Viteza de răspuns a unitate hidraulică este influențată de diverși factori, iar performanța generală este relativ complexă, deci nu poate fi generalizată ca „rapidă” sau „lentă”. Mai exact, poate fi înțeles din următoarele aspecte:
Există o întârziere inerentă (comparativ cu electric):
Proprietățile fizice ale uleiului: Uleiul hidraulic are vâscozitate (rezistență la curgere) și o anumită compresibilitate (mai ales la presiune ridicată). După ce pompa este pornită, este nevoie de timp pentru a stabili presiunea, a depăși frecarea conductei, a promova fluxul de ulei și a umple camera actuatorului (cilindr/motor) înainte de a începe să împingă sarcina. Acest proces are un decalaj de timp semnificativ în comparație cu transmiterea semnalelor electrice și pornirea motoarelor.
Efectul de volum al sistemului: cu cât volumul intern al întregului sistem este mai mare (conducte, blocuri de supape, cilindri/camere motor), cu atât trebuie umplut mai mult ulei, cu atât este mai mare timpul necesar pentru stabilirea presiunii și generarea acțiunii și cu atât răspunsul este mai lent.
Tipul de supapă este factorul de influență central:
Supapă de comutare (supapă direcțională): Acest tip de supapă are doar două stări: „deschis” și „închis” (cum ar fi o supapă direcțională electromagnetică). Acțiunea este relativ directă și rapidă. Odată ce miezul supapei este pornit, fluxul de ulei va fi pornit sau oprit, iar sarcina va porni sau va opri. Dar controlul vitezei sale nu este precis, iar impactul start/stop este semnificativ.
Supapă proporțională/servovalvă: Acest tip de supapă poate regla cu acuratețe și continuu debitul și presiunea. Deși propria viteză de răspuns poate fi extrem de rapidă (în special pentru servovalve), viteza de răspuns a întregului sistem de control în buclă închisă depinde în continuare de feedback-ul senzorului, viteza de calcul al controlerului și inerția sarcinii actuatorului. Atunci când se urmărește un control dinamic de înaltă precizie, proiectarea și depanarea sistemului sunt cruciale, cu un potențial mare pentru viteza de răspuns, dar care necesită cost și complexitate. În schimb, supapele proporționale răspund de obicei mai lent decât supapele servo, dar mai rapid decât supapele obișnuite de pornire/oprire.
Impactul controlului pompei și controlului supapelor:
Sistem de control al supapei (cel mai comun): pompa scoate ulei la o viteză/debit constant de bază, iar viteza și direcția sarcinii sunt controlate prin reglarea deschiderii supapei. Viteza de comutare sau de reglare a supapei determină direct viteza la care începe acțiunea. Distanța de la supapă la servomotor (lungimea conductei) afectează, de asemenea, întârzierea.
Sistem de control al pompei: modificați direct debitul de ieșire al pompei (cum ar fi utilizarea unui motor cu frecvență variabilă sau a unei pompe cu deplasare variabilă) pentru a conduce sarcina. Reducerea pierderilor de limitare și a potențialelor întârzieri în procesul de control al supapelor permite teoretic un răspuns mai rapid și mai eficient. Dar viteza de răspuns variabilă a mecanismului și complexitatea controlului în buclă închisă a pompei în sine sunt factori limitatori.
Caracteristicile componentelor executante:
Cilindru de ulei vs. motor: Motoarele hidraulice răspund, de obicei, puțin mai repede decât cilindrii de ulei, deoarece cilindrii de ulei trebuie să antreneze pistoane și tije mai mari pentru a face piston, rezultând o inerție mai mare.
Dimensiunea componentelor: Cilindrii/motoarele cu cilindree mare necesită o cantitate mai mare de ulei pentru a fi umplute, iar viteza lor de răspuns este de obicei mai mică decât componentele cu cilindree mică.
Inerția sarcinii și frecare:
Cu cât este mai mare masa (sau momentul de inerție) a sarcinii în sine, cu atât este mai mare forța (sau cuplul) necesară pentru a o accelera sau decelera și cu atât durează mai mult, rezultând un răspuns lent (în special în timpul pornirii și opririi).
Rezistența mare la frecare a sarcinii poate întârzia, de asemenea, inițierea mișcării inițiale.
Influența temperaturii:
Vâscozitatea uleiului hidraulic variază semnificativ în funcție de temperatură. În timpul pornirii la rece (temperatura scăzută a uleiului, vâscozitate ridicată), rezistența la curgerea uleiului este mare, stabilirea presiunii și umplerea cu ulei sunt lente, iar viteza de răspuns se deteriorează semnificativ. După ce sistemul atinge temperatura normală de funcționare, viteza de răspuns tinde să se stabilizeze.
Proiectarea și optimizarea sistemului:
Dispunerea rezonabilă a conductei (cât mai scurtă posibil, cu diametrul adecvat al conductei), reducerea camerelor inutile, selectarea supapelor cu viteză de răspuns rapidă (cum ar fi supape proporționale de înaltă frecvență sau servovalve) și optimizarea algoritmilor de control (control în buclă închisă) pot îmbunătăți semnificativ viteza de răspuns a sistemului. Dimpotrivă, sistemele prost proiectate vor răspunde mai lent.
