Zasady budowy układu hydraulicznego

Co to jest układ hydrauliczny Przez układ hydrauliczny rozumiemy instalację, w której dowolny rodzaj energii zamieniany jest w sposób kontrolowany na energię ciśnienia cieczy, a następnie przenoszony wraz ze strumieniem cieczy i ponownie zamieniany na energię mechaniczną.

Układ otwarty (dławieniowy) W układzie otwartym cały strumień cieczy generowany przez pompę i przenoszący energię do silnika hydraulicznego spływa do zbiornika po oddaniu energii ciśnienia w silniku.

W układzie hydraulicznym realizującym sterowanie dławieniowe stosuje się na ogół pompę stałego wydatku Qp=const. Oraz zawór przelewowy, przez który przepływa natężenie Qs. Do instalacji wtłaczane jest natężenie Qr.

Od natężenia Qi zależy prędkość tłoka, a jej zwrot od wysterowania rozdzielacza. Wartość Qi zależy od oporów w linii „pompa – siłownik” oraz obciążenia tłoka. Opór ten można zmieniać np. zaworem dławiącym. Przykładowo, aby zwiększyć prędkość tłoka, „odkręcamy” zawór dławiący, czyli zmniejszamy opór, co powoduje wzrost natężenia Qi. Jednocześnie samoczynnie przymyka się zawór przelewowy i zmniejsza się natężenie Qs i przez to zostaje zachowany warunek Qp = Qs + Qi = const.

W bardziej zaawansowanych układach opór jest zmieniany przez tylko częściowe przesunięcie suwaka. Służą do tego rozdzielacze o działaniu ciągłym nazywane są zaworami (rozdzielaczami) proporcjonalnymi.

Układ otwarty stosowany jest w przypadku prostych obiektów, dla których znany jest dokładny model matematyczny. W przypadku znanej wartości zakłócenia (np. temperatury na zewnątrz budynku, w którym znajduje się kocioł centralnego ogrzewania) układ otwarty może być użyty do jego kompensacji.

Budowa zamkniętego układu hydraulicznego (układ wyporowy) W układzie zamkniętym stosuje się na ogół pompę o zmiennej wydajności Qp. = var. Natomiast zawór bezpieczeństwa podczas normalnej pracy jest zamknięty. W układzie wyporowym nie występuje zawór dławiący. Powodem tego jest V – Qi = Qp. Więc zmieniając Qp zmieniamy obroty silnika n.

W układzie zamkniętym stosuje się na ogół pompę o zmiennej wydajności Qp. = var. Natomiast zawór bezpieczeństwa podczas normalnej pracy jest zamknięty. W układzie wyporowym nie występuje zawór dławiący. Powodem tego jest V – Qi = Qp. Więc zmieniając Qp zmieniamy obroty silnika n.

Układ zamknięty z pompą uzupełniającą przecieki

Jedną z wad tego układu jest jego niska sprawność. Pompa napędzana silnikiem elektrycznym tłoczy ciecz do silnika hydraulicznego, którego wał wyjściowy napędza odpowiednie urządzenie technologiczne. Jedną z wad tego układu jest jego niska sprawność. Sterowanie odbywa się poprze dławienie, czyli celowe tworzenie strat. Największą jego zaletą są dobre właściwości dynamiczne. Układ ten działa wolniej, natomiast jest bardziej ekonomiczny w eksploatacji.

Układ o sterowaniu dławieniowym ma niską sprawność (sterowanie odbywa się poprzez celowo tworzone straty – dławienie), ale ma za to dobre właściwości dynamiczne (szybko reaguje na sygnały sterujące). Układ o sterowaniu wyporowym działa wolniej, ale jest bardziej ekonomiczny w eksploatacji.