Novinky

Odeslat stránku emailem

Zašlete tuto stránku svým přátelům, ať se na ní také podívají.

Velká bitva: hydraulika vs. pneumatika

Porovnání hydraulických a pneumatických systémů - jaké jsou výhody a nevýhody?

 Snad žádné téma v oblasti mechaniky tekutin nevyvolává takovou diskuzi, jako jsou rozdíly mezi hydraulikou a pneumatikou. Tyto dva typy pohonu si jsou v zásadě velice podobné, když při svém provozu a převodu mechanické energie využívají tekutinu (tedy kapalinu nebo plyn) a fungují na bázi stejné technologie, přičemž používají také podobnou terminologii, symboly i jednotlivé komponenty.

Jak hydraulická tak pneumatická zařízení vyžadují zapojení čerpadla, byť stlačený vzduch se ještě před samotným využitím nejprve shromažďuje v zásobnících/nádržích. Oba systémy rovněž využívají podobné ventily k ovládání síly a rychlosti aktuátorů. Hlavní rozdíl mezi hydraulikou a pneumatikou tedy spočívá v tom, v jakém skupenství je tekutina, kterou oba systémy využívají.

Narozdíl od všeobecně panujícího názoru jsou jak kapalina, tak plyn stlačitelné. V případě hydraulického oleje v praxi obecně platí, že každých 7 MPa jej stlačí o 0,5 %. Je však také pravdou, že ve většině případů je lze v praxi považovat za nestlačitelné. Pokud totiž stlačíte velké množství oleje v omezeném prostoru, bude tlak narůstat, dokud mu některá z částí zařízení neustoupí, k čemuž dochází velice rychle.

Výhoda používání neelastického oleje pro převod mechanické energie spočívá v tom, že má tento olej excelentní vlastnosti a míra jeho stlačení je téměř zanedbatelná. To znamená, že jakmile zatáhnete za ovládání ventilu, aktuátor se uvede v pohyb, aniž by přitom docházelo ke změně objemu kapaliny jejím stlačením. Sloupec oleje přenáší energii podobně jako by docházelo k pohybu třeba ocelové tyče.
Nevýhodou neelastického oleje ovšem je, že je jeho průchod skrze ventily, jednotlivé komponenty a potrubí bývá obtížný. Omezení týkající se průtoku kapaliny mají v porovnání s pneumatickými zařízeními za důsledek mnohem vyšší odpor a energetickou ztrátu. S těmito omezeními se v případě oleje lze snadno vypořádat tím, že použijeme díly o vhodné velikosti, které umožní plynulý průtok kapaliny zařízením.

Další výhodou vysokoobjemových modulů využívajících neelastický olej, který nemění svůj objem, oproti pneumatickým zařízením je hustota výkonu. Provoz hydraulického zařízení při tlaku 70 MPa oproti provozu zařízení využívajícího stlačený vzduch při 2 MPa, má na výkon jen zanedbatelný rušivý vliv. Vzduchové kompresory jsou omezeny tím, jaké množství vzduchu dokáží stlačit a dokonce i při vícestupňové kompresi může docházet ke ztrátě velkého množství energie z důvodu vzniku tepla.

Bez ohledu na tuto nevýhodu lze stlačený vzduch využívat k takovým úkonům, ke kterým olej zkrátka využít nejde. Stlačitelnost vzduchu může být v některých případech dokonce považována za výhodu vzhledem k tomu, že při uvolnění stlačeného vzduchu dochází k prudkému navýšení jeho objemu. A jelikož je objem vzduchu, který může procházet pneumatickými ventily a aktuátory velmi vysoký, zejména když je vhodně započítán pokles tlaku, rychlost pneumatických aktuátorů tak může být doslova blesková.

Při správném použití jsou pneumaticky poháněná zařízení velice rychlá a pohotová. Pneumatická zařízení jsou výborná pro automatizované procesy při výrobě a montáži relativně lehkého charakteru – důležité je přitom slůvko „relativně", protože pneumatická zařízení dokáží i tak vyvinout sílu o tisícovkách Newtonů.

Kromě výše uvedeného se hydraulika a pneumatika liší také z pohledu matematiky. V hydraulice se neřeší kompresní poměr, zatímco v pneumatice není důležité vyrovnávání tlaku. Nejzásadnější rozdíl ovšem přese všechno spočívá ve skupenství použité látky. Nebuďte ovšem překvapeni, pokud se vám o pneumatice dostane odlišného názoru od odborníka na hydrauliku nebo naopak o hydraulice od odborníka na pneumatiku. Každý může mít na věc svůj vlastní náhled a každý může spatřovat odlišnosti v jiných aspektech.