Jak zbudowany jest silnik hydrauliczny?

Silniki hydrauliczne, nazywane też wyporowymi, to jedne z najczęściej wykorzystywanych napędów w różnych gałęziach przemysłu. Pozwalają one zmieniać energię cieczy w energię mechaniczną. To właśnie dzięki nim możliwy był tak dynamiczny rozwój np. w dziedzinie ciężkiego sprzętu budowlanego. Dzisiaj przyjrzymy się im bliżej, przedstawiając ich budowę, rodzaje oraz zastosowanie.

Budowa silnika hydraulicznego

Ogólnie pod względem budowy taki silnik jest dość podobny do pompy hydraulicznej - najważniejsza różnica polega na tym, że urządzenia te mają przeciwny schemat działania. Silnik hydrauliczny zbudowany jest z zewnętrznej obudowy, wału obrotowego oraz szczelnie oddzielonych od siebie komór roboczych, w których ciecz jest wprawiana w ruch przez elementy robocze - ich typ zależy od rodzaju danego silnika. Biorąc to pod uwagę, można wyróżnić silniki hydrauliczne:

• Zębate - wysokoobrotowe silniki, w których elementami roboczymi są koła zębate.
• Tłokowe - ciecz jest w nich wprawiana w ruch przez tłoki.
• Łopatkowe - w ich przypadku za ruch cieczy odpowiada wirnik łopatkowy.
• Gerotorowe - czyli silniki wolnoobrotowe, wykorzystujące orbitalne koła z uzębieniem zewnętrznym i pierścienie z uzębieniem wewnętrznym. Pozwalają one wytworzyć znacznie większy moment obrotowy i przenosić dużą siłę mechaniczną przy relatywnie lekkiej budowie. Ponadto mogą one bezpośrednio napędzać elementy maszyny - z uwagi na wolne obroty nie są tu potrzebne przekładnie redukujące (tzw. zwolnice).

Dostępne są również silniki, w których zastosowano zawór przelewowy.

Zasada działania silnika hydraulicznego

Praca silnika hydraulicznego opiera się na bardzo prostych zasadach - po wtłoczeniu do silnika (przez pompę hydrauliczną), cieczy nadawane jest ciśnienie (jego wartość jest zależna od danego układu - silniki hydrauliczne mogą wytworzyć nawet 300 barów). Następnie ciecz jest wytłaczana z komór roboczych, a skumulowana w niej energia jest przekazywana na wał silnika, który przekształca ją w energię mechaniczną napędzającą kolejne elementy układu hydraulicznego.

Silniki hydrauliczne mogą cechować się dużą mocą przy stosunkowo niewielkich rozmiarach - właśnie dlatego tak wiele maszyn i pojazdów korzysta z pneumatyki w swoich układach roboczych/ruchowych. Moc silnika hydraulicznego jest zależna od wytwarzanego ciśnienia i przepływu cieczy.

Dodatkową zaletą jest możliwość płynnej i dokładnej regulacji pracy takiego układu - sprzęty napędzane siłownikami hydraulicznymi mogą wykonywać bardzo precyzyjne ruchy. Nieco humorystycznym przykładem wysokiej precyzji sterowania hydraulicznego jest możliwość otwarcia zakapslowanej butelki (bez jej uszkodzenia) za pomocą łyżki koparki.

Zastosowanie silników hydraulicznych

Jak wspomniano już na początku tego tekstu, silniki hydrauliczne znajdują bardzo szerokie zastosowanie w wielu różnych gałęziach przemysłu. Wykorzystuje się je w maszynach pracujących np.:

• Na budowach;
• W kopalniach;
• Zakładach produkcyjnych;
• Przemyśle spożywczym.

Wykorzystuje się je także w bardzo wyspecjalizowanych sprzętach, napędach terenowych, a nawet prostym sprzęcie, takim jak kosiarki.

To, gdzie wykorzystany zostanie dany silnik hydrauliczny, jest zależne przede wszystkim od jego rodzaju. Spore znaczenie mają też moc i typ zasilającego go płynu - są to trzy najważniejsze parametry, na które należy zwracać uwagę przy doborze silnika hydraulicznego. Trzeba też dokładnie sprawdzać wszystkie umieszczone na obudowie oznaczenia. Pozwoli to uniknąć pomyłek i potencjalnych awarii drogiego sprzętu.

Dodatkowymi zaletami tego typu silników jest przystępna cena i brak spalin.

Silnik hydrauliczny - podsumowanie

Silniki hydrauliczne przekształcają energię wytworzoną przez czynnik roboczy (np. olej) pod wysokim ciśnieniem w energię mechaniczną (ruch wału napędowego). Dużą zaletą tego typu silników jest możliwość wytworzenia sporej mocy przy stosunkowo niewielkich rozmiarach. Dzięki temu silniki hydrauliczne mogą być wykorzystywane w bardzo wielu maszynach, zwłaszcza tych pracujących w ograniczonej przestrzeni. Napędzanie cieczą daje również możliwość bezstopniowej regulacji pracy układu, co zapewnia wysoką precyzję ruchów - widać to doskonale np. w ramieniu koparki. Podobnie jak w przypadku pomp hydraulicznych można wyróżnić przynajmniej kilka rodzajów silników hydraulicznych, np. biorąc pod uwagę zastosowane w nich elementy robocze/wyporowe (koła zębate, wirniki łopatkowe, tłoki itp.). Warto też pamiętać, że są one stosunkowo tanie, zarówno w kwestii zakupu, jak i eksploatacji.