23. Maht-I ja hüdrodünaamilise hüdroajami tööpõhimõte

Mahthüdroajamis ajami energiaallika ( pumba) abil tekitatud vedeliku rõhuenergia suunatakse täiturisse, milleks on hüdrosilinder või hüdromootor, ning vedeliku hüdraliline energia, mis väljendub tema rõhu ja vooluhulga kaudu, muudetakse seal mehaaniliseks energiaks. Viimase abil saab täituri kaudu teha kasulikku tööd.

Lihtsam mahthüdroajam, koosneb (joonis 1.1) kahest kolbidega (K₁ ja K₂) varustatud eriläbimõõduga silindrist, mis on omavahel ühendatud hüdrovedelikuga täidetud kanaliga (3).

Sellise ajami töö põhineb Pascali seadusele:

rõhu muutus millises tahes vedeliku punktis kandub niisamasugusena edasi kõigisse teistesse punktidesse (ehk: vedelikule tekitatud rõhk kandub igas suunas edasi võrdse jõuga ).

Kui silindri 1 kolvi põhjale, mille pindala on A₁ (joonis 1.1), rakendada välisjõud F₁, siis kolvi all vedelikus tekib hüdrostaatiline rõhk p = F₁/A₁. Vastavalt Pascali seadusele levib see rõhk mööda kanalit (3) kolvi 2 alla pindalaga A₂.

Kui mitte arvestada mehaanilist hõõret ja rõhukadusid süsteemis, siis kolvi põhjale A₂ mõjuv jõud F₂= pA₂ , kus p = F₁/A₁ , ehk

F_{2 =} F₁×A₂/A₁

F₂ > F₁ pindalade suhte ( A₂/A₁) korda , mida saab rakendada ajami täiturile.

Hõõrdetegur võetakse arvesse mehaanilise kasuteguri kaudu (η_m)

Joonis 1.1 Jõu ülekanne hüdrostaatilise vedeliku kaudu

Sellisel põhimõttel töötab hüdrovõimendi ja enamus mahthüdroajameid ning hüdrostaatilisi masinaid, milles jõud antakse edasi vedeliku kaudu.

Hüdrovõimendi puhul, mis koosneb kahest eri läbimõõduga omavahel torustikuga ühendatud silindrist tuleb arvestada, et tegemist on lihtmehhanismiga st. võites suurema läbimõõduga jõus, kaotame sama palju kolvi käigupikkuses L₁ > L₂.

Hüdrodünaamilise ajami moodustab hüdrodünaamiline ülekanne, mis edastab energiat vedavalt võllilt veetavale töövedeliku kiirusrõhu vahendusel .

Hüdrodünaamilise ülekande põhiosad on kaks lähestikku asetsevat labadega tööratast – radiaalpump ja radiaalhüdroturbiin (dünaamiline hüdromootor). Pump ja turbiin võivad asetseda erinevates korpustes ja omavahel ühendatud süsteemi torustikuga (joonis 1.3) või asetsevad teineteisele nii lähedal, et moodustavad ühise pöörleva (toroidse ) ruumi (joonis 1.4) , mis on täidetud ringleva töövedelikuga.

1. Pumba mootor

2. Hüdropump

3. Süsteemi torustik

4. Turbiini juhtaparaat

5. Turbiini tööratas

6. Väljundvõll

7. Õlivann

Joonis 1.3 Hüdrodünaamiline jõuülekanne

Pumpa vedav võll (joonis 1.3) on ühendatud energiaallikaga (näiteks sisepõlemismootor 1), mille mehaaniline energia muundatakse pumbas (2) vedeliku hüdrauliliseks kiiruse energiaks. Pumbalt saadud kiirusenergia suunatakse läbi torustiku (3) ja hüdroturbiini juhtaparaadi (4) turbiinile (5), mis see läbi väljundvõlli (6) muudetakse mehaaniliseks energiaks.

Ühisesse korpusesse paigutatu hüdrodünaamiline jõuülekanne (joonis 1.4) edastab energiat vedavalt võllilt (1) väljundvõllile (5) pumbalt (2) saadud ringleva töövedeliku kiirusrõhu vahendusel.

Turbiibinis (4) muudetakse vedeliku kiirusenergia mehaaniliseks energiaks ja rakendatakse väljundvõlli (5) kaudu täiturmehhanismil.

1. Vedav võll

2. Hüdropump

3. Suunaaparaat (reaktor)

4. Turbiin

5. Veetav võll

Joonis 1.4 Hüdrodünaamiline jõuülekanne

Ehituse järgi liigitatakse hüdraulilised ülekanded

• hüdrotransformaatoriteks ja

• hüdrosiduriteks.

Hüdrotrafo koosneb kolmest või enamast labadega töörattast – pumbarattast, turbiinrattast ja ühest või mitmest juhtaparaadist (reaktorist). Hüdrotrafo võimaldab muuta väljundvõlli pöördemomenti või pöörlemissagedust. Kasutatakse laevadel jõuülekannetes suurte muutuvate koormuste korral (näiteks jäälõkujad).

Hüdrosidur koosneb kahest töörattast – vedavast pumprattast ja veetavast turbiinrattast, mille vahel reaktor puudub. Hüdrosiduriga on võimalik muuta pöördeid jõumomenti muutmata. Kasutatakse laevadel ühendussidurina peamasina ja võlliliini vahel.