Зачем нужны гидрораспределители, и какие они бывают?

Простыми словами, можно пояснить так: гидрораспределители занимаются распределением гидравлических потоков. Уделим внимание деталям, ведь без понимания обязанностей агрегата трудно вникнуть в принципы работы гидравлики.

Золотник, кран или клапан?

В основе действия узла лежит перенаправление жидкости, поэтому главный элемент – запорная арматура. По принципу перекрытия потока возникла классификация:

В золотниковых – перекрывают каналы золотники. Недостатки: низкие давления, наличие «мертвой точки» (нечувствительность к управляющему сигналу). Плюсы: фиксация поршней, возможности ручного управления (малы усилия) и организация многоходовых систем каналов распределения рабочего потока;
В крановых – используются поворотные пробки. Отсюда недостаток – возникновение со временем протечек. Частично утечек лишены конические пробки. Безусловные плюсы – невысокая стоимость и ремонтопригодность;
Система клапанов применяется при высоких давлениях и большом количестве каналов. Высокая герметичность системы создает свои минусы – большой вес и сложность агрегата, высокая стоимость и сложность ремонта многоходовых устройств. Отдельно отметим риски гидроударов при резкой посадке клапанов «на седло». Плюсы: высокое давление, управление множеством потоков (особенно в блочных агрегатах) и возможность наращивания сложности управления гидросистемой.

Важно! Гидрораспределители не относятся к узлам, требующим создания «запаса прочности». Например, в автокранах используются от 3 до 12 агрегатов, отвечающих за разные «зоны ответственности».

Параметры рабочей жидкости разные, хорошо просчитанные конструкторами, поэтому в отношении гидравлики поговорка «запас карман не тянет» не работает. Поясним почему.

Закон сообщающихся сосудов даже в замкнутых системах не отменён

В идеале, гидравлическая система замкнута (нет утечек), и теоретическая модель работает с КПД около 74%. На практике существуют осложнения, которые не принимают во внимание даже профессионалы, хорошо понимающие проблемы гидравлики. Выбор конкретной модели гидрораспределителя связан с принципом работы перепускного клапана:

Излишки сливаются в гидробак;
Для восстановления рабочего давления необходимы затраты энергии;
При удержании требуемого давления необходимы дополнительные механизмы.

Переведём это на понятный язык. Гидрораспределители не повышают (понижают) давление. Они не могут использоваться в качестве вспомогательных агрегатов с рабочими жидкостями, вязкость которых ниже расчётных характеристик. Вопреки мифу о «герметичности», любая гидравлическая система является «разомкнутой». Вопрос в количестве утрачиваемой рабочей жидкости, чем ниже вязкость, тем больше потери.

Принцип работы гидрораспределителя.

Технически это коридор, в котором происходит передача энергии в нужные «комнаты». Открывается дверь – давление возрастает и в действие приводится механизм. После окончания приложения усилия (выполнения работы) излишки сливаются в гидробак.

Хорошая аналогия – точки быстрого питания. Канал, требующий приложения сил, сообщает «Свободная касса!» И поток устремляется. Приложение сил регулируют «менеджеры» (золотники, краны и клапаны), распределяя потоки так, чтобы все задачи были выполнены. Грузы подняты, поворотные платформы повернулись, и потери гидравлических жидкостей были минимизированы.