Letkujen ja putkien fysiikkaa

Hydrauliletkuissa on kolme pääosaa: sisäkerros, vahvikekerrokset ja päällyskerros. Sisä- ja päällyskerrokset ovat tavallisesti nitriili- tai neopreenikumia. Vahvikekerrokset on valmistettu messinkipäällysteisestä teräslangasta. Matalapaineletkuissa vahvikekerroksena käytetään muun muassa tekstiilikudoksia. 

Paineenalaisen nesteen virtaus letkun tai putken sisällä on energian siirtoa. Mekaniikassa voimansiirtoakseleilla ja sähkötekniikassa johtimilla on aivan vastaava tehtävä.

Nesteen virtaukseen liittyy aina tehohäviöitä, joista hydrauliikassa käytetään nimitystä virtaushäviöt. Niitä on kahta tyyppiä: kitkavastushäviö ja kertavastushäviö.

Kitkavastushäviöitä syntyy suorilla osuuksilla. Kun öljy virtaa putkissa ja letkuissa ja nesteen sisäinen kitka eli viskositeetti jarruttaa virtausta. Kitkavastushäviöt kasvavat öljyn viskositeetin kasvaessa. Samoin tilavuusvirran kasvaessa myös häviöt kasvavat. Poikkipinta-alaa pienentämällä kasvaa öljyn virtausnopeus ja samalla osa virtausenergiasta muuttuu lämmöksi. Poikkipinta-alaa kasvattamalla häviöt pienenevät.

Kertavastushäviöitä syntyy yleensä liittimien, mutkien, haarojen, venttiilien ja muiden sellaisten komponenttien kohdalla, joissa tapahtuu poikkipinnan, suunnan tai virtausnopeuden muutoksia. Kuristus aiheuttaa kapeikon kohdalle öljyn nopeuden hetkellisen kasvun ja samalla pyörteilyä, mikä hidastaa virtausta ja laskee painetta kapeikon jälkeen. Putkiston ja letkujen mitoitus on tasapainoilua tehohäviöiden aiheuttamien kustannusten, kuten jäähdytyksestä sekä koneen hidastumisesta johtuvien kustannusten ja toisaalta komponenttikustannusten välillä. Ylisuuri putkisto aiheuttaa suuret komponenttikustannukset, mutta tehohäviöt laskevat.

Jos öljy kuumenee hydraulijärjestelmässä, se voi ainakin osittain johtua liian ahtaista putkista tai letkuista. Samoin sopimattomat ja väärät liitoskappaleet voivat huonontaa järjestelmän toimintaa.

Letku on putkea parempi valinta silloin, kun eri komponenttien on voitava liikkua joustavasti toisiinsa nähden. Letkuja käytettäessä tärinä ja siitä johtuvat äänet eivät kulkeudu eteenpäin. Letkut vaimentavat paineiskuja samalla tapaa kuin paineakut. Letkut myös kompensoivat lämpölaajenemisesta johtuvia pituuden muutoksia.

Letkujen haittapuolena on, että samalla, kun järjestelmän jousto kasvaa, kasvaa reagointiaika ja liikkeiden tarkkuus laskee.