wymieniając pompę, należy przestrzegać pewnych zasad:

1. Po zdemontowaniu pompy, zbiornik należy opróżnić ze starego oleju i dokładnie wypłukać.
2. Następnie wymienić wszystkie filtry hydrauliczne występujące w maszynie.
3. Przed samym montażem, do pompy należy nalać oleju (w miarę możliwości), aby nie była "sucha".
4. Wymienić wszystkie uszczelnienia i o-ringi przy pompie.
5. Zamontować pompę i nalać olej hydrauliczny do zbiornika, koniecznie po zamontowaniu filtra w zbiorniku.
6. Dla pewności można poluzować przewody hydrauliczne na wyjściu zasilania z pompy (aż się przeleje), a następnie je dokręcić.
7. Kiedy mamy pewność, że wszystko jest dobrze, uruchamiamy maszynę na kilka sekund. Powtarzamy tę czynność trzy-cztery razy, aby dokładnie odpowietrzyć układ hydrauliczny.
8. Następnie uruchamiamy maszynę ponownie i zostawiamy ją na wolnych obrotach przez kilka minut. Później delikatnie zaczynamy uruchamiać poszczególne funkcje maszyny.

Nowe pompy są fabrycznie ustawiane na odpowiednich wartościach, więc nie ma potrzeby ich regulacji. Nigdy nie wolno regulować pompy "na oko".

Regeneracja Pompy Hydraulicznej

Regeneracja pomp hydraulicznych to proces, który powinien być zarezerwowany wyłącznie dla kompetentnych i dobrze wyposażonych serwisów, gdyż jest to zadanie wymagające precyzji i zaawansowanej wiedzy technicznej. Naprawa polega na regeneracji zużytego elementu. Odpowiednio zregenerowana pompa w niczym nie ustępuje trwałością fabrycznie nowej. W trakcie tego procesu wymieniane są między innymi takie elementy jak uszczelki czy łożyska. Równie ważne jest też staranne wyczyszczenie pompy. Eliminacja zabrudzeń to czynność, której nie można pominąć w trakcie tego zabiegu. Równie istotnym etapem jest wykonanie testów ciśnieniowych i przepływowych, które potwierdzą skuteczność przeprowadzonej regeneracji.

W przypadku pomp jednosekcyjnych zębatych, gdzie uszkodzeniu uległ jedynie oring, można rozważyć wymianę zestawu naprawczego składającego się z uszczelnień. Jednakże, w zależności od stopnia uszkodzenia, bardziej opłacalna może być wymiana pompy na nową.

Pompy Olejowe Silnika a Pompy Hydrauliczne - Rozróżnienie i Powiązane Problemy

W kontekście maszyn budowlanych, takich jak JCB, istotne jest rozróżnienie między główną pompą hydrauliczną a pompą olejową silnika. Obie pełnią kluczowe funkcje smarowania i działania, ale w różnych układach. Pompa olejowa silnika jest podzespołem, który potrafi przetrwać bezawaryjnie nawet 500 tys. km, jeśli nie zostaną mu utrudnione zadania.

Zasady Działania Pomp Olejowych Silnika

Praca jednostki napędowej bez odpowiedniego smarowania jest praktycznie niemożliwa. Pompa olejowa zasysa, a następnie wtłacza olej pod odpowiednim ciśnieniem do kolejnych kanalików silnika, zapewniając prawidłową pracę jednostki napędowej i związanych z tym poszczególnych elementów. Znakomita większość pomp w starszych autach (powiedzmy z 2015r i starszych) ma tylko zawór mechaniczny regulowany sprężyną. Pompa działa na zasadzie stałego wydatku, a zawór pełniący rolę bypassa otwiera się przy około 3-4 bar i upuszcza nadmiar ciśnienia. Pompy o zmiennym wydatku utrzymują stałe ciśnienie, bo tu elektrozawór dostaje sygnał z ECU i reguluje przepływ.

Główne Objawy Uszkodzenia Pompy Olejowej Silnika

Uszkodzona pompa olejowa silnika może prowadzić do spadku ciśnienia oleju, co z kolei skutkuje zwiększonym tarciem i ryzykiem zatarcia silnika. Objawy usterki nie sposób przeoczyć i należą do nich:

• Spadek ciśnienia oleju: Kiedy pompa olejowa przestaje prawidłowo funkcjonować, przestaje też dostarczać wystarczającej ilości oleju do silnika. Brak oleju w silniku, zwłaszcza na jego ruchomych częściach, oznacza błyskawiczny wzrost tarcia, za którym już czai się jedynie częściowe lub kompletne zatarcie jednostki napędowej. Zazwyczaj jest to sygnalizowane przez zapalenie się kontrolki/komunikatu informującego o niskim ciśnieniu oleju.
• Głośniejsza praca silnika: Metaliczne odgłosy dochodzące z komory silnika mogą świadczyć o tym, że jego ruchome elementy nie są odpowiednio smarowane. Brak oleju powoduje tarcie pomiędzy częściami, a tarcie prowadzi do katastrofy.
• Zwiększone zużycie paliwa: Niewystarczające smarowanie silnika momentalnie odbija się na jego wydajności. W rezultacie, jednostka napędowa potrzebuje więcej paliwa, aby wygenerować odpowiednią moc.
• Podwyższona temperatura silnika.
• Problemy z odpaleniem pojazdu.

Warto pamiętać, że czujniki ciśnienia oleju bywają zawodne, dlatego nie należy całkowicie polegać na ich wskazaniach.

Diagnostyka Pompy Olejowej Silnika

Rozpoznanie problemów z pompą olejową silnika jest podobne do hydraulicznej:

• Sprawdzenie ciśnienia oleju: Za pomocą manometru to jedna z podstawowych czynności. Jeśli ciśnienie oleju okaże się niższe niż zalecane przez producenta, jest to poważna wskazówka, iż pompa nie działa prawidłowo.
• Odczyt błędów z komputera pokładowego: Jeśli podpięty do złącza OBD komputer wykryje nieprawidłowości w układzie smarowania, można zidentyfikować przyczynę problemu po samych kodach błędów.
• Wizualna kontrola układu smarowania: Pozwala przede wszystkim zbadać, czy nie ma wycieków oleju wokół pompy lub innych elementów.

Koszty Naprawy i Wymiany Pompy Olejowej Silnika

Średni koszt regeneracji pompy olejowej silnika wynosi od kilkuset do nawet 1000 zł, choć istnieją wyjątki, kiedy kwota ta jest wyższa. Średni koszt zakupu nowej pompy olejowej waha się od 400 do 900 zł, ale może wzrosnąć nawet do kilku tysięcy złotych w przypadku droższych i bardziej skomplikowanych konstrukcyjnie maszyn. Uszkodzona pompa olejowa może prowadzić do nadmiernego zużycia wału korbowego, tłoków, a nawet turbosprężarki. Brak odpowiedniego smarowania potrafi spowodować również uszkodzenie układu rozrządu oraz innych elementów mechanicznych jednostki napędowej.

tags: #pompa #oleju #glowna #do #jcb