Hydraulický tlak vs. průtok: pochopení rozdílu

Jako instruktor a konzultant v oblasti hydrauliky jsem se setkal s tisíci lidí, jejichž práce alespoň částečně spočívá v údržbě a opravách hydraulických systémů. Počet hydraulických opravářů, se kterými jsem se setkal, však mohu spočítat na prstech jedné ruky.

Většinou jsem se setkal s mnoha vynikajícími opraváři hydraulických dílů. Jsou to lidé, kteří na hydraulických systémech a v jejich okolí pracují tak dlouho, že vědí, že výměna určitého dílu obvykle odstraní určitý problém. Mohou, ale nemusí přesně vědět, proč tomu tak je, ale ze zkušenosti vědí, že výměna tohoto dílu problém odstraní.

Nyní to nemyslím nijak hanlivě. Někdo s takovou úrovní zkušeností je cenný, ale není to řešení problémů; je to výměna dílů. Funguje to dobře vždy, když výměna dílu skutečně problém odstraní.

Problém nastane, když člověk, který mění díly, vymění díl a problém to neodstraní. Jaký předpokládáte, že může být další postup měniče dílů? Pokud byste řekli „vyměnit něco jiného“, měli byste pravdu.

Často proces výměny dílů pokračuje, dokud nenastane jedna ze dvou věcí: buď je stroj opraven a všichni se radují, nebo je systém uveden do takového stavu, že je třeba někoho zavolat.

Dosti často jsem tím někým já. Tímto způsobem je sice možné systém opravit, ale také je možné přidat jeden nebo dva problémy vždy, když se vymění součástka, která nebyla špatná. Obvykle do doby, než jsem zavolán na pomoc, došlo k výměně značného množství dílů a to, co začalo jako něco jednoduchého, mohlo přerůst ve více problémů, jejichž diagnostika může být časově velmi náročná.

Tlak nebo průtok?“

Pokud bych měl vybrat jediný pojem, který brání většině výměníků dílů stát se řešiteli problémů, bylo by to nepochopení rozdílu mezi tlakem a průtokem. Nezřídka se tyto pojmy používají zaměnitelně, jako by šlo o synonyma. Není tomu tak. Často slýchám stížnosti, že čerpadlo nevydává tolik tlaku, kolik by mělo, což znamená, že čerpadlo má dodávat tlak.

Častým předpokladem je, že pokud je tlak nízký, musí být čerpadlo špatné. Není tomu tak. Čerpadlo nečerpá tlak. Čerpadlo dodává průtok. Jedinou funkcí čerpadla je odebírat kapalinu z jednoho místa a přivádět ji jinam. Tlak je výsledkem odporu proti průtoku. V našich výukových kurzech používáme k vysvětlení tohoto pojmu jednoduché schéma uvedené výše.

Čerpadlo s pevným výtlakem je nejjednodušším typem hydraulického čerpadla. Je roztáčeno primárním hnacím motorem, zpravidla elektromotorem nebo u mobilních zařízení stejným motorem, který pohybuje strojem. Velikost průtoku je určena výtlakem a otáčkami hnacího motoru. Pod pojmem „výtlak“ rozumím množství kapaliny dodané při každé plné otáčce čerpadla.

V typických průmyslových systémech se čerpadlo otáčí konstantní rychlostí, a proto dodává konstantní množství průtoku. Při spuštění čerpadla se olej přesune ze zásobníku do systému. Čím vyšší je průtok, tím rychleji se pohon pohybuje.

Pokud sledujete průtok z čerpadla, dojdete k „T“ v potrubí. Kdykoli sledujete průtok na schématu a dojdete k rozdělení vedení, musíte sledovat průtok v obou směrech, abyste určili cestu nejmenšího odporu. Hydraulická kapalina jde vždy cestou nejmenšího odporu. I

Pokud sledujete tok doleva, narazíte na symbol pojistného ventilu. Přetlakový ventil je znázorněn jedním čtvercem se šipkou označující směr proudění. Všimněte si, že šipka se nedotýká vstupního ani výstupního otvoru. To znamená, že pojistný ventil je normálně uzavřený a blokuje průtok.

„Klikatá“ čára ve spodní části pojistného ventilu symbolizuje pružinu. Dobrý způsob, jak si představit přetlakový ventil ve schématu, je představit si pružinu, která tlačí šipku nahoru od portů a drží ji zavřenou. To znamená, že aby se ventil otevřel, musí něco tlačit na šipku silněji, než tlačí pružina nahoru.

Všimněte si také přerušované čáry. V hydraulických schématech přerušovaná čára obvykle představuje průtokovou cestu, která je o něco menší než plná čára, typicky vypouštěcí nebo pilotní potrubí. Ta, která je zobrazena na schématech vlevo, je pilotní vedení připojené bezprostředně před ventilem. Jakýkoli tlak, který je v hlavním potrubí, bude přítomen i v pilotním potrubí.

Pokud se vrátíme k pružině, všimněte si šikmé šipky. Ve schematických symbolech diagonální šipka znamená, že její související součást je proměnná nebo nastavitelná. V tomto případě má pojistný ventil nastavitelnou pružinu a byl nastaven tak, aby tlak 500 liber na čtvereční palec (psi) vyvinul dostatečnou sílu ke stlačení pružiny a otevření pojistného ventilu. Odpor v tomto směru je tedy 500 psi.

Sledováním toku doprava narazíte na symbol ručního ventilu. Může se jednat o kulový ventil, šoupátko, klapku atd. Ventil může být otevřený nebo uzavřený. Zápis naznačuje, že je otevřený, takže v tomto směru není žádný odpor.

Přívodní potrubí končí do otevřeného bubnu. Když je čerpadlo zapnuto, jak je znázorněno na schématu vlevo, cesta nejmenšího odporu v tomto případě vede do bubnu, nikoli přes pojistný ventil. Údaj na manometru je 0 psi.

Je zřejmé, že důvodem tak nízkého údaje na manometru je to, že v systému není žádný odpor. Viděl jsem však mnoho čerpadel vyměněných z jiného důvodu než proto, že tlak v systému byl nízký. V průběhu let jsem obdržel mnoho telefonátů, které začínaly slovy: „No, čerpadlo jsem vyměnil, ale tlak mám stále nízký. Na co jiného se mám zaměřit?“

Ve skutečnosti je problém s tlakem v hydraulickém systému jen zřídkakdy na straně čerpadla. Téměř vždy se jedná o jinou špatnou součást systému. Čerpadlo by nikdy nemělo být první komponentou, kterou zkoušíte, ale spíše poslední možností, když existuje problém s tlakem. V uvedeném příkladu by výměna čerpadla přinesla naprosto stejný výsledek.

Na schématu vlevo je ruční ventil uzavřen a blokuje průtok do bubnu. Jediná zbývající cesta průtoku vede přes pojistný ventil. Aby kapalina prošla pojistným ventilem, musí být překonán odpor 500 psi. Jakmile tlak dosáhne 500 psi, průtok se přivede přes pojistný ventil zpět do nádrže.

Při mnoha příležitostech jsem slyšel poznámky typu: „Moje čerpadlo vydává 1 500 psi.“ Vždycky jsem si myslel, že to není pravda. To ilustruje mylnou představu, že tlak vzniká na čerpadle.

Jak vidíte, to, co se odečítá na manometru, není to, jaký tlak čerpadlo vyvíjí, ale spíše velikost odporu, který se v systému právě překonává. Bez pevného pochopení tohoto konceptu je nemožné stát se specialistou na odstraňování závad.

Přečtěte si další informace o osvědčených postupech pro hydraulické systémy:

10 kontrol spolehlivosti hydrauliky, které pravděpodobně neprovádíte

Sedm nejčastějších chyb v hydraulických zařízeních

Jak poznáte, zda používáte správný hydraulický olej?

Top 5 hydraulických chyb a nejlepší řešení

.