Zagadnienie sprawności i odpowiedniego doboru podzespołów hydraulicznych w minikoparkach, takich jak modele Schaeff, jest kluczowe dla efektywnej pracy maszyny. Poniżej przedstawiono szczegółową relację z procesu modernizacji układu hydraulicznego, obejmującą wyzwania związane z wymianą pompy oraz adaptacją różnych rozwiązań.
Początkowe problemy z pompą hydrauliczną
W analizowanej minikoparce początkowo zamontowana była włoska pompa podwójna o wydajności 2x4 cm³. Po jej awarii pojawiła się potrzeba znalezienia rozwiązania zastępczego. Oryginalna pompa cechowała się stosunkowo małą wydajnością, raptem 8 cm³, co wymagało utrzymywania wysokich obrotów silnika, aby maszyna wykazywała jakąkolwiek "żywotność". Ponadto, po wymianie silnika na 1,5-litrowy Isuzu, istniała niepewność co do idealnej osiowości wałka pompy względem wałka silnika.
Stara pompa, prawdopodobnie po 100-200 godzinach pracy od momentu wymiany silnika, uległa awarii - dostała wycieku od strony wałka. Przyczyną tego zdarzenia było najprawdopodobniej wadliwe sprzęgło elastyczne. Koszt podobnej pompy, jaka była zamontowana, to ponad 2000 zł. Jednocześnie, optymalna pojemność pompy powinna wynosić około 12 cm³, jednak zastosowanie większej pompy wiązało się z kolejnym problemem: silnik Isuzu jest o 10 cm dłuższy, a większa pompa miałaby dłuższe sekcje i zwyczajnie by się nie zmieściła.
Wcześniej koparka była już przedmiotem modyfikacji. Zakupiono ją z uszkodzonym silnikiem Mitsubishi, którego używany egzemplarz kosztowałby około 6000 zł. Po około roku intensywnego użytkowania, pompa - która nie była oryginalna, lecz zastąpiona "włoszczyzną" - zaczęła przepuszczać na wałku. Użytkownik doszedł do wniosku, że ta pompa również miała zbyt małą pojemność, co skutkowało powolnym działaniem maszyny.
Poszukiwanie optymalnego rozwiązania
Po wykryciu nieszczelności pompy, podjęto decyzję o zastąpieniu jej dwiema pompami NSZ10, które okazały się dziesięciokrotnie tańszym zakupem (80 zł za sztukę). Pozostało jedynie rozwiązać kwestię przeniesienia napędu. Początkowo rozważano pas zębaty. Projekt przekładni pasowej, która sprostałaby obciążeniom generowanym przez dwie pompy, wykazał, że pas musiałby mieć szerokość 100 mm. Było to niedopuszczalne ze względu na ograniczoną przestrzeń w maszynie.
Drugim kierunkiem poszukiwań był łańcuch i zębatki motocyklowe. Niestety, okazało się to "strzałem w stopę", gdyż przekładnie łańcuchowe nie nadają się do pracy na wysokich obrotach (z wyjątkiem tych pracujących w kąpieli olejowej), co skutkowało koniecznością wymiany łańcucha co 5-7 godzin. Należy zaznaczyć, że koparka nie jest codziennym narzędziem do 10-godzinnej pracy, a raczej "zabawką" niż źródłem dochodów, co zmniejszało presję na natychmiastowe i idealne rozwiązanie.
Dwie pompy NSZ10 okazały się mieć zbyt dużą wydajność, przez co koparka była "zbyt żwawa". Zauważono, że optymalnie byłoby osiągnąć wydajność pośrodku wartości 8 cm³ (stara pompa) a 20 cm³ (dwie pompy NSZ10). To pozwoliłoby na pracę koparki na właściwej prędkości obrotowej bez dławienia silnika.
Po zwiększeniu wydajności pomp do 2x10 cm³, optymalne obroty dla płynnej pracy hydrauliki okazały się za niskie dla płynnej pracy silnika. Pomimo że dwie pompy pochłaniają około 18 KM, a silnik dysponuje 50 KM, w teorii powinno to działać. Faktyczny problem mógł leżeć w niedostatecznym momencie obrotowym lub w specyfice działania regulatora obrotów w silnikach stacjonarnych, który dynamicznie reaguje na wzrost obciążenia.
Droga do rozwiązania: Dzielniki strumienia i pompy podwójne
Temat z paskami został wykluczony ze względu na konieczność dodatkowego ułożyskowania kół pasowych, gdyż pompy nie mogą przenosić obciążeń przeciwosiowych wynikających z pracy pasków i napinacza. W związku z tym, pojawił się pomysł rezygnacji z jednej pompy i napędzania drugiej bezpośrednio z wału silnika, jak to bywało fabrycznie. Problemem stał się jednak jeden strumień zamiast dwóch.
Przeprowadzono rozeznanie w temacie dzielników strumienia. Okazało się, że hydrauliczne dzielniki mają zbyt mały zakres przepustowości, raptem 10 L/min, co było niewystarczające. Pomocny mógłby być dzielnik mechaniczny, ale jego koszt byłby równy cenie pompy, co sprawiło, że wracano do punktu wyjścia. Wszystko sprowadzało się do konieczności zastosowania pompy podwójnej.
Poszukiwano pompy podwójnej o wydajności w granicach 2x6-7 L/min, być może od jakiejś maszyny rolniczej. Znaleziono w sklepie rolniczym pompę podwójną 2x8 L/min za 850 zł brutto. Cena była bardzo atrakcyjna, jednak wciąż zastanawiano się, czy wydajność 6 L/min nie byłaby optymalniejsza. Po sprawdzeniu numeru katalogowego, okazało się, że rolnicza pompa, która miała być 8+8 L, w rzeczywistości była 16+14 L i do tego z lewymi obrotami.
Spersonalizowana pompa i jej montaż
Dzięki namiarowi od znajomego hydraulika, nawiązano kontakt z firmą "Hewea" z Bykowa koło Wrocławia, która specjalizuje się w montowaniu pomp pod klienta. Firma ta oferuje składanie pomp z gotowych elementów: sekcji, wałków, flansz przyłączeniowych i tulejek napędowych, w różnych konfiguracjach (1, 2 lub 3 sekcje, lewe/prawe obroty, różne pojemności sekcji). Handlowiec firmy poinformował, że najczęściej sprzedawane są pompy o pojemnościach 8,3 cm³ i 6,5 cm³.
Zlecono montaż pompy. Wspomniano również o pompach "Salami", które uchodzą za najmniejsze na rynku, ponieważ nie posiadają korpusu środkowego do łączenia dwóch sekcji, co skraca ich całkowitą długość do 147 mm. Poprzednią pompę nabywano od innego dostawcy, ale "Hewea" okazała się znacznie tańsza.
Pompa dotarła i wymagała jeszcze adaptacji wielu elementów. Całość kwalifikowała się do przeróbki: zabierak sprzęgła od strony silnika, nowy zabierak od strony pompy oraz flansza mocująca pompę. Oryginalne sprzęgło elastyczne "zakończyło swoją przygodę", więc zamontowano nowe - od Poloneza, za 35 zł. To rozwiązanie jest atrakcyjne ze względu na dużą średnicę, co zwiększa jego podatność na kompensowanie niedoskonałości układu przeniesienia napędu. Kolejną zaletą są wypustki ustalające oś obrotu, podczas gdy w innych sprzęgłach tego typu odpowiadają za to śruby. Ostatnią kwestią przemawiającą na korzyść tego rozwiązania była cena.
Zestaw został już spasowany i zdjęty do malowania. Jedyną rzeczą, którą zmieniono by w przyszłości, byłby wałek na stożek. Wałek frezowany ma tę zaletę, że pompa nie byłaby na stałe związana z przeniesieniem napędu, co ułatwiłoby demontaż. W obecnym przypadku, aby wyjąć pompę, trzeba odkręcić około 10 śrub więcej. Z drugiej strony, pompy nie demontuje się codziennie, a sam wałek jest chroniony przed pracą luźnych elementów.
Testy i efektywność nowego układu
Po rozgrzaniu oleju zmierzono ciśnienie na linii, a manometr wskazał 160 bar. Pompy zębate zazwyczaj pracują na takim ciśnieniu znamionowym, choć oczekiwano nieco wyższego - około 20 bar więcej. Mimo to, koparka nie straciła swojej dynamiki i po zwiększeniu obrotów do "znośnego" poziomu, dosyć przyzwoicie przerzucała urobek. Nie brakuje jej siły; kopanie skarpówką o szerokości 100 cm jest możliwe bez problemu, podczas gdy wcześniej możliwości maszyny kończyły się już na warstwie humusu.
tags: #silnik #do #minikoparki #schaeff