Die Grundidee hinter jedem Hydrauliksystem ist sehr einfach: Kraft, die an einem Punkt aufgebracht wird, wird mit einer inkompressiblen Flüssigkeit auf einen anderen Punkt übertragen. Die Flüssigkeit ist fast immer ein Öl irgendeiner Art. Die Kraft wird dabei fast immer multipliziert. Das folgende Bild zeigt das einfachste mögliche Hydrauliksystem:

Ein einfaches Hydrauliksystem, bestehend aus zwei Kolben und einem ölgefüllten Rohr, das sie verbindet. Klicken Sie auf den roten Pfeil, um die Animation zu sehen.

In dieser Zeichnung passen zwei Kolben (rot) in zwei mit Öl gefüllte Glaszylinder (hellblau), die über ein ölgefülltes Rohr miteinander verbunden sind. Wenn Sie einen Kolben (in dieser Zeichnung den linken) mit einer Kraft nach unten beaufschlagen, wird die Kraft durch das Öl im Rohr auf den zweiten Kolben übertragen. Da Öl inkompressibel ist, ist der Wirkungsgrad sehr gut – fast die gesamte aufgebrachte Kraft erscheint am zweiten Kolben. Das Tolle an Hydrauliksystemen ist, dass das Rohr, das die beiden Zylinder verbindet, eine beliebige Länge und Form haben kann, so dass es sich durch alle möglichen Dinge schlängeln kann, die die beiden Kolben trennen. Das Rohr kann sich auch gabeln, so dass ein Hauptzylinder mehr als einen Nehmerzylinder antreiben kann, falls gewünscht.

Das Schöne an Hydrauliksystemen ist, dass es sehr einfach ist, dem System eine Kraftmultiplikation (oder -division) hinzuzufügen. Wenn Sie gelesen haben, wie ein Block and Tackle funktioniert oder wie Zahnräder funktionieren, dann wissen Sie, dass der Handel mit Kraft gegen Distanz in mechanischen Systemen sehr verbreitet ist. In einem Hydrauliksystem müssen Sie lediglich die Größe eines Kolbens und Zylinders relativ zum anderen ändern, wie hier gezeigt:

Hydraulische Multiplikation. Der Kolben rechts hat eine neunmal größere Oberfläche als der Kolben links. Wenn Kraft auf den linken Kolben ausgeübt wird, bewegt er sich neun Einheiten für jede Einheit, die der rechte Kolben bewegt, und die Kraft wird mit neun auf dem rechten Kolben multipliziert. Klicken Sie auf den roten Pfeil, um die Animation zu sehen.

Um den Multiplikationsfaktor zu bestimmen, betrachten Sie zunächst die Größe der Kolben. Angenommen, der Kolben links hat einen Durchmesser von 2 Zoll (1 Zoll Radius), während der Kolben rechts einen Durchmesser von 6 Zoll (3 Zoll Radius) hat. Die Fläche der beiden Kolben beträgt Pi * r2. Die Fläche des linken Kolbens beträgt daher 3,14, während die Fläche des Kolbens rechts 28,26 beträgt. Der Kolben rechts ist 9 mal größer als der Kolben links. Das bedeutet, dass jede auf den linken Kolben ausgeübte Kraft auf dem rechten Kolben 9-mal größer erscheint. Wenn Sie also eine 100-Pfund-Abwärtskraft auf den linken Kolben ausüben, erscheint rechts eine 900-Pfund-Aufwärtskraft. Der einzige Haken ist, dass Sie den linken Kolben 9 Zoll drücken müssen, um den rechten Kolben 1 Zoll anzuheben.

Die Bremsen in Ihrem Auto sind ein gutes Beispiel für ein grundlegendes kolbengetriebenes Hydrauliksystem. Wenn Sie das Bremspedal in Ihrem Auto betätigen, drückt es auf den Kolben im Hauptbremszylinder der Bremse. Vier Slave-Kolben, einer an jedem Rad, betätigen, um die Bremsbeläge gegen den Bremsrotor zu drücken, um das Auto anzuhalten. (Tatsächlich fahren in fast allen Autos, die heute auf der Straße sind, zwei Hauptzylinder jeweils zwei Nehmerzylinder. Auf diese Weise können Sie das Auto immer noch anhalten, wenn einer der Hauptzylinder ein Problem hat oder ein Leck aufweist.)

In den meisten anderen Hydrauliksystemen sind Hydraulikzylinder und Kolben über Ventile mit einer Pumpe verbunden, die Hochdrucköl liefert. In den folgenden Abschnitten erfahren Sie mehr über diese Systeme.