לגבי מנוע הידראולי

Ryszard Daniel, Tim Paulus, ב- נעול שערי וסגירות אחרות בפרויקטים הידראוליים , 2019

11.3.7 מנועים הידראוליים

ישנם שלושה סוגים של מנועים הידראוליים: גיר, בוכנה ושבט. מנועי הילוכים הם קומפקטיים ומספקים שירות רציף ברמות הספק מדורגים עם יעילות מתונה. יש להם סובלנות גבוהה לזיהום של השמן ההידראולי המהווה שיקול ליישומים בסביבות מלוכלכות. מנועי הילוכים חיצוניים מורכבים מזוג גלגלי שיניים תואמים הסגורים בבית אחד. לשני גלגלי השיניים יש אותה צורת שן והם מונעים על ידי הנוזל בלחץ. הילוך אחד מחובר לציר פלט והשני לגלגל סרק. נוזל בלחץ נכנס לבית בנקודה שבה גלגלי השיניים משתלבים. הוא מאלץ את גלגלי השיניים להסתובב, ועוקב אחר הנתיב של ההתנגדות הקטנה ביותר סביב היקפית של הבית. הנוזל יוצא בלחץ נמוך בצד הנגדי של המנוע. סובלנות קרובה בין גלגלי השיניים והדיור עוזרים לשלוט בדליפת נוזלים ולהגביר את היעילות הנפחית. ישנן מספר וריאציות של מנוע ההילוכים, כולל הג'רוטור, מנוע ההילוכים הדיפרנציאלי והרולר-ג'רוטור. כל הווריאציות הללו מייצרות מומנט גבוה יותר עם פחות אובדן חיכוך.

כל מנועי הבוכנה ההידראוליים זמינים בגרסאות נפח קבוע ומשתנה. הסוג הנפוץ ביותר של מנוע הידראולי זמין הוא סוג בוכנה צירית. למנועים הידראוליים בוכנה צירית יש יעילות נפח גבוהה. זה מאפשר מהירות קבועה בתנאי מומנט משתנה או צמיגות נוזל. מנועים הידראוליים של בוכנה צירית הם גם בין המנועים המתאימים ביותר לתנאי טעינה משתנים. הם זמינים בשני סוגי עיצוב בסיסיים כולל פלטת סווש וציר כפוף. עיצוב לוחית הסוואש הוא הזמין ביותר, אך עיצוב הציר הכפוף הוא האמין ביותר ובדרך כלל יקר יותר.

למנועים הידראוליים בוכנה רדיאלית יש קנה צילינדר המחובר לציר מונע ולרוב יכולים לייצר יותר מומנט מאשר מנועים הידראוליים בוכנה צירית. עם זאת, יש להם טווח מהירות מוגבל, והם רגישים יותר לזיהום נוזל הידראולי. הקנה מכיל מספר בוכנות ההולכות והולכות בקדח רדיאלי. קצוות הבוכנה החיצוניים נצמדים לטבעת דחף ונוזל בלחץ זורם דרך ציר במרכז קנה הצילינדר כדי להניע את הבוכנות החוצה. הבוכנות דוחפות לטבעת הדחף וכוחות התגובה מסובבים את הקנה. תזוזה של המנוע משתנה על ידי הזזת בלוק ההחלקה לרוחב כדי לשנות את מהלך הבוכנה. כאשר קווי האמצע של קנה הצילינדר והדיור חופפים, אין זרימת נוזלים ולכן קנה הגליל נעצר. הזזת ההחלקה מעבר למרכז הופכת את כיוון סיבוב המנוע. מנועי בוכנה רדיאליים יעילים במיוחד ומדורגים למומנט גבוה יחסית. בהרבה כונני שערים במגזר USACE משתמשים במנועים הידראוליים של בוכנה רדיאלית. המנוע ההידראולי המוצג באיור 11.23 הוא סוג בוכנה רדיאלית ומספק מומנט של 260 ננומטר/בר. המהירות הנקובת היא 50 סיבובים לדקה. המנוע ההידראולי מניע גלגל שיניים שמניע בתורו הילוך מתלה על שער הסקטור.

מנועי שבשבת הם קומפקטיים, פשוטים בעיצובם, אמינים ובעלי יעילות כללית טובה בתנאים מדורגים. עם זאת, יש להם יכולת מוגבלת במהירות נמוכה. מנועי השבשבת משתמשים בקפיצים או בלחץ נוזלים כדי להאריך את השבבים. למנועי שבשבת יש רוטור מחורר המותקן על ציר הנעה המונע על ידי הרוטור. שבבים, המותאמים היטב בחריצי הרוטור, נעים בצורה רדיאלית כדי לאטום כנגד טבעת הפיקה. לטבעת שני קטעים רדיאליים עיקריים ושני מינוריים המחוברים על ידי קטעי מעבר או רמפות. מנועי שבשבת משתמשים בדרך כלל בתצורה של שתי או ארבע יציאות. מנועי ארבע יציאות מייצרים מומנט כפול בכמחצית מהמהירות של מנועי שני יציאות. יעילות מומנט ההתנעה הגבוהה של מנועים מסוג שבשבת הופכת אותם להתאמה לכונני כננת הרמה המאפשרים למנוע להתניע תחת עומס גבוה. מנועי שבשבת מספקים יעילות הפעלה טובה, אך לא גבוהה כמו אלו של מנועי בוכנה. חיי השירות של מנוע שבשבת בדרך כלל קצרים יותר מזה של מנוע בוכנה.