Uusi hydrauliikka-aiheinen tekniikkasarja alkaa – Nestevoimaa teoriassa ja käytännössä

Hydrauliikan ja sähköisen ohjauksen yhdistäminen on mahdollistanut toimintojen ja työlaitteiden monipuolistumisen kaikissa työkoneissa. Tämä näkyy koneiden hydrauliputkitusten ja letkujen määrän kasvuna. Tulevaisuudessa ohjaustekniikoiden kehittyminen saattaa oleellisesti muuttaa nykyisiä hydraulijärjestelmiä. Epätodennäköistä on, että letkuista ja putkista päästäisiin silloinkaan eroon. Kuva: Jussi Laukkanen

Hydraulijärjestelmässä ihmisen käden, sähkömoottorin tai dieselin tuottama energia muutetaan hydrauliseksi energiaksi, joka siirretään putkia pitkin toimilaitteelle – joka voi olla esimerkiksi sylinteri. Toimilaitteessa hydraulinen energia muutetaan takaisin mekaaniseksi liikkeeksi.

Maailman yleisin ja eniten käytetty hydraulijärjestelmä on auton jarruissa: jarrupolkimen painalluksella polkimeen kytketty mäntä työntää jarrunestettä putkia pitkin pyörien luona sijaitseviin työsylintereihin, jotka puolestaan puristavat jarrupalat jarrulevyjä vasten tai jarrukengät rumpuja vasten. Yksinkertaista, mutta tehokasta.

Autoista löytyy hydrauliikkaa monesta muustakin kohdin. Esimerkiksi iskunvaimentimet, kytkin, venttiilinnostajat moottorissa ja polttoaineenruiskutus hyödyntävät usein hydrauliikkaa.

Hydrauliikka on koneteknisessä mielessä energian siirtämistä nesteen välityksellä. Yksinkertaisimmillaan hydrauliikka on nestetoimisessa pullotunkissa. Siinä hydraulijärjestelmän muodostavat pumppusylinteri, nestekanava, takaiskuventtiili, vapautusventtiili ja työsylinteri.

Työkoneissa hydrauliset toiminnot ovat luonnollisesti paljon mutkikkaampia. Hydraulista energiansiirtoketjua säädellään monenlaisilla venttiileillä, jotka rajoittavat ja ohjaavat nesteen kulkua.

Kaikki hydrauliikka perustuu kuitenkin samoihin perusasioihin, joiden ymmärtäminen on avain koneiden tehokkaaseen ja tulokselliseen käyttöön ja hydraulisten laitteiden ylläpitoon.

Juuri nyt on hydrauliikan ja konetekniikan osalta tapahtumassa merkittävä muutos. Hydrauliikan ohjausventtiilien sähköinen säätö yhdistettynä mikroprosessorien avulla tapahtuvaan koneenohjaukseen tehostaa hydraulisia laitteita ja niiden käyttöä ennennäkemättömällä tavalla.

Syynä muutokselle on pyrkimys tehdä koneista energiatehokkaampia. Esimerkiksi kuorma-autojen osalta hydrauliikka on osoittautunut akkuteknologian sijaan järkeväksi tavaksi varastoida ja siirtää energiaa. Kevyemmässä kalustossa sähköhybriditekniikka on vielä toistaiseksi osoittautunut taloudellisemmaksi ja tehokkaammaksi vaihtoehdoksi.

Olemme Koneviestissä nähneet hydrauliikan niin tärkeänä aihe-alueena, että se ansaitsee oman artikkelisarjansa. Aloitamme käsittelemällä aivan perusasioita, joista etenemme kohti mutkikkaampia ja erilaisiin käyttötarkoituksiin räätälöityjä sovellutuksia.

Keskitymme mahdollisimman paljon käytännön asioihin ja esittelemme teoriaa vain niissä kohdin, kuin se on asioiden ymmärtämisen kannalta välttämätöntä.

Lue Hydrauliikka-sarjan ensimmäinen osa:

Hydrauliikkasarja osa 1: Paine ja virtaus