Zasada działania hydrauliki ciężarówki. Zasady hydrauliczne w najprostszy możliwy sposób

Współczesne mechanizmy, maszyny i obrabiarki, pomimo pozornie złożonej konstrukcji, stanowią zbiór tzw proste maszyny– dźwignie, śruby, bramy i tym podobne. Zasada działania nawet bardzo skomplikowanych urządzeń opiera się na podstawowych prawach natury, które bada nauka fizyki. Rozważmy jako przykład konstrukcję i zasadę działania prasy hydraulicznej.

Co to jest prasa hydrauliczna

Prasa hydrauliczna to maszyna wytwarzająca siłę znacznie przewyższającą początkowo przyłożoną. Nazwa „prasa” jest raczej dowolna: tego typu urządzenia często służą faktycznie do kompresji lub tłoczenia. Na przykład dostać olej roślinny Nasiona oleiste są mocno dociskane, wyciskając olej. W przemyśle prasy hydrauliczne służą do wytwarzania wyrobów poprzez tłoczenie.

Ale zasadę prasy hydraulicznej można zastosować w innych obszarach. Najprostszy przykład: podnośnik hydrauliczny to mechanizm, który pozwala przy stosunkowo niewielkim wysiłku rąk ludzkich podnieść ładunki, których masa w oczywisty sposób przekracza ludzkie możliwości. Działanie różnorodnych mechanizmów opiera się na tej samej zasadzie – wykorzystaniu energii hydraulicznej:

• hamulec hydrauliczny;
• amortyzator hydrauliczny;
• napęd hydrauliczny;
• pompa hydrauliczna.

Największą popularnością cieszą się tego typu mechanizmy różne obszary technologia wynika z faktu, że za pomocą dość prostego urządzenia składającego się z cienkich i elastycznych węży można przesłać ogromną energię. Przemysłowe prasy wielotonowe, wysięgniki dźwigów i koparek – wszystkie te maszyny, niezbędne we współczesnym świecie, działają efektywnie dzięki hydraulice. Oprócz urządzeń przemysłowych o gigantycznej mocy istnieje wiele mechanizmów ręcznych, takich jak podnośniki, zaciski i małe prasy.

Jak działa prasa hydrauliczna?

Aby zrozumieć, jak działa ten mechanizm, należy pamiętać, czym są naczynia komunikujące się. Termin ten w fizyce odnosi się do naczyń połączonych ze sobą i wypełnionych jednorodną cieczą. Prawo naczyń połączonych stwierdza, że ​​jednorodny płyn w spoczynku w naczyniach połączonych znajduje się na tym samym poziomie.

Jeśli zaburzymy stan reszty cieczy w jednym z naczyń, np. dodając ciecz, lub wywierając nacisk na jej powierzchnię, aby doprowadzić układ do stanu równowagi, do którego dąży każdy układ, poziom wzrośnie ilość cieczy w pozostałych naczyniach łączących się z tym naczyniem. Dzieje się to na podstawie innego prawa fizycznego, nazwanego na cześć naukowca, który je sformułował - prawa Pascala. Prawo Pascala jest następujące: ciśnienie w cieczy lub gazie rozkłada się równomiernie we wszystkich punktach.

Na czym opiera się zasada działania dowolnego mechanizmu hydraulicznego? Dlaczego człowiek może z łatwością podnieść samochód ważący ponad tonę, aby zmienić oponę?

Matematycznie prawo Pascala wygląda następująco:

Nacisk P zależy wprost proporcjonalnie do przyłożonej siły F. Jest to zrozumiałe – im mocniej naciskasz, tym większy jest nacisk. I odwrotnie proporcjonalna do powierzchni przyłożonej siły.

Każda maszyna hydrauliczna składa się z połączonych naczyń z tłokami. Schemat ideowy i budowę prasy hydraulicznej pokazano na zdjęciu.

Wyobraźmy sobie, że wcisnęliśmy tłok w większym pojemniku. Zgodnie z prawem Pascala w cieczy znajdującej się w naczyniu zaczęło rozprzestrzeniać się ciśnienie i zgodnie z prawem naczyń połączonych, w celu skompensowania tego ciśnienia, tłok w małym naczyniu podniósł się. Co więcej, jeśli w dużym naczyniu tłok przesunął się o jedną odległość, to w małym naczyniu odległość ta będzie kilkukrotnie większa.

Przeprowadzając eksperyment lub obliczenia matematyczne, łatwo zauważyć wzór: odległość, o jaką poruszają się tłoki w naczyniach różne średnice, zależą od stosunku mniejszej do większej powierzchni tłoka. To samo stanie się, jeśli przeciwnie, na mniejszy tłok zostanie przyłożona siła.

Zgodnie z prawem Pascala, jeśli ciśnienie uzyskane w wyniku działania siły przyłożonej na jednostkową powierzchnię tłoka małego cylindra rozłoży się równomiernie we wszystkich kierunkach, wówczas na duży tłok będzie wywierane to samo ciśnienie, tylko zwiększone o tyle, o ile powierzchnia drugiego tłoka jest większa od powierzchni mniejszego.

Taka jest fizyka i konstrukcja prasy hydraulicznej: przyrost siły zależy od stosunku powierzchni tłoków. Nawiasem mówiąc, amortyzator hydrauliczny wykorzystuje odwrotny stosunek: duża siła jest absorbowana przez hydraulikę amortyzatora.

Film przedstawia działanie modelu prasy hydraulicznej, co w przejrzysty sposób ilustruje działanie tego mechanizmu.

Konstrukcja i działanie prasy hydraulicznej opiera się na złotej zasadzie mechaniki: wygrywając siłą, tracimy dystans.

Od teorii do praktyki

Blaise Pascal, po teoretycznym przemyśleniu zasady działania prasy hydraulicznej, nazwał ją „maszyną do zwiększania sił”. Ale od momentu badań teoretycznych do praktycznego wdrożenia minęło ponad sto lat. Powodem tego opóźnienia nie była bezużyteczność wynalazku - korzyści płynące z maszyny w zakresie zwiększenia wytrzymałości są oczywiste. Projektanci podejmowali liczne próby zbudowania tego mechanizmu. Problemem była trudność w stworzeniu uszczelki, która pozwoliłaby tłokowi ściśle przylegać do ścianek naczynia, a jednocześnie umożliwiała jego łatwe przesuwanie, minimalizując koszty tarcia – w końcu guma jeszcze nie istniała.

Problem został rozwiązany dopiero w 1795 r., kiedy to Angielski wynalazca Joseph Brama opatentował mechanizm zwany „prasą Brahmy”. Później zaczęto nazywać to urządzenie prasa hydrauliczna. Schemat działania urządzenia, teoretycznie nakreślony przez Pascala i ucieleśniony w prasie Brahmy, nie zmienił się wcale na przestrzeni ostatnich stuleci.

2015-11-15

Napęd hydrauliczny(wolumetryczny napęd hydrauliczny) to zespół wolumetrycznych maszyn hydraulicznych, urządzeń hydraulicznych i innych urządzeń przeznaczonych do przenoszenia energii mechanicznej i przetwarzania ruchu przez płyn. (T.M Bashta Hydraulika, maszyny hydrauliczne i napędy hydrauliczne).

Napęd hydrauliczny obejmuje jeden lub więcej silników hydraulicznych, źródła energii płynu, urządzenia sterujące i przewody łączące.

Działanie napędu hydraulicznego opiera się na zasadzie

Rozważmy system.

W tym układzie siłę działającą na tłok 2 można wyznaczyć z zależności:

Okazało się, że siła zależy od stosunku powierzchni, im większa powierzchnia drugiego tłoka i im mniejsza powierzchnia pierwszego, tym większa będzie różnica między siłami F1 i F2. Dzięki zasadzie dźwigni hydraulicznej można uzyskać dużą siłę przy niewielkim wysiłku.

Zwiększając wysiłek na dźwigni hydraulicznej, będziesz musiał poświęcić ruch, przesuwając mały tłok o wielkość l1, otrzymujemy przemieszczenie tłoka 2 o wielkość l2:

Biorąc pod uwagę, że powierzchnia tłoka S2 jest większa niż powierzchnia S1, otrzymujemy, że przemieszczenie l2 jest mniejsze niż l1.

Napęd hydrauliczny nie byłby tak przydatny, gdyby nie można było zrekompensować utraty ruchu, ale udało się to osiągnąć dzięki specjalnemu urządzenia hydrauliczne - .

Zawór zwrotny to urządzenie blokujące przepływ w jednym kierunku i umożliwiające swobodny przepływ przepływu powrotnego.

Jeżeli w rozważanym przykładzie zamontować na wyjściu komory z tłokiem 1 zawór zwrotny, tak aby ciecz mogła opuścić komorę, ale nie mogła wrócić. Drugi zawór należy zamontować pomiędzy komorą z tłokiem 1 a dodatkowym zbiornikiem z cieczą, tak aby ciecz mogła dostać się do komory z, a nie mogła z tej komory wypłynąć z powrotem do zbiornika.

Nowy system będzie wyglądał tak.

Przykładając do tłoka siłę F1 i przesuwając go o odległość l1, uzyskujemy ruch tłoka z siłą F2 na odległość l2. Następnie przesuwamy tłok 1 na początkową odległość; ciecz nie będzie mogła odpłynąć z komory z tłokiem 2 - zawór zwrotny na to nie pozwoli - tłok 2 pozostanie na swoim miejscu. Ciecz ze zbiornika będzie spływać do komory z tłokiem pierwszym. Następnie należy ponownie przyłożyć siłę F1 do tłoka 1 i przesunąć go na odległość l1, w wyniku czego tłok 2 ponownie przesunie się na odległość l2 z siłą F2. Natomiast w stosunku do położenia początkowego w dwóch cyklach tłok 2 przesunie się o odległość 2*l2. Zwiększając liczbę cykli można uzyskać większe przemieszczenie tłoka 2.

To właśnie możliwość zwiększenia ruchu poprzez zwiększenie liczby cykli pozwoliła dźwigni hydraulicznej wyprzedzić dźwignię mechaniczną pod względem możliwej wytworzonej siły.

Napędy, w których wymagane są ogromne siły, są zwykle hydrauliczne.

Nazywa się jednostkę z komorą i tłokiem 1, a także z zaworami zwrotnymi w hydraulice pompa. Tłok 2 z komorą - silnik hydrauliczny, w tym przypadku - .

Rozdzielacz w napędzie hydraulicznym

Co zrobić, jeśli w rozważanym układzie konieczne jest przywrócenie tłoka 2 do jego pozycji wyjściowej? Przy obecnej konfiguracji systemu jest to niemożliwe. Ciecz spod tłoka 2 nie może wrócić - zawór zwrotny na to nie pozwoli, dlatego potrzebne jest urządzenie, które umożliwi skierowanie cieczy do zbiornika. Możesz użyć prostego dotknięcia.

Ale w hydraulice jest coś specjalnego urządzenie do kierowania przepływami - rozdzielacz, umożliwiając skierowanie przepływów płynu zgodnie z pożądanym kierunkiem.

Zapoznajmy się z działaniem powstałego napędu hydraulicznego.

Urządzenia w napędach hydraulicznych

Nowoczesne napędy hydrauliczne to złożone układy składające się z wielu elementów. którego konstrukcja nie jest prosta. W prezentowanym przykładzie takich urządzeń nie ma, gdyż generalnie mają na celu osiągnięcie wymagane cechy prowadzić.

Najpopularniejsze urządzenia hydrauliczne

• Zawory bezpieczeństwa
• Zawory redukcyjne
• regulatory przepływu
• Zadławienia

Informacje na temat urządzeń hydraulicznych można uzyskać na naszej stronie internetowej w dziale -. Jeśli masz jakieś pytania, zadaj je w komentarzach do tego artykułu.

Układ hydrauliczny to urządzenie zaprojektowane do przekształcania małych sił w duże za pomocą płynu do przenoszenia energii. Istnieje wiele odmian węzłów działających zgodnie z tą zasadą. Wyjaśniono przede wszystkim popularność systemów tego typu wysoka wydajność ich działanie, niezawodność i względną prostotę konstrukcji.

Zakres zastosowania

Ten typ systemu jest szeroko stosowany:

1. W przemyśle. Bardzo często hydraulika jest elementem konstrukcji maszyn do cięcia metalu, urządzeń przeznaczonych do transportu produktów, ich załadunku/rozładunku itp.
2. W przemyśle lotniczym. Podobne układy stosowane są w różnego typu sterownikach i podwoziach.
3. W rolnictwie. Za pomocą hydrauliki zwykle steruje się osprzętem ciągników i buldożerów.
4. W zakresie transportu ładunków. Samochody są często wyposażone w hydraulikę
5. W tym przypadku na statku służy do sterowania sterowaniem i jest uwzględniany w projektowaniu turbin.

Zasada działania

Każdy układ hydrauliczny działa na zasadzie konwencjonalnej dźwigni płynu. Czynnik roboczy dostarczany do takiego urządzenia (najczęściej olej) wytwarza we wszystkich jego punktach takie samo ciśnienie. Oznacza to, że przykładając niewielką siłę na małą powierzchnię, można wytrzymać znaczne obciążenie na dużej.

Następnie rozważymy zasadę działania takiego urządzenia na przykładzie takiej jednostki jak hydrauliczna. Konstrukcja tego ostatniego jest dość prosta. Jego obwód obejmuje kilka wypełnionych cieczą i pomocniczych). Wszystkie te elementy są połączone ze sobą rurkami. Kiedy kierowca naciska pedał, tłok w pompie głównej porusza się. W rezultacie ciecz zaczyna przepływać przez rurki i wchodzi do cylindrów pomocniczych znajdujących się obok kół. Następnie następuje hamowanie.

Projektowanie instalacji przemysłowych

Hamulec hydrauliczny samochodu - konstrukcja, jak widać, jest dość prosta. Stosowany w maszynach i mechanizmach przemysłowych urządzenia płynne bardziej skomplikowane. Ich konstrukcja może być różna (w zależności od zakresu zastosowania). Jednak podstawowa konstrukcja układu hydraulicznego w stylu przemysłowym jest zawsze taka sama. Zwykle zawiera następujące elementy:

1. Zbiornik cieczy z szyjką i wentylatorem.
2. Filtr szorstkie czyszczenie. Element ten przeznaczony jest do usuwania różnego rodzaju zanieczyszczeń mechanicznych z cieczy wpływającej do układu.
3. Pompa.
4. System sterowania.
5. Cylinder roboczy.
6. Dwa filtry dokładne sprzątanie(na linii zasilającej i powrotnej).
7. Zawór rozdzielczy. Ten element konstrukcyjny ma za zadanie kierować płyn do cylindra lub z powrotem do zbiornika.
8. Zawory zwrotne i bezpieczeństwa.

Działanie układu hydraulicznego sprzęt przemysłowy również w oparciu o zasadę dźwigni płynu. Pod wpływem grawitacji olej w takim układzie dostaje się do pompy. Następnie kierowany jest do zaworu sterującego, a następnie do tłoka cylindra, wytwarzając ciśnienie. Pompa w takich układach nie jest przeznaczona do zasysania cieczy, a jedynie do przemieszczania jej objętości. Oznacza to, że ciśnienie powstaje nie w wyniku jego pracy, ale pod obciążeniem tłoka. Poniżej znajduje się schemat ideowy układu hydraulicznego.

Zalety i wady układów hydraulicznych

Zalety jednostek działających na tej zasadzie obejmują:

• Możliwość przenoszenia ładunków wielkogabarytowych i ważonych z maksymalną precyzją.
• Praktycznie nieograniczony zakres prędkości.
• Gładka operacja.
• Niezawodność i długa żywotność. Wszystkie elementy takiego sprzętu można łatwo zabezpieczyć przed przeciążeniami, instalując proste zawory nadmiarowe.
• Ekonomiczny w działaniu i niewielkich gabarytach.

Oprócz zalet hydrauliczny systemy przemysłowe, oczywiście, i pewne wady. Obejmują one:

• Zwiększone ryzyko pożaru podczas pracy. Większość płynów stosowanych w układach hydraulicznych jest łatwopalna.
• Wrażliwość sprzętu na zanieczyszczenia.
• Możliwość wycieków oleju, a co za tym idzie konieczność ich eliminacji.

Obliczenia układu hydraulicznego

Projektując takie urządzenia, bierze się pod uwagę wiele różnych czynników. Należą do nich np. płyn kinematyczny, jego gęstość, długość rurociągów, średnice prętów itp.

Głównymi celami wykonywania obliczeń dla urządzenia jakim jest układ hydrauliczny jest najczęściej określenie:

• Charakterystyka pompy.
• Wartości skoku prętów.
• Ciśnienie robocze.
• Charakterystyka hydrauliczna linii, innych elementów i całego systemu jako całości.

Układ hydrauliczny jest obliczany przy użyciu różnych typów formuły arytmetyczne. Na przykład straty ciśnienia w rurociągach określa się w następujący sposób:

1. Szacunkową długość autostrad dzieli się przez ich średnicę.
2. Iloczyn gęstości użytej cieczy i kwadratu średniego natężenia przepływu dzieli się przez dwa.
3. Pomnóż otrzymane wartości.
4. Wynik pomnóż przez współczynnik strat w podróży.

Sama formuła wygląda następująco:

• ∆p i = λ x l i(p) : d x pV 2: 2.

Ogólnie rzecz biorąc, w tym przypadku obliczenia strat w sieci przeprowadza się w przybliżeniu według tej samej zasady, co w tak prostych konstrukcjach, jak hydrauliczne systemy grzewcze. Inne wzory służą do określenia charakterystyki pompy, skoku tłoka itp.

Rodzaje układów hydraulicznych

Wszystkie takie urządzenia są podzielone na dwie główne grupy: otwarte i typ zamknięty. Schemat ideowy układu hydraulicznego, który rozważaliśmy powyżej, należy do pierwszego typu. Urządzenia małej i średniej mocy mają zazwyczaj otwartą konstrukcję. Bardziej złożone systemy typu zamkniętego wykorzystują silnik hydrauliczny zamiast cylindra. Ciecz wpływa do niej z pompy, a następnie wraca do głównego przewodu.

Jak przebiega naprawa

Ponieważ układ hydrauliczny w maszynach i mechanizmach odgrywa znaczącą rolę, jego konserwację często powierza się wysoko wykwalifikowanym specjalistom z firm zajmujących się tego rodzaju działalnością. Firmy takie zazwyczaj świadczą pełen zakres usług związanych z naprawą sprzętu specjalnego i hydrauliki siłowej.

Oczywiście firmy te posiadają cały sprzęt niezbędny do wykonania takich prac. Naprawy układu hydraulicznego są zwykle wykonywane na miejscu. Przed jego wykonaniem w większości przypadków należy przeprowadzić różnego rodzaju badania diagnostyczne. Aby to osiągnąć, korzystają firmy świadczące usługi hydrauliczne specjalne instalacje. Pracownicy takich firm również zazwyczaj przynoszą ze sobą komponenty niezbędne do usunięcia problemów.

Układy pneumatyczne

Oprócz hydraulicznych urządzenia pneumatyczne mogą służyć do napędzania elementów różnego rodzaju mechanizmów. Działają mniej więcej na tej samej zasadzie. Jednak w tym przypadku energia sprężonego powietrza, a nie wody, zamieniana jest na energię mechaniczną. Zarówno układy hydrauliczne, jak i pneumatyczne radzą sobie ze swoim zadaniem dość skutecznie.

Zaletą urządzeń drugiego typu jest przede wszystkim brak konieczności zawracania płynu roboczego z powrotem do sprężarki. Zaletą układów hydraulicznych w porównaniu do pneumatycznych jest to, że otoczenie w nich nie ulega przegrzaniu ani przechłodzeniu, w związku z czym nie ma potrzeby włączania w obwód żadnych dodatkowych elementów lub części.

Zalety układów hydraulicznych w porównaniu z innymi metodami przenoszenia mocy to:

• Prostota projektu. W większości przypadków połączenie kilku elementów układu hydraulicznego może zastąpić bardziej złożone połączenia mechaniczne.
• Elastyczność. Elementy hydrauliczne można pozycjonować ze znaczną elastycznością. Rury i węże zamiast elementów mechanicznych niemal całkowicie eliminują problemy lokalizacyjne.
• Gładkość. Układy hydrauliczne działają płynnie i cicho. Wibracje są ograniczone do minimum.
• Kontrola. Sterowanie szerokim zakresem prędkości i sił jest dość proste do wdrożenia.
• Cena. Wysoka wydajność przy minimalnych stratach tarcia utrzymuje koszty przenoszenia mocy na minimalnym poziomie.
• Ochrona przed przeładowaniem. Zawory automatyczne chronią instalację przed uszkodzeniem na skutek przeciążenia.

Główną wadą układu hydraulicznego jest zachowanie precyzyjnych części w dobrym stanie, gdy są one narażone na działanie złych warunków klimatycznych i zanieczyszczeń. Ochrona przed rdzą, korozją, brudem, olejem, zużyciem i innymi niekorzystnymi warunkami środowisko to bardzo ważny warunek. Poniżej rozważymy kilka głównych typów układów hydraulicznych.

Podnośnik hydrauliczny

Układ ten (rysunek 1) składa się ze zbiornika z cieczą, układu zaworów i prętów oraz jest dźwignią hydrauliczną Pascala. Przesunięcie małego pręta (pompy) w dół powoduje podniesienie dużego pręta (cylindra podnoszącego) wraz z ładunkiem. Ponieważ ciśnienie pod małym i dużym tłoczyskiem jest takie samo, a obszary prętów (na które działa to ciśnienie) są różne, to zgodnie z prawem Pascala przy małej sile działającej na tłoczysko pompy działa znacznie większa siła osiąga się na cylindrze podnoszącym.

Rysunek 1 u góry przedstawia skok ssania. Zawór zwrotny na wylocie zamyka się pod ciśnieniem obciążenia, a zawór zwrotny na ssaniu otwiera się, dzięki czemu płyn ze zbiornika wypełnia komorę pompy. Na dolnym schemacie rysunku 1 tłok pompy przesuwa się w dół. Zawór zwrotny wlotowy zamyka się pod ciśnieniem i otwiera zawór wylotowy. Masa cieczy jest pompowana pod duży tłok, aby ją unieść. Aby obniżyć ładunek, system jest wyposażony w trzeci zawór (zawór iglicowy). Kiedy się otwiera, objętość cieczy pod dużym tłokiem łączy się ze zbiornikiem. Obciążenie popycha duży drążek podnoszący w dół i wtłacza płyn z powrotem do zbiornika.

w górę- skok pobierania i utrzymywania ładunku, na dnie- zwolnij i podnieś skok.

Rysunek 1 - Podnośnik hydrauliczny

Rewersyjny silnik hydrauliczny

Rysunki 2 i 3 przedstawiają napędzaną mechanicznie pompę hydrauliczną i hydrauliczny silnik obrotowy z rewersem. Zawór kierunku przepływu (zawór zmiany kierunku) kieruje przepływ płynu na obie strony silnika i z powrotem do zbiornika. Dzięki temu silnik hydrauliczny może pracować w różnych kierunkach obrotu (odwracalność) Zawór bezpieczeństwa chroni system przed nadciśnienie i może spowodować obejście przepływu płynu z pompy z powrotem do zbiornika, jeśli ciśnienie wzrośnie zbyt wysoko.

Rysunek 2 - Rewersyjny silnik hydrauliczny

Rysunek 3 – Rewersyjny silnik hydrauliczny (ciąg dalszy)

Otwarty system centralny

W tym układzie sterujący zawór rozdzielczy musi być otwarty pośrodku, aby umożliwić przepływ oleju przez zawór i powrót do zbiornika. Rysunek 4 przedstawia ten system w pozycji neutralnej. Aby móc jednocześnie obsługiwać kilka funkcji hydraulicznych, system wyposażony jest w otwarte centrum muszą mieć odpowiednie połączenia, które omówiono poniżej. System otwarty centralnie skutecznie realizuje poszczególne funkcje hydrauliczne, a ma ograniczone możliwości wykonywania wielu funkcji.

Rysunek 4 – Otwarty centralny układ hydrauliczny.

(1) Połączenie szeregowe. Rysunek 5 przedstawia system otwarty z odbiornikami/rozdzielaczami hydraulicznymi połączonymi szeregowo. Strumień oleju z pompy kierowany jest do trzech zaworów sterujących połączonych szeregowo. Środek każdego rozdzielacza jest otwarty w położeniu neutralnym, dzięki czemu przepływ oleju swobodnie przepływa od pompy do zbiornika. Kierunek przepływu oleju jest oznaczony strzałkami. Strumień z wylotu pierwszego zaworu kierowany jest do wlotu drugiego i tak dalej. Gdy zawór sterujący działa, dopływający olej dostaje się do cylindra, który jest kontrolowany przez odpowiedni zawór sterujący. Płyn powrotny z cylindra kierowany jest przewodem powrotnym do kolejnego zaworu.

Rysunek 5 – Układ hydrauliczny z otwartym środkiem i połączeniem szeregowym.

System ten jest skuteczny tylko wtedy, gdy w danym momencie działa jeden zawór sterujący. W takim przypadku dla tej funkcji dostępny jest pełny przepływ oleju i ciśnienie wyjściowe pompy. Jeżeli jednak działa więcej niż jeden zawór regulacyjny, całkowita wielkość ciśnienia i przepływu wymagana dla każdej funkcji nie może przekroczyć ustawienia resetowania systemu (ustawienia zaworu resetującego).

2) Połączenie szeregowo-równoległe. Rysunek 6 przedstawia zmianę w porównaniu do połączenia szeregowego. Olej z pompy kierowany jest przez zawory sterujące szeregowo i równolegle. Zawory są czasami „ułożone w stos”, aby zapewnić dodatkowy przepływ. W położeniu neutralnym płyn przepływa przez zawory w kolejności wskazanej strzałkami. Jednakże, gdy uruchomiony zostanie dowolny zawór sterujący, wylot zaworu roboczego zostaje zamknięty, ale przepływ oleju staje się dostępny dla wszystkich pozostałych zaworów poprzez połączenie równoległe.

Rysunek 6 – Układ hydrauliczny z otwartym środkiem i połączeniem szeregowo-równoległym.

Jeżeli jednocześnie działają dwa lub więcej zaworów, najpierw zadziała cylinder wymagający najniższego ciśnienia, następnie butla z następnym niższym ciśnieniem i tak dalej. Możliwość jednoczesnej obsługi dwóch lub więcej zaworów jest zaletą w porównaniu z połączeniem szeregowym.

(3) Rozdzielacz przepływu. Rysunek 7 przedstawia system otwarty z rozdzielaczem przepływu. Dzielnik przepływu odbiera objętość oleju z pompy i dzieli ją pomiędzy obie funkcje. Na przykład, w tym przypadku rozdzielacz przepływu można ustawić tak, aby najpierw otwierał lewą stronę, jeśli oba zawory sterujące zostały uruchomione jednocześnie. Może też podzielić przepływ oleju na obie strony, równomiernie lub w różnych proporcjach. W przypadku takiego układu rozdzielacza przepływu pompa musi mieć wystarczającą moc, aby sterować wszystkimi funkcjami jednocześnie. Musi także dostarczać płyn pod maksymalnym ciśnieniem do najważniejszych funkcji hydraulicznych. Oznacza to, że gdy działa tylko jeden zawór sterujący, marnowana jest duża ilość mocy.

Rysunek 7 – Otwarty układ hydrauliczny z rozdzielaczem przepływu.

Zamknięty system centralny

W tym systemie pompa może pozostawać w stanie spoczynku (gotowość), gdy olej nie jest potrzebny do działania. Oznacza to, że zawór sterujący (rozdzielacz) jest zamknięty w środku, zatrzymując wypływ oleju z pompy. Rysunek 8 przedstawia schemat ideowy zamkniętego układu hydraulicznego podczas działania funkcji hydraulicznej. W celu jednoczesnej obsługi wielu funkcji, zamknięty układ hydrauliczny posiada następujące przyłącza:

Cyfra 8 - Zamknięty centralny układ hydrauliczny.

(1) Pompa o stałym przepływiei akumulator. Rysunek 9 przedstawia zamknięty centralny układ hydrauliczny z akumulatorem. Ten system ma małą pompę, ale ładuje akumulator ze stałą objętością. Gdy akumulator zostanie naładowany do pełnego ciśnienia, zawór odciążający kieruje przepływ pompy z powrotem do zbiornika. Zawór zwrotny utrzymuje olej w obwodzie pod ciśnieniem.

Rysunek 9 – Układ hydrauliczny z zamkniętym środkiem i akumulatorem.

Kiedy zawór sterujący działa, akumulator rozładowuje olej pod ciśnieniem i napędza cylinder. Gdy ciśnienie zaczyna spadać, zawór odciążający otwiera się i kieruje przepływ pompy do akumulatora w celu uzupełnienia przepływu. System ten, wykorzystujący pompę o małej objętości, jest skuteczny w przypadkach, gdy zapotrzebowanie na olej trwa tylko przez krótki okres czasu. Jeśli jednak funkcja hydrauliczna wymaga dużej ilości oleju do działania przez dłuższy czas, układ akumulatorowy może sobie z tym nie poradzić, chyba że akumulator jest bardzo duży.

(2) Pompa o zmiennym przepływie. Rysunek 10 przedstawia zamknięty układ hydrauliczny z pompą o zmiennym przepływie i zaworem sterującym w położeniu neutralnym. Gdy zawór sterujący znajduje się w położeniu neutralnym (środek zamknięty), olej jest pompowany do momentu, aż ciśnienie wzrośnie do ustawionego poziomu. Zawór regulacji ciśnienia umożliwia automatyczne wyłączenie pompy i utrzymanie ciśnienia w zaworze. Pompa znajduje się w stanie spoczynku. Zużycie oleju przez pompę jest bliskie zeru (uzupełniane są własne wycieki w pompie), ciśnienie jest równe nastawom zaworu ciśnieniowego postoju pompy.

Po uruchomieniu zaworu sterującego (przesunięciu się w górę) olej kierowany jest z pompy na dno komory cylindra. Spadek ciśnienia spowodowany połączeniem między przewodem ciśnieniowym pompy a dnem cylindra powoduje przejście pompy z trybu gotowości do trybu pracy, aby wytworzyć przepływ oleju i ciśnienie na dnie tłoka w celu podniesienia ładunku.

Rysunek 10 – Zamknięty centralny układ hydrauliczny z pompą o zmiennym przepływie.

W tym momencie górna wnęka cylindra jest połączona z przewodem powrotnym, co umożliwia wypchnięcie oleju z tłoka i powrót do zbiornika lub pompy. Gdy zawór sterujący powróci do położenia neutralnego, olej zostaje zablokowany po obu stronach cylindra, a przepływ ciśnienia z pompy do cylindra hydraulicznego zostaje szczelnie zablokowany. Po tej sekwencji pompa ponownie przechodzi w stan czuwania. Przesunięcie szpuli w dół powoduje skierowanie oleju do górnej części wnęki tłoka i powoduje przesunięcie obciążnika w dół. Olej z dna tłoka przesyłany jest przewodem powrotnym do zbiornika.

Rysunek 11 przedstawia ten sam zamknięty układ centralny, ale z pompą wspomagającą (pompą ładującą), która przenosi olej ze zbiornika do pompy o zmiennym przepływie. Podczas pracy pompy uzupełniającej a wymagane ciśnienie dla pompy głównej i wymaganej dla niej ilości oleju. Wszystko to sprawia, że ​​pompa o zmiennym przepływie jest bardziej wydajna. Powrót oleju z roboczych funkcji hydraulicznych całego układu hydraulicznego kierowany jest bezpośrednio na wlot pompy o zmiennym przepływie.

Rysunek 11 - Układ hydrauliczny z zamkniętym środkiem i pompą wspomagającą.

Ponieważ nowoczesne maszyny wymagają większej mocy hydraulicznej, bardziej korzystny jest zamknięty układ hydrauliczny. Na przykład w ciągniku olej może być wymagany do wspomagania układu kierowniczego, hamulców ze wspomaganiem, siłowników kół, trzypunktowego układu zawieszenia, ładowarki i innego osprzętu. W większości przypadków każda funkcja wymaga inna ilość obrazy olejne W układach zamkniętych ilość oleju dla każdej funkcji można ustawić na podstawie linii zaworów, rozmiaru lub poprzez dławienie, przy mniejszym wewnętrznym wytwarzaniu ciepła w porównaniu do stosowania rozdzielaczy przepływu w porównywalnym układzie otwartym. Inne zalety systemu zamkniętego to:

• Nie wymaga zaworów rozładowczych, ponieważ pompa po prostu wyłącza się sama po osiągnięciu ciśnienia w trybie gotowości. Zapobiega to gromadzeniu się ciepła w porównaniu z systemami, w których często osiągane jest ciśnienie uwalniające.
• Posiada przewody, zawory i cylindry, które można dostosować do wymagań przepływu każdej funkcji.
• Rezerwa przepływu oleju dla pełna praca i prędkość układu hydraulicznego, dostępne przy niskich prędkościach obrotowych silnika na minutę (obr/min). Więcej funkcji można używać jednocześnie.

W niektórych przypadkach większa wydajność. Na przykład funkcje hydrauliczne, takie jak hamulce, które wymagają siły, ale bardzo małego ruchu tłoka. Trzymając zawór otwarty w trybie gotowości, na tłok hamulca stale podawane jest ciśnienie bez utraty wydajności, gdy pompa powraca do trybu gotowości.