La velocidad de respuesta de unidad de potencia hidráulica Está influenciado por varios factores y el rendimiento general es relativamente complejo, por lo que no se puede generalizar como "rápido" o "lento". En concreto, se puede entender desde los siguientes aspectos:
Hay un retraso inherente (en comparación con el eléctrico):
Las propiedades físicas del aceite: el aceite hidráulico tiene viscosidad (resistencia al flujo) y cierta compresibilidad (especialmente a alta presión). Después de arrancar la bomba, se necesita tiempo para establecer presión, superar la fricción de la tubería, promover el flujo de aceite y llenar la cámara del actuador (cilindro/motor) antes de comenzar a empujar la carga. Este proceso tiene un retraso importante en comparación con la transmisión de señales eléctricas y el arranque de motores.
Efecto del volumen del sistema: cuanto mayor sea el volumen interno de todo el sistema (tuberías, bloques de válvulas, cámaras de cilindro/motor), más aceite será necesario llenar, mayor será el tiempo necesario para establecer presión y generar acción, y más lenta será la respuesta.
El tipo de válvula es el principal factor que influye:
Válvula de conmutación (válvula direccional): Este tipo de válvula tiene sólo dos estados: "abierta" y "cerrada" (como una válvula direccional electromagnética). La acción es relativamente directa y rápida. Una vez que el núcleo de la válvula esté colocado en su lugar, el flujo de aceite se activará o desactivará y la carga comenzará o se detendrá. Pero su control de velocidad no es preciso y el impacto de arranque/parada es significativo.
Válvula proporcional/servoválvula: este tipo de válvula puede regular de forma precisa y continua el flujo y la presión. Aunque su propia velocidad de respuesta puede ser extremadamente rápida (especialmente para las servoválvulas), la velocidad de respuesta de todo el sistema de control de circuito cerrado aún depende de la retroalimentación del sensor, la velocidad de cálculo del controlador y la inercia de la carga del actuador. Cuando se busca un control dinámico de alta precisión, el diseño y la depuración del sistema son cruciales, con un gran potencial para la velocidad de respuesta, pero que requieren costo y complejidad. Por el contrario, las válvulas proporcionales suelen responder más lentamente que las servoválvulas, pero más rápido que las válvulas de encendido/apagado normales.
El impacto del control de bombas y el control de válvulas:
Sistema de control de válvula (el más común): la bomba produce aceite a una velocidad/caudal constante básico, y la velocidad y dirección de la carga se controlan ajustando la apertura de la válvula. La velocidad de conmutación o ajuste de la válvula determina directamente la velocidad a la que comienza la acción. La distancia entre la válvula y el actuador (longitud de la tubería) también afecta el retardo.
Sistema de control de bomba: cambie directamente el flujo de salida de la bomba (como usar un motor de frecuencia variable o una bomba de desplazamiento variable) para impulsar la carga. En teoría, la reducción de las pérdidas por estrangulamiento y los posibles retrasos en el proceso de control de válvulas permite una respuesta más rápida y eficiente. Pero la velocidad de respuesta del mecanismo variable y la complejidad del control de circuito cerrado de la propia bomba son factores limitantes.
Características de los componentes de ejecución:
Cilindro de aceite versus motor: los motores hidráulicos generalmente responden un poco más rápido que los cilindros de aceite porque los cilindros de aceite necesitan impulsar pistones y varillas más grandes para corresponder, lo que genera una mayor inercia.
Tamaño de los componentes: Los cilindros/motores de gran cilindrada requieren una mayor cantidad de aceite para llenarse y su velocidad de respuesta suele ser más lenta que la de los componentes de pequeña cilindrada.
Inercia de carga y fricción:
Cuanto mayor sea la masa (o momento de inercia) de la carga misma, mayor será la fuerza (o par) necesaria para acelerarla o desacelerarla, y más tiempo llevará, lo que dará como resultado una respuesta lenta (especialmente durante el arranque y la parada).
La alta resistencia a la fricción de la carga también puede retrasar el inicio del movimiento inicial.
La influencia de la temperatura:
La viscosidad del aceite hidráulico varía significativamente con la temperatura. Durante el arranque en frío (baja temperatura del aceite, alta viscosidad), la resistencia al flujo de aceite es alta, el establecimiento de presión y el llenado de aceite son lentos y la velocidad de respuesta se deteriora significativamente. Una vez que el sistema alcanza la temperatura de funcionamiento normal, la velocidad de respuesta tiende a estabilizarse.
Diseño y optimización del sistema:
Un diseño de tubería razonable (lo más corto posible, con un diámetro de tubería apropiado), la reducción de cámaras innecesarias, la selección de válvulas con una velocidad de respuesta rápida (como válvulas proporcionales de alta frecuencia o servoválvulas) y la optimización de los algoritmos de control (control de circuito cerrado) pueden mejorar significativamente la velocidad de respuesta del sistema. Por el contrario, los sistemas mal diseñados responderán más lentamente.
