Tervetuloa!

Toimitamme hydrauliikka­tar­vik­keita merkistä riippumatta järkevään hintaan pääasiassa oman maahan­tuon­nin kautta. Netti­kaupassa on lueteltu lähin­nä vain omasta varas­tosta löy­tyvät perus­tarvikkeet, joilla toi­mitus on erittäin nopea. Lähetä sähkö­postia, kun tarvit­set pumpun, moottorin tai venttiilin, jota ei netti­kaupasta löydy, useimmiten tuote saadaan Euroopasta muutamassa päivässä. Kun suunnittelet uutta ja erikoista, käytä alla olevia laskureita hyväksesi.
Hydrauli­järjestelmien suun­nittelu­työtä emme tee.


Toimituskulut alkaen 5€

Hydrauliikan perusteita

Ensimmäisiä hydraulisia laitteitaan kasaavalle harrastajalle menee välillä pasmat sekaisin, kun simppeli laite ei toimikaan niinkuin piti.

Siksipä päätin laatia lyhyitä juttuja vastaan tulleista ongelmista. Kun hydrauliikan perusteet on hanskassa, niin hommat sujuu. Ja kuten näkyy, esille on laitettu keskeneräistä materiaalia - siitä huolimatta kaikki palaute on tervetullutta.


Kierteet ja tiivistys

Hydrauliikan nippelit ovat suurelta osin tuumamitoilla, ja tavallisimmat kierretyypit tunnistaa aika helposti, ainakin jos on työkaluvalikoimissa työntömitta läpimitan ja kierrekampa nousun selvittämiseksi. Kierretaulukko löytyy esim. tämän sivun vasemmasta reunasta.

Ensimmäisenä pitää tietysti hoksata, että ruuveissa ja putkitarvikkeissa kierrekoko ilmoitetaan eri perustein. Kuvassa on 1/2" ruuvi ja 1/2" kaksoisnippa. Ruuvit ilmoitetaan läpimitan mukaan, putkitarvikkeet nimellisen virtausaukon mukaan - ja tästä säännöstä on tietysti poikkeuksia.

Kierteiden tehtävä ei yleensä ole tiivistäminen, sitä varten on omat tekniikat, siksi nippaa valitessa on huomioitava kierrekoon lisäksi tiivistystapa. Useimmiten tiivitys hoidetaan kartioilla, jotka pureutuvat kiristettäessä toisiinsa - ja arvata saattaa, että kartion kulmia on useita, joskus lisättynä pehmeällä 'kumi'-varmistuksella. Lisätietoa kierteiden tunnistamisesta.


Kevein työvaihe vaatii eniten voimaa

Jatketaan juttua vaikka järjestelmän mitoituksesta; viereisessä kuvassa on kait yksinkertaisin mahdollinen kokoonpano: pumppu, suuntaventtiili ja sylinteri.

Matematiikkaa ja laskukaavoja ei tarvitse hallita, kaikki tälläkin sivulla esitettävät laskelmat syntyvät ilman laskukonetta, tuosta sivun vasemmasta reunasta löytyvät laskurit hoitavat homman, kunhan sinne vain syöttää lähtöarvoja.

Se yleisin kuultu kysymys oheisesta laitteesta (yleensä klapikone) on: Työntöliike tapahtuu normaalisti ja voimaa on tarpeeksi, mutta paluuliikkeessä moottori hiipuu ja paluuliike tuntuu olevan paljon raskaampi kuin varsinainen työliike?

Kasataan tuo kuvan paketti nettikaupan tuotteista ja lasketaan tekniset arvot:
Sylinteri: Pitkä halkomakoneen sylinteri BPP70-50-1100
Suuntaventtiili: P40 1-karainen
Pumppu: Salami 13,8 cm³
Moottori: 2-napainen, eli se pyörii 2800 rpm.

Kun nuo lähtötiedot on käytössä voidaan laskureilla selvittää teoreettiset arvot:
Moottorin ja pumpun tuottama tilavuusvirta: 38,6 l/min, eli käyttämämme venttiilin 40 l/min -maksimivirtaukselle sopiva arvo.

Oletetaan, että venttiilissä oleva päävaroventtiili on säädetty 180 bar paineeseen. Kun em. virtaus ja paine ovat järjestelmässä samaan aikaan on hydraulinen teho 11,6 kW. Jos arvioimme hyötysuhteeksi korkean 90%, tarkoittaa se sähkömoottorin akselitehona liki 13 kW.

Tuolla maksimipaineella sylinterimme suurin työntövoima on 69 kN ja vetovoima 34 kN (7 tn / 3,5 tn).
Sylinterin työntöliike kestää 6,6 sekuntia ja paluuliike 3,2 sekuntia.

Tuossa oli myös vastaus paluuliikkeen ahdistukseen: paluuliikkeen aikana männän takana oleva öljymäärä 4,23 litraa painetaan tankkiin 3,2 sekunnissa....

Tuo tarkoittaa 79 l/min virtausta!
40 litran virtaamalle tehty venttiili ei pysty läpäisemään tuota määrää, paine nousee 180 bariin ja ylimääräinen osa pumpun tuotosta menee varoventtiilin kautta tankkilinjaan, moottorista tarvitaan kaikki 13 kW männän palauttamiseen. Jos paluusuodatin on mitoitettu myös pumpun tuoton mukaan, nousee suodattimen paine ja ohivirtausventtiili päästää öljyt tankkiin suodattimen ohi - ja öljyt kuumenee kun tuolla sähköteholla ei kummempaa työtä saada aikaan.

Tuosta haitasta pääsee eroon, kun mitoittaa järjestelmän todellisten virtausmäärien pohjalta.


Geroottorimoottorin simpukkakäyrä

Kun valjastetaan geroottorimoottori pyörittämään verkonvetorumpua, vinssiä, hihnakuljetinta tai mitä tahansa pyörivää toimilaitetta, niin kaikki mitoituksessa tarvittava tieto löytyy moottorin valmistajan julkaisemasta tehokäyrästöstä, jota myös simpukkakäyräksi sanotaan. Laitetaan tähän esille ihan satunnaisen moottorin käyrät ja puretaan seuraavissa artikkeleissa kuvaajasta saatava tieto esille.

Kuvaajan kaikilla sivuilla on suureita ja mittayksiköitä, niihin palataan vielä tuonnempana, mutta selitetään ensin tuon käyrästön keskellä olevan tummennetun alueen merkitys: tummennettu alue kertoo moottorin toiminta-alueen, jolla sitä voi käyttää jatkuvasti, sen ulkopuolella on vielä sallittua käyttöaluetta, jossa moottoria voi kuormittaa lyhytaikaisesti. Käytännössä sallittua käyttötilaa rajaa kuvaajan yläpinnalla suurin jatkuva työpaine ja oikeassa reunassa suurin sallittu öljyn tilavuusvirta.

Hyötysuhde

Simpukkakäyrän nimikkomuoto tulee hyötysuhde-alueista, jotka muistuttavat jokisimpukan kuoren kuvioita. Hyötysuhde on myös erittäin merkittävä mitoitustekijä, ja melkein aina se tulee esille negatiivisessa mielessä: samankokoisella teholähteellä varustettu hydraulista voimansiirtoa käyttävä laite on kuin varjo mekaanisella voimansiirrolla varustetun laitteen rinnalla.

Järjestelmän kokonaishyötysuhde on komponettien hyötysuhteiden tulo; jos meillä on laite, jossa olisi vain kaksi komponettia, molempien hyötysuhde 70%, niin laitteen kokonaishyötysuhde on 0,7 x 0,7 = 0,49 (49%). Siis puolet akselitehosta haihtuu.. joten ainakin tuo hydraulimoottori kannattaa valita kohteeseen kohtuullisen hyötysuhteen alueelta.

Tässä kuva, jossa hyötysuhdealueet on erotettu taustasta lisävärein:

Kuvassa vihreän sisälle jäävällä alueella hyötysuhde on vähintään 80%. Tällä moottorilla pysytään hyvän hyötysuhteen alueella, kun:
kuormitetaan moottoria enintään 5 kW:n teholla, rajoitetaan öljyvirtaus 35 l/min ja tyydytään noin 12 daNm:n vääntöön eli pidetään työpaineet korkeimmillaan n. 110 barissa. Sopiva pyörimisnopeus on välillä 50 - 450 rpm.

Jos moottorista otetaan kaikki tehot irti kasvattamalla virtausta ja painetta, hyötysuhde säilyy 70%:ssa. Suurimmalla virtauksella ja paineella olemme tumman alueen oikeassa yläkulmassa, akselitehoa on 12 kW, moottorin pyörimisnopeus on 650 rpm ja 175 bar paineella syntyy n 19 daNm vääntöä.

Vääntömomentti

Geroottorimoottorille on ominaista, että sillä saadaan korkea vääntömomentti varsin alhaisilla kierrosnopeuksilla. Vääntökäyrä on parhaimmillaan kierrosalueella, jossa hammaspyörä- ja mäntämoottoreiden sallittu käyttöalue vasta on alkamassa.
Hyvä vääntö alhaisilla kierroksilla tarjoaa koneenrakentajalle houkuttelevia mahdollisuuksia, kun kalliit ja painavat vaihteistot voidaan jättää pois, kunhan moottori mitoitetaan oikein tarpeeseen nähden.

Kuvaajassa on vääntömomenttiin liittyvät tiedot kuvattu vihreällä värillä. Ohuet viivat kertovat vääntömomentin tason 0 - 22 daNm välillä (siis 0 - 220 Nm tai 0 - 22,4 kpm).
Paksummat viivat kertovat kyseisen moottorin (OMR80) vääntömomentin vaihtelusta kun paine säilyy samana, mutta pyörimisnopeus muuttuu.

Moottori toimii erittäin tasaisella väännöllä koko kierrosnopeusalueella! Ja monelle laitteelle on tärkeätä, että se lähtee myös käyntiin/liikkeelle pysähdyksistä - geroottorilla on erittäin hyvä käyntiinlähtömomentti.

Kun tarkastelemme suurimman sallitun työpaineen 175 bar käyrää, näemme maksimiväännön olevan n. 19 daNm 200 - 500 rpm nopeudella. Vääntömomentin hahmottaminen ja sen tarpeen arviointiin voi käyttää vaikka momenttiavainta, jos omaan laskutaitoon ei ole luottamista.

Entä mitä tuollaisella pikkumoottorin väännöllä voisi saada aikaan, lasketaanpa vaikka kuinka painavaa taakkaa sillä pystyy nostamaan:
Moottori 175 bar paineella vääntää 19 daNm, suoraveto köysirummun akselille, köysirummun halkaisija 120 mm. Tässä rakenteessa vipuvarsi on rummun säde 60 mm, joten vetovoima köydellä on 190 Nm / 0,06 m = 3167 N, siis noin 323 kg.

Parhaimmillaan vauhtiakin löytyy: jos moottorille menisi 60 l/min öljyvirtaus, nopeutta on akselilla 650 rpm. Koska köysirummun kehän pituus on 377 mm, liikkuu köysi 245 m/min eli 4 m/s!

Lasketaan vielä teho, kun siihenkin on kaikki lähtötiedot selvillä. Tehohan on tehty työ aikayksikköä kohden: 3167 N x 4 m / 1 s = 12668 W, eli 12,7 kW. Toisaalta turha laskea, tuosta käyrästöstä nähdään, että tämän moottorin teho on maksimivirtauksella ja maksimipaineella (harmaan alueen oikea yläkulma) juuri tuo arvo!

Jos vähempikin nopeus riittää pienennetään öljymäärää tai otetaan isompi moottori. Jos vääntöä pitää saada enemmän, on valittava suurempi moottori, sillä vääntömomenttiin vaikuttaa kaksi tekijää ylitse muiden: paine ja moottorin kierrostilavuus.

Kun oheisen kuvan köysirummusta tehdään vinssi, ei pelkkä moottorin koon kasvattaminen riitä. Vinssi siitä saadaan, kun rummun sisälle viritetään alennusvaihteisto, esim. 1:30 välityssuhteella. Noilla aiemmin käytetyillä lähtöarvoilla (kun vaihteen hyötysuhdetta ei huomioida) saadaan vetovoimaksi 9 tn ja nopeudeksi 8 m/min - moottorin tekemä työ ja teho ovat samat kuin ennenkin, koska voiman kasvaessa vauhti on hidastunut vastaavasti.

Pyörintänopeus

Geroottori-moottorin kierrosnopeuteen liittyvät tekijät on korostettu oheisessa käyrässä punaisella. Pyörintänopeus on selkeästi riippuvainen kierrostilavuudesta ja tilavuusvirrasta eli öljyn virtausmäärästä.

Kuvaajassa oikeanpuoleinen punainen viiva rajaa moottorin jatkuvan kuormituksen suurinta sallittua virtausmäärää, joka tässä tapauksessa on 60 l/min. Ilman vastapainetta vapaasti pyörivä moottori saavuttaa 750 rpm nopeuden, kun paine-ero moottorissa nousee 175 bariin putoaa pyörintänopeus mm. sisäisestä vuodosta johtuen 100 rpm.

Suurilla pyörintänopeuksilla hyötysuhde jää huonoksi, tällä moottorilla se on 70 % tasolla, koska suurilla nopeuksilla ja virtaamilla virtausta ohjaava kiertoluistiventtiili ei pysty enää jakamaan öljyä tehokkaasti.

Toimilaitteen nopeuden säätö hydraulisessa järjestelmässä

Tavallinen hydraulipumppu toimii vakiotilavuudella, siis yksi akselin kierros tuottaa vakiomäärän öljyä. Jos lisäksi pumppua pyörittävä voimayksikkö pyörii vakionopeudella, niin tarvitaan välineet nopeuden säätöön. Säätötilavuuspumpuilla on mahdollista sopeuttaa virtaus sulavasti tarpeen mukaan, mutta käsitellään nyt virtauksen hallintaa vakiotilavuuspumppu-tapauksessa.

Toimilaitteen (sylinteri, moottori) liikenopeus riippuu käytännössä vain siihen johdetun öljyvirtauksen määrästä - tilavuusvirrasta. Volymetrinen hyötysuhde ei toki ole 100 %, eli ohivirtaukset ja vuodot kasvavat paineen noustessa, mutta niiden merkitys liikenopeuteen on vaatimaton.

Koska näin on, niin nopeutta voi säätää joko pumpulta lähtevää virtausmäärää muuttamalla tai toimilaitteelle johdettavaa tilavuusvirtaa säätämällä. Yksinkertaisin tilavuusvirran säätö on käyttää kaasupoljinta, mutta sekään ei aina onnistu: esim. hinattavan kylvölannoittimen ripeä nosto päisteojaa lähestyttäessä vanhalla traktorilla edellyttää reipasta kierrosten nostoa ja samaan aikaan ajovauhtia pitäisi mieluummin hidastaa kuin lisätä.

Pumpun imupuolta ei voi kuristaa, seurauksena on vain pumpun ennenaikainen tuhoutuminen (kavitaatio). Lähtevää virtausta saadaan muutettua vaikka kytkemällä kahden pumpun tai kaksoispumpun painepuolelle kevennysventtiili.

Kevennysventtiili on normaalisti auki, ja kummankin pumpun virtaus menee toimilaitteelle [U]. Paineen noustua asetusarvoon, ohjautuu suuremman pumpun [BP]virtaus tankkilinjaan [T] - pumppu jää vapaakierrolle, toimilaitteelle menee nyt vain pienemmän pumpun [AP]virtaus.
Tämä toiminto löytyy myös sisäänrakennettuna näistä seuraavan linkin takana olevista 2-tehopumpuista. Tankkilinjaa nämä eivät kuitenkaan tarvitse, näissä vapaakiertovirtaus ohjataan imupuolelle takaisin.

Edellä esitelty järjestelmä ei ole niinkään nopeuden säätämistä varten, vaan sillä pyritään hyödyntämään paremmin voimayksikön rajallista tehoa. Käyttäjästä riippumatta esim. sylinterikäytössä kevyt liike tapahtuu nopeasti ja kuorman kasvaessa vauhti hidastuu.

Vastusventtiili (kuristin) eri muodoissaan on tavallisin tapa ohjata haluttu virtausmäärä toimilaitteelle. Tilanteessa, jossa ei tarvitse huolehtia käyttövoiman riittävyydestä, voidaan edellä kuvatun tyyppinen hidas-nopea kytkentä toteuttaa sulkuventtiilin ja kuristimen rinnakkaisella käytöllä.

Kuvassa on yksi tapa toteuttaa sähköisesti ohjattu hidas-nopea toiminto. Virtaus menee 2/2 -venttiilin ollessa jännitteetön A -> B venttiilin avoimen linjan kautta. Kun vauhtia pitää rajoittaa aktivoidaan kela, jolloin venttiilin virtaustie sulkeutuu ja virtaus menee toimilaitteelle kuristimen läpi. Paluuvirtaus B -> A on aina ilman kuristusta vastaventtiilin läpi.

Käydään lopuksi läpi tavallisimpien virtaventtiilien käyttöesimerkkejä. Kun käsihallintaventtiilin vivulla säädetään vaikkapa juontokouran leukojen liikenopeutta, siinäkin pyritään venttiilikaralla kuristamaan työlinjaan ja paluukiertoon meneviä kanavia työpaineeseen nähden sopivalla tavalla, mutta varsinaisia virtaventtiilejä ovat:

  • Vastusventtiili
  • Vastusvastaventtiili
  • Virransäätö- ja virranjakoventtiili

Vastusventtiili

Virtavastusventtiili on yksinkertainen kuristin, jossa yleensä kartioneulalla säädetään portaattomasti virtausaukon kokoa ja siten läpimenenvän virtauksen määrää samalla tavalla molempiin suuntiin. Läpimenevän tilavuusvirran määrä riippuu ja vaihtelee paineen mukaan.

Kun kuristimella rajoitetaan läpimenevää virtausta ja samaan aikaan pumppu tuottaa vakiomäärän virtausta, nousee paine kuristimen edellä varoventtiilin avautumispaineeseen asti, jolloin ylimääräinen öljy poistuu tankkilinjaan varon kautta. Kuvassa tavallisin tyyppi vastusventtiilistä.

Vastusvastaventtiili

Vastusvastaventtiili on samanlainen kuin vastusventtiili, mutta rinnalle on tehty linja, jossa on vastaventtiili. Vastaventtiili pakottaa virtauksen vastusventtiilin läpi, mutta sallii toiseen suuntaan virtauksen ilman kuristusta.
Suuntakohtainen säätö voi olla tarpeen jo senkin vuoksi, että sylinterissä männän ja varren puolelta tulevat tilavuuvirrat ovat hyvin erisuuret samalla männän nopeudella.

Vastusventtiilin voi sijoittaa virtauspiirissä paine- tai paluulinjaan tai haaroittaa se painelinjasta tankkiin (sivuvirta-säätö). Mutta kannattaa aina hetki pohtia, miten sijoituspaikka vaikuttaa kokonaisuuteen. Tästä yksinkertaistettu esimerkki alla: kaksitoiminen sylinteri, mäntä 60 mm, varsi 30 mm, työpaine männän puolella 180 bar ja kuristin varren puolella. Pinta-alaero männän eri puolilla voi nostaa paineen liian korkealle.

Määränsäätö-, virransäätö- ja virranjakoventtiili

Virtauksen määrää painekompensoidusti säätävillä venttiileillä on otsikon mukaisesti monta nimeä. Nämä venttiilit koostuvat kuristimesta, jonka yli vaikuttava paine-ero säätää kuristusta jatkuvasti ja läpimenevä virtaus pyritään pitämään vakiona paineesta riippumatta.

Kun virransäätöventtiilissä on 3 liitäntää, (siis 3-tievirransäätöventtiili) saadaan järjestelmän hyötysuhde paremmaksi ja lämmöntuotto pienemmäksi, kun ylimääräinen öljy voidaan ohjata tankkiin nostamatta järjestelmän painetta paineenrajoitusventtiilin määräämälle tasolle.

Jos 3-tievirransäätöventtiili pystyy toimimaan oikein tämän kolmannen tankkilinjan vastapaineen vaihteluista riippumatta, on venttiili virranjakoventtiili. Tässä säädetty virtaus menee toimilaitteelle ja loput tilavuusvirrasta on käytettävissä toisaalla - tai ylimäärän voi ohjata tankkilinjaan. Alla pari vaihtoehtoa nettikaupan varastovalikoimista.

Painekompensoitu teräsrunkoinen virranjakoventtiili VPR3. Tässä säätö tehdään sormin kiertämällä karaa sisään - ulos. Säätö lukitaan karan tyvessä olevalla sormipyörällä.

Toinen yleisesti käytetty versio on tämä HFC51 -malli, jossa valurungon tasopinnalla on asteikko ja virtaus säädetään vipua kiertämällä. Asentolukitus hoituu nupista kiristämällä.

Yksi virtauksenjakoventtiilin erityistapaus on 50/50 tasasuhteeseen jakava venttiili, jota voi käyttää kahden toimilaitteen liikenopeuksien tasaamiseen kuormituksen vaihtelusta riippumatta. Tavallinen esimerkki on kahden vetomoottorin "tasauspyörästön lukko". Mikä parasta, tämä venttiili toimii myös peruutettaessa, eli kaksi virtausta saadaan yhdistettyä 50/50 suhteessa. Sylintereiden synkronoituun käyttöön tämän venttiilin tarkkuus ei riitä, jos sylintereitä ei välillä ajeta tasan esim. varoventtiiliä vasten.

Pikaliike

Käsitellään toimilaitteen nopeudensäätö-osiossa vielä yksi erityistapaus: hydraulisylinterin pikaliike.

Sylinterin pikaliike tarkoittaa työnnön (+ liike) vauhdittamista siirtämällä varren puolelta öljy männän taakse. Työnnön aikana ei siis mene tankkilinjaan lainkaan öljyä. Pikaliike-vaikutus riippuu varren paksuudesta eli varren puolelta saatavasta öljymäärästä - ohut varsi - tehokas pikaliike. Pikaliikkeen vaikutuksen voit tarkistaa etukäteen laatimastamme sylinterin nopeuslaskurista.

Vieressä on yksinkertaistettu kaavio pikaliikkeen toteutuksesta. Kuvan tilanteessa, kun venttiilikoppi [N] on käytössä, toimii sylinteri tavalliseen tapaan. Kun kaksiasentoisen venttiilin [+] lohko otetaan käyttöön työnnön aikana, kääntää venttiili varren puolelta palaavan öljyn männän taakse.

Nyt männän molemmilla puolilla vallitsee sama paine, mutta pinta-alaerosta johtuen työntöliike tapahtuu nopeasti. Työntövoima tietysti vähenee, voima vastaa varren paksuisen sylinterin työntövoimaa.

Pikaliike on kätevä, kun pitää saada nopeasti "löysät pois" esim. puristinkäytössä ja klapikonekäytössä saadaan samoin vautia vähän voimaa vaativaan työntöön.

Alla vielä kuvassa pari tuotetta, joissa sovelletaan tätä ajatusta. Klapikoneventtiilissä käyttövivussa on 4. asento, jolla käyttäjä voi valita pikaliikkeen käytön. Toisena on automaattinen pikaliikeventtiili, joka hyödyntää pikaliikettä aina, kun työnnössä paine on asetusarvoa pienempi.


Hydraulinen ohjaus

Hydraulinen ohjaus voi olla mekaaninen hydraulisella tehostuksella tai täyshydraulinen orbitrol-venttiilillä toteutettu. Tehostetussa ohjauksessa ohjauspyörän liike välittyy mekanisesti nivelien ja vipuvarsien kautta ohjauksen raidetangolle. Hydraulisylinteri on lisätty usein pitkittäisen raidetangon rinnalle, jolloin sylinteriin toteutettu venttiilistö ohjaa öljyvirtausta ohjauspyörältä tulevan liikkeen perusteella. Jos pumppu ei tuota virtausta ohjaus toimii kuten mekaaninen ohjaus, tosin hieman jähmeämmin, kun sylinterin öljyvirtauksetkin hoituvat käsivoimin vapaakiertoventtiilin läpi.

Orbitrol-ohjaus on täyshydraulinen, eli mekaaninen yhteys puuttuu ohjauspyörän ja ohjaavien pyörien väliltä. Tässäkin ratkaisussa hydraulipumpun tuottama virtaus liikuttaa ohjaussylinteriä ohjauspyörän liikkeiden perusteella. Jos pumpun virtausta ei ole (esim. hinattaessa sammunutta konetta), ohjausventtiiliin toteutetulla pumpulla saadaan aikaan ohjauksen tarvitsema virtaus ja paine - tosin ohjauspyörän käyttö on tässä tilanteessa erittäin raskasta. Täyshydraulinen ohjaus on käytössä työkoneissa, joilla on myös rajoituksia sallitun ajonopeuden suhteen.

Ohjausventtiilin eli orbitrolin toiminta

Ohjausventtiilin toiminnan hahmottaa helpoiten virtauskuvista. Venttiilin toimintakuva on hieman hankala toteuttaa, koska ohjauspyörän liike vaikuttaa orbitrolin sisällä kolmeen kohteeseen:

1. Ohjauspyörällä on mekaaninen yhteys annostelupumppuun, joka on tyypiltään geroottoripumppu. Tässä pumppurakenteessa sisempi hammaspyörä (geroottori) liikkuu ulomman hammasrenkaan sisällä tuottaen hyvin tasaisen nestevirtauksen. Jos koneen ohjauksen hydraulipumppu ei tuota virtausta tämä rakenne toimittaa käsipumpun virkaa. Normaalitilanteessa ohjauksen hydraulipumppu huolehtii tilavuusvirrasta ja tällä geroottorilla hallitaan ohjausliikken nopeutta, käsipumppu siis annostelee öljyä ohjaussylinterille.

Tässä on läpileikkauskuva Danfossin ohjausventtiilistä tilanteessa, kun ohjausvoima tuotetaan käsipumpulla.

2. ja 3. Ohjausventtiili koostuu kahdesta pyöreästä sisäkkäisestä säätöluistista. Ohjauspyörän kierto vaikuttaa sisempään säätöluistiin, joka kiertyessään avaa ja sulkee virtauskanavia. Muutaman asteen kierron jälkeen ulkopuolinen luisti lähtee mukaan kiertoliikkeeseen, koska luistit ovat kiinni toisissaan ohuiden metalliliuskojen (lehtijousien) sitomina. Nämä liuskat myös keskittävät sisäkkäiset säätöluistit neutraalitilaan, kun ohjauspyörää ei kierretä. Koska liuskat eivät kestä riskiä ratin kääntöä, on luisteja yhdistämässä lisäksi terästappi. Tappi estää luisteja kiertymästä toisiinsa nähden liikaa, kun ohjausta kierretään nopeasti tavoiteltaessa nopeaa ohjausliikettä.

Kytkentäpiirros tilanteesta, kun ohjausta käännetään oikealle. Punaisella on merkitty painelinja ja vastaavasti paluulinja sinisellä.

Läpileikkauksessa Danfossin orbitrol-venttiilin virtaukset oikealle käännettäessä

Orbitrol-venttiilien tyyppimerkinnässä on aina esillä venttiilin kierrostilavuus eli geroottoripumpun tuotto, se voi olla esim. 60 - 400 cm³. Tuo on siis öljymäärä, minkä venttiili siirtää ohjaussylinterille yhden kierroksen aikana. Tämä pumppuosan koko pitää myös mitoittaa ohjauksen hydraulipumpun tuoton kanssa sopivalle tasolle. Ohjausventtiilien teknisissä tiedoissa annettu nimellisvirtaus tarkoittaa useimmiten virtausmäärää, jolla ohjauspyörää voi pyörittää suurinta sallittua n. 100 r/min nopeutta. Jos virtaus on pienempi, ohjauspyörän kääntäminen muuttuu raskaaksi ja ohjaus ei käänny käyttäjän toivomalla nopeudella. Liian suuri virtaus aiheuttaa puolestaan öljyn lämpenemistä ja tehohäviötä. Koska ohjauksen hydraulipumpun tuotto vaihtelee paljon tyhjäkäynnistä täyskaasulla ajoon, on usein pumpun yhteydessä virtauksenjakoventtiili (prioriteettiventtiili), jolloin hieman ylimitoitetulta pumpulta saadaan hyvä ohjaustuntuma jo pienillä kierroksilla ja liikatuotto ohjataan joko takaisin tankkiin tai muuhun käyttöön moottorin korkeammilla nopeuksilla.

Siinä lyhyesti yksinkertaisin orbitrol-rakenne. Käytännössä hydrauliohjauksen venttiiliin liittyy paljon muitakin ominaisuuksia. Orbitrol-venttiili voi olla tunnokas tai tunnoton (reaction/non reaction), tämä ominaisuus merkitään Danfossin venttiileissä R/N, M+S:n venttiileissä 3/4. Varsinkin metsäajossa ei ole väliksi, että jokainen kivi ja kanto lyö rattia peukalonhankaan.

Usein ohjausventtiili on toteutettu ympäripumppaavalla tekniikalla (Open center, O). Suljetun piirin tunnus on C (Cloced center). Prioritteettiventtiiliä täydentää nykyisin Load Sensing -järjestelmä, joka ohjaa ohjaukselle virtausta todellisen tarpeen mukaan. Paineenrajoitus- ja shokkiventtiilit ovat usein sisäänrakennettu ohjausventtiiliin. Päävaroventtiili voi olla myös ohjauksen hydraulipumpun yhteydessä. Shokkiventtiilit puolestaan säästävät sylinterin ja nivelten mekaanisilta vaurioilta esteisiin ajettaessa.

Oheiseen taulukkoon on koottu tavallisimmat valmistajien käyttämät mallimerkinnät:

Ominaisuus Danfoss M+S Ognibene
Perusmalli ilman shokkiventtiilejä OSPB HKU STX
Varo- ja shokkiventtiilit OSPC HKUS STA
Ympäripumppaava, tunnokas OR 3 OR
Ympäripumppaava, ei tuntoa ON 4 ON
Suljettu piiri, ei tuntoa CN 7 CN

Kesälomalla!

Tilauksia ei käsitellä loman aikana, pahoittelut aiheutuvasta haitasta.
Toimitukset jatkuvat 16. heinäkuuta.
Ostoskorissa ei ole tuotteita
Uusimmat tuotteet
77,00 €*
*sis. ALV
395,00 €*
*sis. ALV
34,00 €*
*sis. ALV
20,00 €*
*sis. ALV
7,00 €*
*sis. ALV
210,00 €*
*sis. ALV
165,00 €*
*sis. ALV
485,00 €*
*sis. ALV
340,00 €*
*sis. ALV
49,00 €*
*sis. ALV
180,00 €*
*sis. ALV

Toteutus: Mikko Luodemaa