Předměty:
- Úvod do hydrauliky
- Hydraulická schémata
Úvod do hydrauliky:
Hydraulikou rozumíme přenos energie (síly a pohyby) tekutinou. Slovo „hydraulický“ pochází z řečtiny (hydro = voda, aulos = potrubí). Hydraulika je pohonná, řídicí a regulační technika, se kterou se setkáváme v technice motorových vozidel, strojírenství, pohonné a řídicí technice, letectví a zemědělství. Hydrauliku můžeme rozlišit na hydrokinetický a hydrostatický pohon:
- Hydrokinetické: vysoké rychlosti kapaliny a relativně nízké tlaky, jako je měnič točivého momentu v automatické převodovce;
- Hydrostatické: nízké rychlosti kapaliny a vysoké tlaky, se kterými se setkáváme u posilovače řízení.
V praxi najdeme kromě hydrauliky také pneumatiku, elektroniku a techniku mechanického pohonu. Každá technika má své výhody a nevýhody pro aplikaci, pro kterou se používá. Výhody a nevýhody hydrauliky ve srovnání s jinými technikami jsou:
Výhody:
- Vysoká hustota výkonu; velké síly a krouticí momenty mohou být přenášeny s malými rozměry součástí;
- Plynule nastavitelná rychlost, výkon a točivý moment;
- Hydraulickou energii lze skladovat a znovu využívat;
- Je možná vysoká přesnost a konstantní polohování.
Nevýhody:
- Relativně drahá technologie;
- Citlivý na nečistoty;
- Možnost úniku (vnitřního i vnějšího).
V hydraulickém systému se kapalina pohybuje. Proud kapaliny lze uvést do pohybu pomocí čerpadla nebo pístu. Všechny hydraulické systémy jsou založeny na Pascalově zákoně:
"tlak vyvíjený na kapalinu v klidu se v uzavřené nádobě šíří rovnoměrně všemi směry."
Tento princip vidíme na následujícím obrázku, kde na povrch pístu s pístem působí síla (F1). Síla vytváří v kapalinou naplněném (uzavřeném) systému tlak, který silou F2 tlačí píst nahoru.
Tlak závisí na síle a ploše pístu. Na stránce "tlak v hydraulickém systému“ to je jasně vyjádřeno pomocí animací a výpočtů.
Hydraulická schémata:
Hydraulická schémata složená ze symbolů jsou sestavena výrobcem tak, aby bylo možné přečíst, jak jsou komponenty připojeny během údržby a/nebo oprav. Vývojový diagram také říká, jaké typy součástí jsou v systému. Přehled symbolů naleznete na stránce s seznam hydraulických symbolů.
Na následujícím obrázku vidíme nejčastěji používané komponenty v hydraulickém systému. Komponenty jsou znázorněny barvou a číslem.
Elektromotor pohání hydraulické čerpadlo (1), které dopravuje hydraulický olej k regulačnímu ventilu (4).
Přetlakový ventil (2) chrání systém před nadměrným tlakem. Tlak v systému lze odečíst z manometru (3).
Ručně ovládaný regulační ventil má čtyři připojení:
P (čerpadlo), T (nádrž) a přípojky A a B pro válec.
Ovládací posuvník lze nastavit do tří poloh:
- v klidu (aktuální poloha);
- doprava;
- doleva.
V závislosti na poloze regulačního ventilu je válec zásobován hydraulickým olejem a píst se pohybuje.
Následující obrázky znázorňují různé polohy řídicího ventilu, pomocí kterého lze válec pohybovat.
1. Ovládací šoupátko v neutrální poloze:
Hydraulické čerpadlo na následujícím schématu je rovněž poháněno elektromotorem. Čerpadlo nasává hydraulický olej ze zásobníku a dodává olej pod zvýšeným tlakem do přetlakového ventilu, manometru a regulačního ventilu.
Regulační ventil je ve střední poloze, takže přípojky P a T jsou vzájemně propojeny a hydraulický olej vstupuje do regulačního ventilu přes P a odchází přes T.
Hydraulický olej proudí z přípojky T přes zpětný filtr do nádrže. V pouzdře zpětného filtru je tlaková pojistka, která se při zvýšení tlaku kapaliny otevře proti síle pružiny.
Ke zvýšení tlaku může dojít, když se filtr ucpe částicemi nečistot.
Protože v této poloze regulačního ventilu cirkuluje hydraulický olej, nedochází téměř k žádnému nárůstu tlaku. V regulačním ventilu, potrubí a vratném filtru je pouze určitý odpor, na který olej naráží. Tento odpor je však tak nízký, že olej je čerpán bez tlaku.
2. Ovládací posuvník v levé poloze:
Ovládací šoupátko je umístěno v levé poloze. Svorky P a A, stejně jako T a B, jsou v této poloze vzájemně spojeny. Hydraulický olej se pohybuje potrubím na levou stranu válce. Nárůst tlaku na levé straně pístu začíná a je nyní řízen.
Protože zpětný tok (B) válce je nyní připojen k T-přípojce řídicího ventilu, může olej proudit po pravé straně válce - přes zpětný filtr - do nádrže.
Válec se pohybuje směrem ven, dokud není dosaženo koncového dorazu. Vidíme to na následující situaci.
3. Píst v krajní poloze:
V této situaci byl píst vysunut na maximální rozsah, takže bylo dosaženo koncového dorazu. Ochrana proti přetlaku zabraňuje příliš vysokému nárůstu tlaku. Bez této ochrany by tlak nekontrolovaně stoupal, což by mělo za následek závady.
Tlakový regulační ventil (na obrázku je znázorněn vlevo od hydročerpadla) se otevře, když je dosaženo přednastaveného tlaku. Přetlakový ventil spojuje přívodní potrubí z hydročerpadla se zpátečkou. Nyní probíhá konstantní cirkulace přes tento přetlakový ventil, dokud tlak neklesne.
4. Ovládací posuvník ve správné poloze:
Ovládací šoupátko je nyní ovládáno ve správné poloze (naproti). V porovnání se situací 2 jsou trubky vzájemně propojeny zesíťovanými vazbami: P je nyní připojen k B, takže tlak vzniká na pravé straně pístu. Připojení A je spojeno s T (zpátečka). V této poloze se píst pohybuje od ovládacího šoupátka doleva.
Po dosažení koncového dorazu pístu se tlak opět zvýší na tlak, při kterém se otevře přetlakový ventil. Ovládací šoupátko se pak musí vrátit do střední polohy.
Související stránka:
