Ako rýchlo reaguje hydraulická pohonná jednotka?

Rýchlosť odozvy hydraulická pohonná jednotka je ovplyvnený rôznymi faktormi, pričom celkový výkon je pomerne zložitý, preto ho nemožno zovšeobecňovať ako „rýchly“ alebo „pomalý“. Konkrétne to možno pochopiť z nasledujúcich hľadísk:

Existuje prirodzené oneskorenie (v porovnaní s elektrickým):
Fyzikálne vlastnosti oleja: Hydraulický olej má viskozitu (prietokový odpor) a určitú stlačiteľnosť (najmä pri vysokom tlaku). Po spustení čerpadla trvá určitý čas, kým sa vytvorí tlak, prekoná trenie v potrubí, podporí sa prietok oleja a naplní sa komora ovládača (valec/motor), kým sa začne tlačiť záťaž. Tento proces má značné časové oneskorenie v porovnaní s prenosom elektrických signálov a štartovaním motorov.
Vplyv objemu systému: Čím väčší je vnútorný objem celého systému (potrubia, ventilové bloky, komory valcov/motorov), tým viac oleja je potrebné naplniť, tým dlhší je čas potrebný na vytvorenie tlaku a vyvolanie činnosti a tým pomalšia je odozva.

Typ ventilu je hlavným ovplyvňujúcim faktorom:
Prepínací ventil (smerný ventil): Tento typ ventilu má iba dva stavy: "otvorený" a "zatvorený" (ako elektromagnetický smerový ventil). Akcia je pomerne priama a rýchla. Po prepnutí jadra ventilu na miesto sa prietok oleja zapne alebo vypne a záťaž sa spustí alebo zastaví. Jeho ovládanie rýchlosti však nie je presné a vplyv štart/stop je výrazný.
Proporcionálny ventil/servoventil: Tento typ ventilu dokáže presne a nepretržite regulovať prietok a tlak. Hoci jeho vlastná rýchlosť odozvy môže byť extrémne rýchla (najmä pre servoventily), rýchlosť odozvy celého regulačného systému stále závisí od spätnej väzby snímača, rýchlosti výpočtu regulátora a zotrvačnosti zaťaženia pohonu. Pri presadzovaní vysoko presného dynamického riadenia je rozhodujúci návrh systému a ladenie s veľkým potenciálom pre rýchlosť odozvy, ale vyžadujúce si náklady a zložitosť. Naproti tomu proporcionálne ventily zvyčajne reagujú pomalšie ako servoventily, ale rýchlejšie ako bežné zapínacie a vypínacie ventily.

Vplyv ovládania čerpadla a ovládania ventilov:
Systém ovládania ventilov (najbežnejší): Čerpadlo vydáva olej pri základnej konštantnej rýchlosti/prietoku a rýchlosť a smer zaťaženia sa ovládajú nastavením otvorenia ventilu. Rýchlosť spínania alebo nastavenia ventilu priamo určuje rýchlosť, pri ktorej začína činnosť. Vzdialenosť od ventilu k pohonu (dĺžka potrubia) tiež ovplyvňuje oneskorenie.
Riadiaci systém čerpadla: Priamo zmeňte výstupný prietok čerpadla (napríklad pomocou motora s premenlivou frekvenciou alebo čerpadla s premenlivým objemom) na pohon záťaže. Zníženie strát pri škrtení a potenciálneho oneskorenia v procese riadenia ventilu teoreticky umožňuje rýchlejšiu a efektívnejšiu odozvu. Ale premenlivá rýchlosť odozvy mechanizmu a zložitosť riadenia samotného čerpadla sú limitujúce faktory.

Vlastnosti vykonávacích komponentov:
Olejový valec vs. motor: Hydraulické motory zvyčajne reagujú o niečo rýchlejšie ako olejové valce, pretože olejové valce potrebujú poháňať väčšie piesty a tyče, aby sa vratne pohybovali, čo vedie k väčšej zotrvačnosti.
Veľkosť komponentov: Valce/motory s veľkým objemom vyžadujú na plnenie väčšie množstvo oleja a rýchlosť ich odozvy je zvyčajne pomalšia ako u komponentov s malým objemom.

Zotrvačnosť zaťaženia a trenie:
Čím väčšia je hmotnosť (alebo moment zotrvačnosti) samotného nákladu, tým väčšia sila (alebo krútiaci moment) je potrebná na jeho zrýchlenie alebo spomalenie a tým dlhšie to trvá, čo má za následok pomalú odozvu (najmä pri štartovaní a vypínaní).
Vysoký trecí odpor záťaže môže tiež oddialiť iniciáciu počiatočného pohybu.

Vplyv teploty:
Viskozita hydraulického oleja sa výrazne mení s teplotou. Pri studenom štarte (nízka teplota oleja, vysoká viskozita) je odpor toku oleja vysoký, vytváranie tlaku a plnenie oleja sú pomalé a rýchlosť odozvy sa výrazne zhoršuje. Po dosiahnutí normálnej prevádzkovej teploty systému má rýchlosť odozvy tendenciu sa stabilizovať.

Návrh a optimalizácia systému:
Rozumné usporiadanie potrubia (čo najkratšie, s vhodným priemerom potrubia), zmenšenie nepotrebných komôr, výber ventilov s rýchlou odozvou (ako sú vysokofrekvenčné proporcionálne ventily alebo servoventily) a optimalizácia riadiacich algoritmov (riadenie s uzavretou slučkou) môže výrazne zlepšiť rýchlosť odozvy systému. Naopak, zle navrhnuté systémy budú reagovať pomalšie.