موتور قدرت سیال وسیله ای است که انرژی نیروی سیال را به حرکت چرخشی و نیرو تبدیل می کند. عملکرد موتور برخلاف پمپ است. با این حال، طراحی و عملکرد موتورهای قدرت سیال بسیار شبیه به پمپ ها است.با این حال، طراحی و عملکرد موتورهای قدرت سیال بسیار شبیه به پمپ ها است. بنابراین، دانش کامل پمپ ها به شما در درک عملکرد موتورهای قدرت سیال کمک می کند.موتورها در سیستم های قدرت سیال کاربردهای زیادی دارند.
در درایوهای قدرت هیدرولیک، پمپ ها و موتورها با خطوط و شیرهای مناسب ترکیب می شوند تا انتقال هیدرولیک را تشکیل دهند. پمپ، که معمولاً به آن A-end گفته می شود، توسط منبع خارجی مانند موتور الکتریکی به حرکت در می آید. پمپ سیال تحت فشار را به هیدرو موتورها می رساند که به آن B-end گفته می شود. موتور هیدرولیک توسط این جریان فعال می شود و از طریق اتصال مکانیکی حرکت چرخشی و نیرویی را برای انجام کار منتقل می کند.
موتورهای سیال ممکن است دارای جابجایی ثابت یا متغیر باشند. موتورهای جابجایی ثابت گشتاور ثابت و سرعت متغیر را ارائه می دهند. کنترل مقدار جریان ورودی سرعت را تغییر می دهد. موتورهای با جابجایی متغیر طوری ساخته می شوند که رابطه کاری قطعات داخلی را می توان برای تغییر جابجایی تغییر داد. اکثر موتورهای مورد استفاده در سیستم های قدرت سیال از نوع جابجایی ثابت هستند
نوع جابجایی
اگرچه اکثر موتورهای قدرت سیال قادر به ارائه حرکت چرخشی در هر جهت هستند، برخی از کاربردها فقط به چرخش در یک جهت نیاز دارند. در این کاربردها یک پورت موتور به خط فشار سیستم و پورت دیگر به خط برگشت متصل می شود. جریان سیال به موتور توسط یک شیر کنترل جریان، توسط یک شیر کنترل جهت دو طرفه یا با راه اندازی و قطع منبع تغذیه کنترل می شود. تغییر سرعت جریان سیال به موتور ممکن است سرعت موتور را کنترل کند..
این موتور بر اساس اصل مناطق دیفرانسیل کار می کند. هنگامی که سیال تحت فشار به درگاه ورودی هدایت می شود، فشار آن به طور یکسان در همه جهات اعمال می شود. از آنجایی که مساحت A بزرگتر از ناحیه B است، روتور در خلاف جهت عقربه های ساعت خواهد چرخید. هر پره به نوبه خود موقعیت های شماره 1 و 2 را به خود می گیرد و روتور به طور مداوم می چرخد. بنابراین انرژی پتانسیل سیال هیدرولیک به صورت حرکت چرخشی و نیرو به انرژی جنبشی تبدیل می شود. بسیاری از موتورهای پره ای قادر به ارائه چرخش در هر جهت هستند. این دو درگاه ممکن است به طور متناوب به عنوان ورودی و خروجی استفاده شوند.
هیدرو موتور نوع پیستونی
موتورهای پیستونی بیشترین کاربرد را در سیستم های هیدرولیک دارند. آنها اساساً همان پمپ های هیدرولیک هستند، با این تفاوت که برای تبدیل انرژی هیدرولیک به انرژی مکانیکی (دوار) استفاده می شوند. شکل زیر را ببینید:
متداول ترین هیدرو موتور مورد استفاده از نوع پیستونی با جابجایی ثابت است. برخی از تجهیزات از یک موتور با جابجایی متغیر استفاده می کنند که در آن محدوده سرعت بسیار وسیعی مورد نظر است. اگرچه شیرهای کنترل جهت برخی از موتورهای پیستونی را کنترل می کنند، اما اغلب در ترکیب با پمپ های جابجایی متغیر استفاده می شوند. این ترکیب پمپ و موتور برای انتقال قدرت بین یک عنصر محرک و یک عنصر محرک استفاده می شود. برخی از کاربردهایی که ممکن است گیربکس های هیدرولیک برای آنها استفاده شود، درایوهای سرعت یا گشتاور ثابت هستند. مزایای انتقال هیدرولیک قدرت نسبت به انتقال مکانیکی قدرت به شرح زیر است:
تنظیم سریع و آسان سرعت در یک محدوده وسیع، در حالی که منبع تغذیه با سرعت ثابت و کارآمدتری کار می کند
شتاب یا کاهش سریع، صاف
کنترل بر روی حداکثر گشتاور و قدرت
معکوس شدن آرام تر حرکت
در اکثر سیستم های قدرت سیال، موتور برای تامین نیروی محرک در هر جهت مورد نیاز است. در این برنامه ها، پورت ها به عنوان پورت های کاری نامیده می شوند که به صورت متناوب به عنوان پورت های ورودی و خروجی شناخته می شوند. معمولاً یا یک شیر کنترل جهت چهار طرفه یا یک پمپ با جابجایی متغیر جریان به موتور را کنترل می کند.موتورهای سیال معمولاً بر اساس نوع عنصر داخلی طبقه بندی می شوند که مستقیماً توسط جریان تحت فشار فعال می شود. رایج ترین انواع المان ها چرخ دنده ها، پره ها و پیستون ها هستند. هر سه این نوع برای سیستم های هیدرولیک قابل انطباق هستند، اما فقط از نوع پره ای در سیستم های پنوماتیک استفاده می شود
هیدرو موتور نوع دنده ای
عملکرد یک موتور دنده ای در شکل زیر نشان داده شده است. هر دو دنده با چرخ دنده حرکت می کنند. با این حال، تنها یکی به شفت خروجی متصل است. هنگامی که سیال تحت فشار وارد محفظه A می شود، مسیر کمترین مقاومت را طی می کند و در اطراف سطح داخلی محفظه جریان می یابد و چرخ دنده ها را وادار می کند تا همانطور که نشان داده شده است بچرخند. جریان از طریق درگاه خروجی به خط برگشت ادامه می یابد. این حرکت چرخشی چرخ دنده ها از طریق شفت متصل به واحد کار منتقل می شود.
موتور نشان داده شده در شکل بالا در یک جهت کار می کند، اما می تواند در هر جهت کار کند. برای معکوس کردن جهت چرخش، پورت ها ممکن است به صورت ورودی و خروجی جایگزین شوند. هنگامی که مایع از طریق درگاه خروجی به داخل محفظه B هدایت می شود، چرخ دنده ها در جهت مخالف می چرخند.
هیدرو موتور نوع پره ای
یک موتور معمولی از نوع پره ای در شکل پایین نشان داده شده است. این موتور خاص چرخش را فقط در یک جهت فراهم می کند. عنصر دوار یک روتور شکافدار است که روی یک محور محرک نصب شده است. هر شکاف روتور با یک پره مستطیلی با لغزش آزاد تعبیه شده است. روتور و پره ها در محفظه محصور شده اند. سطح داخلی محفظه از محور شفت محرک منحرف شده است. هنگامی که روتور در حرکت است، پره ها به دلیل نیروی گریز از مرکز تمایل دارند به سمت بیرون بلغزند. شکل محفظه روتور فاصله لغزش پره ها را محدود می کند.
