Pulsacyjność i jej szkodliwość
(l) Natychmiastowe przemieszczenie i natychmiastowy przepływ pulsacyjnego silnika hydraulicznego w trakcie pracy, przemieszczenie zmieniające się z kątem w każdej chwili nazywane jest natychmiastowym przemieszczeniem silnika hydraulicznego; przepływ zmieniający się z kątem w każdej chwili nazywany jest natychmiastowym przepływem silnika hydraulicznego. W teorii, natychmiastowe przemieszczenie i przepływ większości silników są pulsacyjne.
Pulsacja natychmiastowego przemieszczenia jest oceniana przez współczynnik niejednorodności przemieszczenia δ V (%)
(1-34)
Fluktuacja przepływu chwilowego jest oceniana za pomocą współczynnika niejednorodności przepływu δ Q (%)
(1-35)
Gdzie, (VInst) max, (qinst) max -- maksymalne chwilowe przemieszczenie i maksymalny chwilowy przepływ silnika hydraulicznego;
(VInst) MIM, (qinst) MIM -- Minimalne chwilowe przemieszczenie i minimalny chwilowy przepływ silnika hydraulicznego.
Im mniejszym stopniu współczynnik niejednorodności przepływu δ V i δ Q, tym mniejsze pulsacje przemieszczenia i przepływu, a zatem lepsza jakość chwilowego przemieszczenia i przepływu.
(2) Gdy przepływ wejściowy silnika hydraulicznego jest stały, prędkość wyjściowa silnika będzie pulsować zgodnie z pewnym prawem z powodu stałej zmiany chwilowego przemieszczenia silnika. Ponieważ moment obrotowy silnika jest proporcjonalny do przemieszczenia, przy stałym ciśnieniu wejściowym, gdy tarcie jest ignorowane, moment obrotowy silnika będzie zmieniał się wraz z chwilowym przemieszczeniem zgodnie z tym samym prawem. Gdy moment obrotowy obciążenia jest stały, ponieważ ciśnienie jest odwrotnie proporcjonalne do przemieszczenia, wraz ze zmianą chwilowego przemieszczenia silnika, ciśnienie również będzie pulsować zgodnie z pewnym prawem.
Pulsacja silników hydraulicznych o różnych strukturach i parametrach jest różna. Tego rodzaju okresowa pulsacja jest głównie determinowana przez strukturę samego silnika hydraulicznego. Gdy prędkość jest wysoka, pulsacja wyjściowa nie jest wyraźna dla obciążenia zewnętrznego o dużej bezwładności, ale powoduje, że cały system hydrauliczny wytwarza wibracje i hałas. Gdy częstotliwość wibracji jest zgodna z inherentną częstotliwością wibracji systemu, wystąpi rezonans, co spowoduje poważne wibracje i wycie systemu rurociągowego, wpłynie na stabilność systemu i komponentów hydraulicznych oraz skróci żywotność. Gdy koło porusza się z dużą prędkością, pulsacja będzie również jedną z przyczyn powolnego pełzania.
1.7.5 wydajność startowa i wydajność hamowania
(l) Cechy początkowe w większości urządzeń mechanicznych, silnik hydrauliczny często uruchamia się, zatrzymuje, obraca do przodu i do tyłu z obciążeniem. W warunkach częstej zmiany, wydajność rozruchu silnika hydraulicznego powinna spełniać wymagania niezawodnego uruchamiania pod dowolnym kątem, gdy obciążenie jest pełnym momentem obrotowym lub dopuszczalnym momentem obrotowym. Cechy rozruchu są mierzone przez moment rozruchowy i mechaniczną wydajność rozruchu.
Moment obrotowy na wałku wyjściowym, gdy silnik hydrauliczny rozpoczyna pracę ze stanu statycznego pod ciśnieniem nominalnym, nazywany jest momentem rozruchowym silnika hydraulicznego, to znaczy momentem obrotowym wałka po pokonaniu strat tarcia w procesie rozruchu silnika hydraulicznego. Po wtrysku oleju pod ciśnieniem, należy pokonać tarcie statyczne, gdy silnik hydrauliczny przechodzi ze stanu statycznego do ruchomego. Innymi słowy, po wtrysku oleju pod ciśnieniem, wałek wyjściowy obraca się przez mały kąt wstępnego napięcia, aby pokonać luz między ruchomymi częściami a elastyczną deformacją części, tak aby obciążenie silnika hydraulicznego znajdowało się w stanie wstępnego napięcia przed rozpoczęciem pracy. W tym momencie generowane jest tarcie Coulomba między względnie ślizgającymi się powierzchniami, a następnie tarcie stopniowo wzrasta, a moment obrotowy stopniowo maleje. Gdy tarcie jest w pełni ustalone, moment obrotowy zaczyna wzrastać. To jest moment rozruchowy. Ciśnienie hydrauliczne sprawia, że silnik hydrauliczny pokonuje tarcie i realizuje rozruch pod obciążeniem.
Starting mechanical efficiency η MS, also known as starting torque efficiency, refers to the ratio of starting torque ts and theoretical torque TT of the motor when the hydraulic motor starts from the static state, namely
ηms=Ts/Tt (1-36)
Moment obrotowy i wydajność mechaniczna silnika hydraulicznego są wpływane przez tarcie wewnętrzne i pulsacje momentu obrotowego. Gdy wał wyjściowy zaczyna obracać się z różnych pozycji (kąt fazowy), moment obrotowy przy starcie jest nieco inny. W praktycznej pracy oczekuje się lepszej wydajności przy starcie, to znaczy, że moment obrotowy przy starcie i wydajność mechaniczna przy starcie powinny być jak największe. Dla różnych silników hydraulicznych wydajność mechaniczna przy starcie (wydajność momentu obrotowego przy starcie) jest różna.
(2) Wydajność hamowania, gdy silnik hydrauliczny jest używany do napędzania wciągarki hydraulicznej w celu podnoszenia ciężkich obiektów lub do napędzania mechanizmu chodzenia koparki i innych maszyn budowlanych, w celu zapobieżenia upadkowi ciężkich obiektów lub ślizganiu się mechanizmu chodzenia na stoku, istnieją określone wymagania dotyczące wydajności hamowania silnika hydraulicznego.
Po po wlotu i wylotu oleju silnika hydraulicznego są odcięte, wał wyjściowy teoretycznie nie powinien w ogóle obracać się, ale silnik hydrauliczny przechodzi w "stan roboczy pompy hydraulicznej" z powodu działania momentu obrotowego obciążenia. Wylot oleju z pompy to komora wysokiego ciśnienia. Wysokociśnieniowy olej wycieka z tej komory, co powoduje, że silnik hydrauliczny obraca się powoli (poślizg). Ta prędkość nazywana jest prędkością poślizgu.
Prędkość ślizgu przy nominalnym momencie obrotowym jest zazwyczaj używana do oceny wydajności hamowania silnika hydraulicznego. Czasami wyciek przy zerowej prędkości jest używany do wyrażenia wydajności hamowania. Im lepsza wydajność uszczelnienia silnika hydraulicznego, tym niższa prędkość poślizgu, tym lepsza wydajność hamowania.
Silnik hydrauliczny z rozkładem na końcowej powierzchni ma najlepszą wydajność. Dla tej samej struktury silnika hydraulicznego, gdy moment obrotowy obciążenia i lepkość oleju są różne, jego wydajność hamowania nie jest taka sama.
Zawsze istnieje luka między względnie poruszającymi się częściami w silniku hydraulicznym, więc wyciek jest nieunikniony. Dlatego silnik hydrauliczny powinien być wyposażony w inne urządzenia hamujące dla maszyn, które potrzebują długotrwałego hamowania.