Радіально-поршневі насоси відносяться до роторно-поршневим насосам. Недоліком поршневих насосів є наявність розподільних клапанів, які обмежують, внаслідок їх інерційності число обертів насоса. З цієї точки зору перевага мають багатоциліндрові роторно-поршневі насоси з безклапанним або золотниковим розподілом.
На рис.4.7 представлена кінематична схема радіально-поршневого насоса.
Кінематично подібні насоси побудовані на базі кривошипно-шатунного механізму, в якому нерухомим ланкою є кривошип 1, циліндр обертається навколо його осі. а шатун - навколо осі.
Таким чином, при обертанні циліндра поршень 4 буде здійснювати зворотно-поступальні рухи, які використовуються для процесів всмоктування і нагнітання насоса.
Завдяки тому, що циліндр 3 обертається навколо осі з'являється можливість використовувати його в якості розподільного пристрою - золотника (золотник - це рухливий елемент системи управління механічним процесом, що направляє потік робочої рідини в потрібний канал шляхом свого зміщення відносно вікон в поверхні, на якій він ковзає) .
За принципом дії радіально-поршневі насоси діляться на одно-, дворазового і багаторазового дії, тобто в насосах одноразової дії поршень здійснює один подвійний хід, дворазового - два і т.д.
Розглянемо схему радіально-поршневого насоса одноразової дії.
1-статор, 2-ротор, 3-поршні, 4-циліндри, 5-канал всмоктування; 6-канал нагнітання, 7-отвори, 8-розподільна вісь (цапфа).
Якщо порівняємо даний малюнок з попередньою схемою, то побачимо, що роль кривошипа тут виконує ексцентриситет е. Шатун замінений статорних кільцем 1, а циліндр ротором 2, тобто механізм цього насоса цілком побудований на базі кривошипно-шатунного механізму.
При обертанні ротора 2 від приводного вала, наприклад за годинниковою стрілкою, поршні 3 спочатку висуваються з циліндрів 4, відбувається всмоктування рідини через отвір 7 і канал 5. При подальшому русі ротора поршні вдвигаются в циліндри, відбувається нагнітання рідини так само через отвори 7 і канал нагнітання 6. Відповідно робоча рідина спочатку заповнює циліндри 4, а потім витісняється звідти поршнями 3 в напірну лінію гідросистеми.
Поршні висуваються і притискаються до статора або відцентровою силою, або примусово (пружиною, тиском робочої рідини або іншим шляхом).
При роботі насоса між поршнями і нерухомим статором виникають сили тертя, що знижують механічний ККД насоса (механічний ККД = 0.85 ... 0.95, а повний ККД = 0.70 ... 0.90). Для зменшення цих сил в реальних конструкціях гідромашини замінюють тертя ковзання тертям кочення (встановлюють на кінцях поршнів сталеві загартовані ролики або роблять статор обертовим в спеціальному підшипнику).
Як ми відзначили раніше, кожен поршень за один оборот ротора робить один подвійний хід. Величина ходу поршня і подача насоса залежать від величини ексцентриситету, тобто S = 2, отже, змінюючи величину ексцентриситету, можна отримати різну величину подачі насоса при постійній частоті обертання ротора.
Подачу радіально-поршневого насоса визначають за формулою
де - діаметр поршня, м; е - ексцентриситет, м; n - частота обертання ротора, хв -1; z - число поршнів в насосі, шт .; - об'ємний ККД насоса.
Його визначають як відношення
можна визначити шляхом повільного провертання насоса (n = 20 ... 30 об / хв) з нульовим перепадом тиску рідини на вході і виході з насоса, або при нульовій різниці рівнів рідини в забірному або зливному резервуарі.
Момент, що обертає, що виникає на валу насоса від тиску рідини
де p - тиск, МПа, в серійному виробництві наосом до 20 МПа (випускаються і до 50 МПа); q - питома подача насоса або гідродвигуна (як зазначали раніше, насоси в більшості випадків оборотні).
Питома подача насоса дорівнює
Радіально-поршневі гідромашини набули широкого поширення в Гідропередача з великими крутять моментами і малими швидкостями обертання. Області застосування - автомобілебудування, тракторобудування, також в дорожньо-будівельних і лісотранспортних машинах. Використовуються вони в якості веденого ланки трансмісій.
Переваги радіально-поршневих насосів:
1) виключається необхідність використання понижуючих редукторів;
2) забезпечується незалежність компонування агрегатів трансмісії;
3) можливість здійснення гальмування без використання двигуна і гальмівних пристроїв.
Технічні характеристики деяких радіально-поршневих насосів і гідромоторів дані в. .