Hydrauliek (basisprincipes):


Op deze pagina worden de volgende onderdelen beschreven:
-Algemeen
-Pomp
-Overdrukventiel
-Stuurschuif
-Cilinder
-Schema 1 (stuurschuif in neutrale positie)
-Schema 2 (stuurschuif in linker positie)
-Schema 3 (stuurschuif in rechter positie)



Algemeen:

Hydraulische systemen worden in de autotechniek gebruikt bij o.a. de stuurbekrachtiging, het remsysteem en soms bij een hydraulisch veersysteem. In vrachtwagens wordt hydrauliek bijvoorbeeld bij kranen en laadvloeren gebruikt. Enkele voordelen van hydrauliek ten op zichte van pneumatiek zijn:
- Beter te regelen
- Sterker, omdat er hogere drukken mogelijk zijn
- Toerental en snelheid zijn traploos regelbaar
- Constructieve vrijheid
- Zelfsmorend

Bij een hydraulisch systeem is er meestal sprake van een hydraulische pomp (meestal aangedreven door een elektromotor), een overdrukventiel, een stuurschuif, n of meerdere smoringen en een zuiger. De stuurschuif kan bediend worden, zodat de vloeistofstroom tussen de pomp en de cilinder geregeld kan worden. Hieronder worden diverse componenten beschreven. Daarna volgt een aantal hydraulische schema's met voorbeelden hoe deze componenten ingezet worden.



Pomp:
De vloeistofpomp (de cirkel met het zwarte omhoog gerichte pijltje erin) wordt in de onderstaande afbeelding aangedreven door een elektromotor (de cirkel met de M erin). De pomp verplaatst de vloeistof vanuit het carter (de bak die aan de onderzijde staat afgebeeld) naar de P-aansluiting (bovenin). Op de P-aansluiting wordt de leiding van het systeem aangesloten.



Links in de afbeelding zijn de manometer te zien (bovenin) en het overdrukventiel (onderin). Het overdrukventiel opent bij een vooraf ingestelde druk.

 

Overdrukventiel:
Zowel n de pompunit als in het hydraulische systeem zijn er overdrukventielen toegepast. Elk overdrukventiel is ingesteld op een bepaalde druk. Zodra deze druk in het systeem bereikt wordt, zal het overdrukventiel openen. De zwarte pijl zal door de rode vloeistofstroom tegen de veerkracht in omlaag gedrukt worden. Wanneer de pijl een verbinding maakt met de blauwe lijn, zal er een vloeistofstroom van rood (druk) naar blauw (retour) lopen. Op dat moment is de ingestelde druk bereikt en zal de druk in het systeem niet meer hoger oplopen.



Voorbeeld: Het overdrukventiel is ingesteld op 100 bar. De druk in het systeem is 90 bar.
De zwarte pijl zal nu niet ver genoeg naar beneden gedrukt worden, dus het ventiel blijft gesloten. Zodra de druk in het systeem de 100 bar bereikt heeft, maakt de pijl de verbinding tussen de druk- en retourleiding. De druk in het systeem is dan maximaal 100 bar en deze kan niet hoger worden. Als de veerspanning verhoogt wordt, zal de maximale druk dus hoger worden. Ondeskundig verhogen van de druk kan dus ook defecten aan het hydraulische systeem veroorzaken.



Stuurschuif:
Omdat een cilinder verschillende bewegingen moet maken, moeten de toevoer en de afvoer van de olie geregeld kunnen worden. Dit gebeurt met een stuurschuif. In de onderstaande afbeelding zijn drie situaties te zien waar een 4/3 stuurschuif op ingesteld kan worden. (4/3 betekent: 4 aansluitingen, 3 standen. Later meer over de verschillende stuurschuiven).

A: Neutrale positie. De vloeistof vanaf de pomp gaat direct naar de retour.
B: Positie 1. De pomp levert vloeistof naar de linker leiding. De vloeistof gaat retour via de rechter leiding.
C: Positie 2. De pomp levert vloeistof naar de rechter leiding. De vloeistof gaat retour via de linker leiding.





Cilinder:
Uiteindelijk dient het hydraulische systeem ervoor om de zuiger in de cilinder te kunnen laten bewegen. Dit kan bijvoorbeeld zijn om een laadklep van een vrachtwagen te bedienen. De zuiger kan verplaatst worden door middel van de vloeistofdruk in de linker of de rechter ruimte te verhogen of te verlagen.

Stand A: De zuiger staat in de uiterst linker positie.
Stand B: De vloeistofdruk in het linker gedeelte van de cilinder is groter dan in het rechter gedeelte. Daardoor wordt de zuiger naar rechts verplaatst.
Stand C: De zuiger staat nu in de uiterst rechter positie. De vloeistofdruk in de linker ruimte van de cilinder loopt op tot de druk waar het overdrukventiel op opent.





Schema 1 (stuurschuif in neutrale positie):
De eerder genoemde componenten worden nu gebruikt in de onderstaande drie schema's. De werking van de componenten wordt op deze manier meer verduidelijkt.
De vloeistofpomp levert een vloeistofstroom naar de aansluiting ''P'' van de stuurschuif. Omdat de stuurschuif in de middelste positie staat, zal de vloeistof via de retouraansluiting "T'' terugstromen naar de retour. Er wordt op deze manier dus geen druk opgebouwd, dus het overdrukventiel opent in deze situatie nooit.





Schema 2 (stuurschuif in linker positie):
De stuurschuif wordt in de linker positie gezet. De vloeistof kan nu naar de linker zijde van de cilinder stromen. Omdat de rechter kant van de cilinder ook gevuld is met olie (blauw) moet deze naar de retour afgevoerd worden. De stuurschuif verbindt de rechter kant van de cilinder met de retour, dus de zuiger kan nu naar rechts bewegen. De zuigerstang, welke vaak een component aanstuurt of laat bewegen zoals een laadklep, beweegt dus ook naar rechts. Tijdens de uitgaande beweging zal de snelheid van de zuiger afhankelijk zijn van de pompopbrengst (de grootte van de pomp en de snelheid waarmee deze draait). Zodra de zuiger zijn uiterste stand heeft bereikt, kan de vloeistof nergens meer heen. De pomp blijft werken, dus de vloeistofdruk moet afgelaten worden.
Het overdrukventiel opent op dit moment, zodat de vloeistof die verpompt wordt direct naar de retour wordt gelaten.





Schema 3 (stuurschuif in rechter positie):

In deze situatie staat de zuiger in de uiterst rechter positie. De stuurschuif wordt op de rechter positie gezet, dus de pomp levert nu vloeistof aan de rechter kant van de cilinder. De linker kant van de cilinder wordt nu verbonden met de retour, zodat de "blauwe" olie naar de retour geperst wordt. De zuiger zal nu naar links bewegen totdat deze zijn uiterste stand bereikt heeft, of totdat de stuurschuif in de middelste stand wordt gezet.



Deze pagina wordt in de toekomst uitgebreid met meerdere componenten, schema's en berekeningen....