Innanzitutto, poiché hai acquistato un motore idraulico, dovrebbe essere utilizzato come motore. Pompe e motori hanno un design fondamentalmente diverso e non sono completamente intercambiabili. In pratica, solo le pompe a ingranaggi possono funzionare come motori idraulici, mentre le pompe a pistoni e a palette sono del tutto inadatte per le applicazioni motorie. Un motore è un motore e una pompa è una pompa. Per usare un’analogia automobilistica: non ci aspetteremmo mai che il motorino di avviamento di un’auto continui a funzionare come alternatore dopo l’avvio del motore.
Due scenari per l'utilizzo dei motori idraulici come pompe:
Controllo della pressione nei sistemi a volano inerziale Quando un motore idraulico aziona un volano di grandi dimensioni, l'interruzione improvvisa dell'alimentazione di olio al motore può causare un pericoloso picco di pressione (teoricamente infinito) a causa dell'inerzia del volano, con possibili danni ai componenti. Questo fenomeno è analogo alla forza controelettromotrice (EMF) generata quando si disconnettono componenti induttivi (ad esempio motori o elettrovalvole) nei circuiti elettrici: l'energia immagazzinata crea tensioni estremamente elevate che possono distruggere i componenti elettronici sensibili se non gestiti.
Un altro esempio sono i sistemi di trasmissione idrostatica (ad esempio, nei tosaerba). Quando la pompa smette di fornire olio, vogliamo che l'attrezzatura deceleri gradualmente anziché arrestarsi bruscamente. In questo caso, il motore deve passare alla modalità pompa per assorbire energia progressivamente, consentendo una decelerazione graduale.
Soluzione: installare una valvola di sicurezza nel sistema per limitare la pressione massima. La pressione in eccesso può essere immagazzinata in un accumulatore o dissipata sotto forma di calore tramite una valvola di sicurezza.
Sistema a volano inerziale
Sistemi di commutazione di più fonti di alimentazione (casi rari) Un recente sistema di guida per camion da me progettato esemplifica questo scenario: tre fonti di alimentazione indipendenti guidano il camion tramite una catena a rulli.
Fase 1: un cilindro idraulico mette in movimento il camion.
Fase 2: un servomotore elettrico di precisione posiziona il carrello per la lavorazione.
Fase 3: un motore idraulico ripristina il carrello per riavviare il ciclo. Sebbene il motore idraulico funzioni per <10% del tempo di ciclo totale, rimane collegato durante l'intero processo. Pertanto, agisce effettivamente come una pompa per il 90% del tempo.
Fenomeno della cavitazione La cavitazione si verifica generalmente quando una pompa aspira olio da un serbatoio con alimentazione insufficiente. La pompa tenta di aspirare l'olio tramite il vuoto, ma a causa dell'incomprimibilità dell'olio, le alte temperature localizzate vaporizzano l'olio, creando bolle. Queste bolle collassano violentemente nelle zone ad alta pressione, provocando onde d'urto e danneggiando la pompa.
Cause della cavitazione:
Volume di olio insufficiente nel serbatoio
Filtro della linea di aspirazione intasato
Filtro di aspirazione ostruito
Sfiato ostruito o mancante
Linee di aspirazione eccessivamente lunghe
Diametro della linea di aspirazione sottodimensionato
Pompa installata sopra il livello dell'olio nel serbatoio (priva di capacità autoadescante)
Misure preventive:
Ispezionare regolarmente filtri, sfiati e livelli dell'olio (consigliato come parte dei programmi di manutenzione).
Assicurarsi che l'ingresso della pompa abbia una prevalenza positiva (livello dell'olio del serbatoio sopra la porta di aspirazione della pompa) durante la progettazione e ridurre al minimo la caduta di pressione della linea di aspirazione. La velocità ideale della linea di aspirazione dovrebbe essere ≤1,5 m/s, con una caduta di pressione ≤6,9 kPa (determinare il diametro del tubo utilizzando i calcolatori dei tubi).
Nota speciale: anche l'uso a breve termine di una pompa come motore richiede la prevenzione della cavitazione. Se i vincoli di spazio richiedono l’utilizzo di un motore come pompa, spesso sono necessari diametri di tubo maggiori per compensare le perdite di pressione nelle lunghe linee di aspirazione.
Problemi di efficienza del motore Poiché i motori non sono ottimizzati per il funzionamento della pompa, la loro efficienza è generalmente inferiore del 10%-20% rispetto ai valori nominali (varia in base alla pressione e al flusso). Un funzionamento inefficiente genera calore in eccesso, che richiede dissipazione tramite scambiatori di calore ad alta pressione o linee di ritorno aggiuntive. Se un motore deve funzionare a lungo termine come pompa, è obbligatorio un sistema di raffreddamento dedicato.
