Czym są tzw. orbitrole?

Orbitrole


Wykorzystywanie układów hydrauliki siłowej pozwala na sprawne wykonywanie zadań, które wymagają stosowania dużej siły. Energia zmagazynowana w cieczy, tzw. czynniku hydraulicznym, umożliwia szybkie przekazywanie mocy, a systemy używające cieczy pracują cicho i wyróżniają się wysoką niezawodnością. Układy hydrauliczne są często stosowane w pojazdach i instalowanych w nich urządzeniach. Układy hydrauliczne są powszechnie obecne w sprzęcie rolniczym – przede wszystkim w ciągnikach oraz kombajnach, ale też w ładowarkach i wozach paszowych lub mobilnych opryskiwaczach, jak i w ciężkich maszynach budowlanych – koparkach, ładowarkach, spycharkach i równiarkach, a także żurawiach samochodowych. Układy hydrauliczne są stosowane w samochodach ciężarowych i osobowych. W większości przypadków systemy hydrauliczne są odpowiedzialne za pracę elementów roboczych maszyn – przesuwanych siłownikami czy obracanych za pomocą silników hydraulicznych. Równie często są stosowane orbitrole hydrauliczne niezastąpione we wspomaganiu układów kierowniczych. Przyjrzyjmy się bliżej specyfice działania układów hydraulicznych i zobaczmy, jak funkcjonują orbitrole.

 

Zasada działania orbitroli

Każdy układ hydrauliki siłowej jest zbudowany z podobnych elementów. Pompa o odpowiednim wydatku, czyli osiąganym przepływie, napędzana zwykle zewnętrznym silnikiem elektrycznym lub spalinowym wymusza przemieszczanie się cieczy, tzw. czynnika hydraulicznego, najczęściej oleju, osiągając odpowiednie ciśnienie robocze. Ciecz przemieszczając się przewodami, trafia do odbiorników – silników hydraulicznych generujących ruch obrotowy lub cylindrów hydraulicznych nazywanych potocznie siłownikami, zapewniających ruch posuwisty lub posuwisto-zwrotny w przypadku cylindrów obustronnego działania. Sterowanie układem odbywa się za pomocą zaworów, które mogą kierować przepływ do wybranego urządzenia, powodując jego pracę, a także zmieniając kierunek ruchu lub obrotów. Zawory są jednymi z głównych, choć nie zawsze w pełni docenianych elementów całego systemu.

Orbitrole, zwane hydrostatycznymi zaworami skrętu są używane do sterowania przepływem cieczy w układzie wspomagania kierownicy. Ich budowa jest w ogólnym zarysie stosunkowo prosta. W korpusie z wyfrezowanymi specjalnie wyprofilowanymi kanałami jest umieszczony element obracany za sprawą ruchów kolumny kierowniczej. Jego kształt sprawia, że zmiana położenia przy obrocie kierownicy odsłania otwór wylotowy, umożliwiając przepływ cieczy do jednego z siłowników zamontowanych w układzie, odpowiedzialnych za zamianę położenia kół. W położeniu neutralnym czynnik hydrauliczny powraca do zbiornika, nie wywołując żadnej reakcji. Obrót w przeciwną stronę powoduje przepływ do siłownika skręcającego koła w przeciwnym kierunku. Ze względu na ukształtowanie powierzchni korpusu i obracającego się w nim elementu ciśnienie w układzie osiąga różne wartości, powodując większy lub mniejszy ruch siłowników, co przekłada się na stopień skręcenia kół. Siłowniki używane przy takim rozwiązaniu są zwykle cylindrami obustronnego działania. Przepływ cieczy powoduje więc wysunięcie tłoczyska jednego z nich, a zarazem skrócenie go w drugim.

 

Rodzaje hydrostatycznych zaworów skrętu i korzyści z ich stosowania

Orbitrole hydrauliczne są produkowane w różnych wariantach konstrukcyjnych. Mogą to być układy otwarte, takie jak opisany wyżej, gdy przez cały czas utrzymywane jest ciśnienie, a olej przepływa przez orbitrol od pompy do zbiornika lub zamknięte. Wówczas w pozycji neutralnej przepływ czynnika jest wstrzymany. Z pierwszym rozwiązaniem mamy do czynienia zwykle wtedy, gdy większa liczba układów jest zasilana przez tę samą pompę. Układu zamkniętego używa się najczęściej w sytuacji, gdy wspomaganie jest wyposażone we własną pompę uruchamianą wraz ze zmianą położenia kierownicy. Orbitrole mogą być również wykonane w wersjach pozwalających na przenoszenie reakcji od strony kół, związanych z wymuszoną zmianą ich położenia przez czynniki zewnętrzne na ruch koła kierownicy („orbitrole z reakcją”) lub bez takiej możliwości („orbitrole bez reakcji”).

Stosowanie orbitroli, a zarazem układu wspomagania hydraulicznego pozwala na osiągnięcie znacznych sił, niezbędnych do obracania kół o dużej średnicy i masie. Sprawdzają się więc w każdym urządzeniu zaliczanym do ciężkiego sprzętu, niezależnie od jego zastosowania. Zaletą korzystania z hydrostatycznych zaworów skrętu jest możliwość zmniejszenia wymiarów i masy urządzenia, ponieważ tradycyjne elementy układu kierowniczego wymagają mechanicznego połączenia między kolumną kierownicy a kołami. Uniezależnia to w dużym stopniu położenie kabiny operatora od tego, gdzie znajduje się oś skrętna i bywa przydatne np. w urządzeniach z łamanym nadwoziem. Wspomaganie hydrauliczne oznacza także bardzo wysoką precyzję kierowania sprzętem i niewielką awaryjność.


GMB