Articles

Sådan fungerer hydrauliske maskiner

grundideen bag ethvert hydraulisk system er meget enkel: kraft, der påføres på et tidspunkt, overføres til et andet punkt ved hjælp af en ukomprimerbar væske. Væsken er næsten altid en olie af en slags. Kraften multipliceres næsten altid i processen. Billedet nedenfor viser det enkleste mulige hydrauliske system:

dette indhold er ikke kompatibelt på denne enhed.

et simpelt hydraulisk system bestående af to stempler og et oliefyldt rør, der forbinder dem. Klik på den røde pil for at se animationen.

annonce

på denne tegning passer to stempler (rød) i to glascylindre fyldt med olie (lyseblå) og forbundet med hinanden med et oliefyldt rør. Hvis du anvender en nedadgående kraft til et stempel (den venstre i denne tegning), overføres kraften til det andet stempel gennem olien i røret. Da olie er ukomprimerbar, er effektiviteten meget god – næsten al den påførte kraft vises ved det andet stempel. Det fantastiske ved hydrauliske systemer er, at røret, der forbinder de to cylindre, kan være en hvilken som helst længde og form, så det kan slange gennem alle mulige ting, der adskiller de to stempler. Røret kan også gaffel, så en hovedcylinder kan køre mere end en slavecylinder, hvis det ønskes.

det pæne ved hydrauliske systemer er, at det er meget let at tilføje kraftmultiplikation (eller division) til systemet. Hvis du har læst, hvordan en blok og Tackle fungerer, eller hvordan Gear fungerer, ved du, at handelsstyrke for afstand er meget almindelig i mekaniske systemer. I et hydraulisk system er alt, hvad du gør, at ændre størrelsen på det ene stempel og cylinder i forhold til det andet, som vist her:

dette indhold er ikke kompatibelt på denne enhed.

hydraulisk multiplikation. Stemplet til højre har et overfladeareal ni gange større end stemplet til venstre. Når der påføres kraft på det venstre stempel, bevæger det sig ni enheder for hver enhed, som det højre stempel bevæger sig, og kraften ganges med ni på det højre stempel. Klik på den røde pil for at se animationen.

for at bestemme multiplikationsfaktoren skal du starte med at se på stemplernes størrelse. Antag, at stemplet til venstre er 2 tommer i diameter (1 tommer radius), mens stemplet til højre er 6 tommer i diameter (3 tommer radius). Området for de to stempler er Pi * r2. Området for det venstre stempel er derfor 3,14, mens stemplets område til højre er 28,26. Stemplet til højre er 9 gange større end stemplet til venstre. Hvad det betyder er, at enhver kraft, der påføres det venstre stempel, vises 9 gange større på det højre stempel. Så hvis du anvender en 100 pund nedadgående kraft til venstre stempel, vises en 900 pund opadgående kraft til højre. Den eneste fangst er, at du bliver nødt til at trykke det venstre stempel 9 tommer for at hæve det højre stempel 1 tomme.

bremserne i din bil er et godt eksempel på et grundlæggende stempeldrevet hydraulisk system. Når du trykker på bremsepedalen i din bil, skubber den på stemplet i bremsens hovedcylinder. Fire slavestempler, et ved hvert hjul, aktiveres for at trykke bremseklodserne mod bremserotoren for at stoppe bilen. (Faktisk kører i næsten alle biler på vejen i dag to mastercylindre to slavecylindre hver. På den måde, hvis en af mastercylindrene har et problem eller springer en lækage, kan du stadig stoppe bilen.)

i de fleste andre hydrauliske systemer er hydrauliske cylindre og stempler forbundet via ventiler til en pumpe, der leverer højtryksolie. Du lærer om disse systemer i de følgende afsnit.