Vrste konstrukcija hidrauličkih sistema

Konstrukcija hidrauličkog sistema može da se izvede kao:

• otvoreno hidrauličko kolo,
• zatvoreno hidrauličko kolo ili
• poluzatvoreno hidrauličko kolo.

Karakteristike otvorenog kola

Otvoreno hidrauličko kolo je konstrukcija koja je često, ali ne i isključivo, u upotrebi za stacionarne sisteme i kod koje radni fluid cirkuliše kroz sistem sledećim redosledom:

1. rezervoar -> pumpa -> razvodni ventil -> rezervoar (slika 1a) ili
2. rezervoar -> pumpa -> razvodni ventil -> aktuator -> rezervoar (slika 1b ili 1c).

Slika 1a

Slika 1b

Slika 1c

Karakteristike zatvorenog kola

Zatvoreno hidrauličko kolo je konstrukcija koja je često, ali ne i isključivo, u upotrebi za mobilne sisteme i kod koje radni fluid cirkuliše kroz sistem sledećim redosledom:

1. pumpa -> motor -> pumpa (slika 2a i 2b) - gde su pumpa i motor (ili cilindar jednakih zapremina leve i desne radne komore) dvosmernog dejstva.

Slika 2a

Slika 2b

Karakteristike poluzatvorenog kola

Poluzatvoreno hidrauličko kolo je konstrukcija koja je u upotrebi kod sistema kod kojih se želi redukovati kapacitet pumpe, zapremina rezervoara. Ovim rešenjem u jednom radnom ciklusu, fluid se usmerava ka rezervoaru (slika 3a), a u drugom radnom ciklusu, ka motoru ili cilindru (slika 3b), i time mu povećava radnu brzinu.

Slika 3a

Slika 3b

Kod ovakvih hidrauličkih kola uglavnom se koriste cilindri sa jednostranom klipnjačom (gde je odnos površine klipa i klipnog prstena, najčešće, 2:1). 

Uljna (mašinska) hidraulika

Uljna (ili mašinska) hidraulika kao pojam podrazumeva širok spektar stručnih pojmova iz oblasti mašinstva, koji se odnose na projektovanje, izradu, eksploataciju i održavanje sistema za prenos energije pomoću tečnih fluida pod pritiskom.

Mašinska hidraulika je zasnovana na teorijskim podlogama iz mehanike fluida, ili je možda bolje reći, oblasti mehanike fluida koja se zove hidromehanika. Hidromehanika se deli na dve celine:

• Hidrostatiku (koja proučava ponašanje sistema* kada fluid miruje) i
• Hidrodinamiku (koja proučava ponašanje sistema* kada se fluid kreće).

*Sistem, na koji se ovde misli, čine fluid i fizičke veličine koje ga dovode u odgovarajuće stanje kretanja ili mirovanja

Iz hidrostatike proizilaze principi koji predstavljaju suštinu rada zapreminskih pumpi i motora, dok iz hidrodinamike proizilaze principi na kojima funkcionišu hidrodinamički (strujni) uređaji.

Zašto i gde se primenjuju zapreminske pumpe i motori?

Prvo treba reći da pored pomenutog postoje i drugi pogonski sistemi koji se koriste u inženjerskim aplikacijama a to su:

• pneumatski,
• električni,
• mehanički i 
• kombinovani (hibridni).

Kada će neki od pomenutih pogona biti iskorišćen, naravno zavisi od mnoštva tehno-ekonomskih faktora, odnosno prednosti i nedostataka svakog pogonskog sistema pojedinačno. Kada se određuje da li će neki pogonski sistem biti ugrađen, sprovodi se uporedna analiza kojom se određuje odnos: snage P [kW] (koju sistem treba, tj. može da obezbedi), mase m [kg] (koju pogonski sistem ima) i zapremine V [m^3] (koju pogonski sistem zauzima - vezano za prostorna ograničenja sklopa). Upoređivanjem ovih veličina dolazi se do dobitne kombinacije. Nepisano pravilo je da kod tehničkih sistema koji zahtevaju snagu ≥ 10 kW, hidraulički pogonski sistem nema alternativu.

Još jedan bitan parametar koji treba posmatrati u celoj ovoj priči jeste i ukupni stepen iskorišćenja sistema η [-], koji ukazuje na količinu energetskih gubitaka u sistemu. Za početak dovoljno je poznavati pomenute parametre i na osnovu istih doneti sud o primeni nekog od dostupnih rešenja.

Jednostavnost upravljanja i velika pouzdanost hidrauličkih sistema u manipulisanju sa veoma velikim dinamičkim i statičkim opterećenjima su glavni razlozi zašto se hidraulički pogonski sistem primenjuje u nekoj aplikaciji. Za razliku od elektromehaničkih prenosnika (koji se inače najviše koriste industrijskim ili drugim aplikacijama), hidraulički pogon u eksploataciji sa velikim opterećenjima, generiše mnogo manje toplote u radu, ima mnogo manju masu, zauzima mnogo manji prostor, itd.

Primena zapreminskih pumpi i motora, može se primetiti kod aplikacija gde su velike radne sile, a najčešći primeri su:

• Dizalice,
• Prese,
• Rampe,
• Građevinske mašine,
• Mašine u rudarstvu,
• Alatne mašine,
• Uređaji za navođenje oruđa na brodovima, avionima, tenkovima,
• Uređaji za upravljanje avionima, brodovima, drumskim vozilima, itd.

Hidraulička dizalica sa mehanizmom u obliku makaza

Hidraulička kovačka presa sa radnom silom od 10000 tona

Hidraulička rampa za istovar teretnih vozila

Standardna građevinska mašina - hidraulički bager

Najveće vozilo na svetu teško 13500 tona - bager roto-kopač rude uglja

Dora - nemački top kalibra 800 mm iz drugog svetskog rata koji je bio težak 1350 tona

Hidraulički sistem za izbacivanje točkova i kočenje na avionu

Hidraulički pogon za obrtanje i usmeravanje propelera za brodove

Falkirk prevodnica u Škotskoj koja spaja kanale Forth i Clyde

Hidraulički egzoskelet koji čoveku omogućava podizanje težih predmeta

Hidrauličko servo upravljanje kod drumskih vozila

Mašina za obaranje i seču drvenih stabala koja se lakše prilagođava terenu zahvaljujući tome što umesto točkova ima 6 nogu








Postoji još mnogo primera primene hidrauličkih pogonskih sistema, ali je ovo sasvim dovoljno da se stekne opšta slika o slučajevima i mogućnostima primene hidraulike.