מנוע הידראולי: מכשיר, מטרה, עקרון הפעולה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

מנגנונים הידראוליים שימשו את האנושות מאז ימי קדם בפתרון בעיות כלכליות והנדסיות שונות. השימוש באנרגיה של זרימות נוזלים ולחץ רלוונטי היום. ההתקן הסטנדרטי של המנוע ההידראולי מחושב לתרגום האנרגיה המומרת לכוח הפועל על הקישור הפועל. לעצם הארגון של תהליך זה ולניואנסים הטכניים והמבניים של ביצוע היחידה יש הבדלים רבים מהמנועים החשמליים הרגילים, מה שבא לידי ביטוי הן ביתרונות והן בחסרונות של מערכות הידראוליות.

מכשיר מנגנון

העיצוב של המנוע ההידראולי מבוסס על המארז, היחידות הפונקציונליות והתעלות להזזת זרימות נוזלים. הדיור מותקן בדרך כלל על רגלי תמיכה או קבוע באמצעות התקני נעילה עם יכולות סיבוב. אלמנט העבודה העיקרי הוא בלוק הצילינדר, שבוקבוצת בוכנות מונחת, עושה תנועות הדדיות. כדי להבטיח את היציבות של יחידה זו, התקן המנוע ההידראולי מסופק עם מערכת של לחץ קבוע על דיסק ההפצה. פונקציה זו מבוצעת על ידי קפיץ עם לחץ אפקטיבי ממדיום העבודה. ציר העבודה המחבר את המנוע ההידראולי עם בקרת התפוקה מיושם בצורה של מכלול רצועות או מפתחות. ניתן לחבר לפיר שסתומים נגד קוויטציה ובטיחות כאביזרים. תעלה נפרדת עם שסתום מספקת ניקוז נוזלים, ובמערכות סגורות מסופקים מעגלים מיוחדים לשטיפה והחלפת אמצעי עבודה.

עקרון המנוע ההידראולי

המשימה העיקרית של היחידה היא להבטיח את תהליך המרת האנרגיה של הנוזל המסתובב לאנרגיה מכנית, אשר, בתורה, מועברת דרך הפיר לגופים המבצעים. בשלב הראשון של הפעולה של המנוע ההידראולי, נוזל נכנס לחריץ של מערכת ההפצה, משם הוא עובר לתוך החדרים של בלוק הצילינדר. כאשר החדרים מתמלאים, הלחץ על הבוכנות גדל, וכתוצאה מכך היווצרות מומנט. בהתאם למכשיר הספציפי של המנוע ההידראולי, עקרון הפעולה של המערכת בשלב המרת כוח הלחץ לאנרגיה מכנית עשוי להיות שונה. לדוגמה, המומנט במנגנונים ציריים נוצר עקב פעולתם של ראשים כדוריים ומסבים הידרוסטטיים על מיסבי הדחף, דרכם מתחילה פעולת בלוק הצילינדר. בשלב הסופי מסתייםמחזור של הזרקה ותזוזה של המדיום הנוזלי מהקבוצה הגלילית, ולאחר מכן הבוכנות מתחילות להפוך את הפעולה.

חיבור צנרת למנוע הידראולי

לכל הפחות, ההתקן העיקרי של המנגנון צריך לספק אפשרות לחיבור לקווי האספקה והניקוז. ההבדלים ביישום התשתית הזו תלויים במידה רבה בטכניקות התאמת השסתומים. לדוגמה, המכשיר של המנוע ההידראולי של המחפר EO-3324 מספק אפשרות לחלוקת זרימות עם שסתום shunt. לשליטה על סלילי השסתומים, נעשה שימוש במערכת בקרה מונעת סרוו עם ספק כוח מצבר פנאומטי.

במעגלים קונבנציונליים, נעשה שימוש בקו הידראולי לניקוז, שהלחץ בו מווסת באמצעות שסתום גלישה. סליל הפצה (נקרא גם ניקוי ושטיפה) עם שסתום גלישה משמש בכוננים הידראוליים עם זרימות סגורות להחלפת נוזלי עבודה בתוך המעגל. מחליף חום מיוחד ומיכל קירור יכולים לשמש כתוספת לוויסות משטר הטמפרטורה של המדיום הנוזלי במהלך פעולת המנוע ההידראולי. מכשיר המנגנון בעל ויסות טבעי מתמקד בהזרקה מתמדת של נוזל בלחץ נמוך. ההבדל בלחץ בקווי העבודה של מערכת החלוקה ההידראולית גורם לסליל הבקרה לנוע למצב שבו מעגל הלחץ הנמוך מתקשר עם המיכל ההידראולי דרך שסתום הגלישה.

מנועי הילוכים הידראוליים

כזהלמנועים יש הרבה מן המשותף עם יחידות משאבת הילוכים, אבל עם הבדל בצורה של הסרת נוזלים מאזור המיסב. כשמדיום העבודה נכנס למנוע ההידראולי, מתחילה אינטראקציה עם הגיר, מה שיוצר מומנט. העיצוב הפשוט והעלות הנמוכה של יישום טכני הפכו מכשיר מנוע הידראולי כזה לפופולרי, אם כי ביצועים נמוכים (יעילות בסדר גודל של 0.9) אינם מאפשרים להשתמש בו במשימות אספקת חשמל קריטיות. מנגנון זה משמש לעתים קרובות במעגלי בקרה של חיבורים, במערכות הנעה של כלי מכונות ובמתן פונקציה של גופי עזר של מכונות שונות, כאשר המהירות הנקובת של סיבוב העבודה היא בטווח של 10,000 סל ד.

מנועים הידראוליים של Gerotor

גרסה שונה של מנגנוני הילוכים, שההבדל ביניהם טמון באפשרות להשיג מומנט גבוה במידות קטנות של המבנה. המדיום הנוזלי מטופל באמצעות מפיץ מיוחד, וכתוצאה מכך רוטור השיניים מופעל. האחרון עובד על ריצת רולר ומתחיל לבצע תנועה פלנטרית, הקובעת את הפרטים של המנוע ההידראולי הג'ורוטור, המכשיר, עקרון הפעולה והמטרה של יחידה זו. היקפו נקבע על פי צריכת האנרגיה הגבוהה בתנאי הפעלה בלחץ של כ-250 בר. זוהי התצורה האופטימלית עבור מכונות עמוסות במהירות נמוכה, אשר גם מטילות דרישות על הנדסת כוח במונחים של קומפקטיות ואופטימיזציה של עיצוב בבסך הכל.

מנועי בוכנה צירים

אחת הגרסאות של המכונה ההידראולית עם בוכנה סיבובית, המספקת לרוב את המיקום הצירי של הצילינדרים. בהתאם לתצורה, הם יכולים להיות ממוקמים מסביב, במקביל או עם שיפוע קל ביחס לציר הסיבוב של יחידת קבוצת הבוכנה. המכשיר של המנוע ההידראולי בוכנה צירית מניח אפשרות של מהלך הפוך, ולכן, בפריסות עם יחידות שירות, יש צורך לחבר קו ניקוז נפרד. באשר לציוד היעד המפעיל מנועים כאלה, הוא כולל כונני מכונות הידראוליות, מכבשים הידראוליים, יחידות עבודה ניידות וציוד שונות הפועלים במומנט של עד 6000 ננומטר בלחץ גבוה של 400-450 בר. עוצמת הקול של סביבת השירות במערכות כאלה יכולה להיות קבועה וניתנת להתאמה.

מנועי בוכנה רדיאליים

עיצוב המנוע הידראולי הגמיש והמאוזן ביותר מבחינת בקרת מומנט גבוה. מנגנוני בוכנה רדיאליים זמינים עם פעולה יחידה ומרובה. הראשונים משמשים בקווי בורג לתנועת נוזלים ומתלים רופפים, כמו גם ביחידות סיבוביות של מסועי ייצור. מכשיר הבוכנה הרדיאלי ועקרון הפעולה של מנוע הידראולי חד פעמי יכולים לבוא לידי ביטוי במחזור הפונקציונלי הבא: בלחץ גבוה, תאי העבודה מתחילים לפעול על אגרוף הכונן, ובכך מתחילים את סיבוב הציר,העברת מאמץ לקישור המנהל. אלמנט מבני חובה הוא המפיץ לניקוז ואספקת נוזלים, יחד עם תאי העבודה. מערכות פעולה מרובות נבדלות רק על ידי מכניקה מורכבת ומפותחת יותר של אינטראקציה של חדרים עם פיר ותעלות להפצת נוזל. במקרה זה, יש תיאום מחולק ברור בתוך הפונקציה של מערכת ההפצה עבור בלוקי צילינדר בודדים. ויסות פרטני על המעגלים יכול להתבטא הן בפקודות הפשוטות ביותר להפעלת/כיבוי שסתומים, והן בשינוי נקודתי בפרמטרי הלחץ והנפח של המדיום הנשאב.

מנוע הידראולי לינארי

גרסה של מנוע הידראולי בעל תזוזה חיובית שיוצר רק תנועות נכנסות. מנגנונים כאלה משמשים לעתים קרובות במכונות ניידות הנעה עצמית - למשל, בקומביין, מנוע הידראולי תומך בתפקוד של היחידות המנהלות בשל האנרגיה של מנוע בעירה פנימית. מפיר הפלט הראשי של תחנת הכוח, האנרגיה מופנית אל הפיר של היחידה ההידראולית, אשר, בתורה, מספקת אנרגיה מכנית לאיברים לקציר תבואה. במיוחד, המנוע ההידראולי הליניארי מסוגל לפתח כוחות משיכה ודחיפה על פני מגוון רחב של לחצים ואזורי עבודה.

מסקנה

למכונות כוח הידראוליות יש נקודות הפעלה חיוביות רבות, המתבטאות בדרכים שונות בהתאם לעיצוב הספציפי של היחידה. אז אםהתקן הג'רוטור של המנוע ההידראולי פשוט ואינו דורש עלויות תחזוקה רציניות, אז העיצובים הציריים והרדיאליים בגרסאות החדשות מתוכננים יותר להשיג מומנטים גבוהים ולשמור על מחווני כוח מתאימים, אך הם יקרים יותר לתחזוקה. עבור מספר אינדיקטורים אוניברסליים, ישנם יתרונות כלליים של מכונות הידראוליות על פני סוללות, מכשירי חשמל ודיזל, אך יש להן גם חולשות, המתבטאות ביעילות נמוכה יחסית ובתלות בגורמים עקיפים של תהליך העבודה. זה נוגע לרגישות של הידראוליקה לשינויי טמפרטורה, צמיגות המדיום לעבודה, זיהום וכו'.