الاختلافات بين المحركات الهيدروليكية والمحركات الكهربائية

من الناحية الفيزيائية، المحرك الكهربائي هو شيء يحول الطاقة إلى تحريك نوع ما من أجزاء الآلة، سواء كانت سيارة أو طابعة.لو توقف المحرك عن الدوران في نفس اللحظة، لكان العالم لا يمكن تصوره.

تنتشر المحركات الكهربائية في كل مكان في المجتمع الحديث، وقد أنتج المهندسون العديد من أنواع المحركات المختلفة على مر القرون.

العديد من المحركات عبارة عن مشغلات، مما يعني أنها تخلق حركة من خلال تطبيق عزم الدوران.لفترة طويلة، كانت القوة الدافعة الهيدروليكية للمحركات الهيدروليكية هي المعيار السائد في ذلك الوقت.ومع ذلك، فإن هذا النوع من المحركات يتزايد في القرن الحادي والعشرين مع تطور المحركات الكهربائية، إلى جانب حقيقة أن الطاقة الكهربائية أصبحت وفيرة ويسهل التحكم فيها.وهل أحدهما أفضل من الآخر؟أو هذا يعتمد على الوضع.

　　نظرة عامة على الأنظمة الهيدروليكية

إذا كنت قد استخدمت رافعة أرضية من قبل، أو قمت بقيادة سيارة مزودة بمكابح كهربائية أو مقود كهربائي، فقد تتفاجأ بأنك تستطيع تحريك هذا العدد الكبير من الأشياء دون استهلاك الكثير من القوة.(من ناحية أخرى، ربما كنت منشغلًا جدًا بمهمة تغيير إطار السيارة على جانب الطريق بحيث لم تتمكن من التفكير في هذه الأفكار.)

أصبحت هذه المهام والمهام المشابهة ممكنة بفضل استخدام الأنظمة الهيدروليكية.لا يقوم النظام الهيدروليكي بتوليد الطاقة، بل يحولها من مصدر خارجي إلى الشكل المطلوب.

تشمل دراسة الهيدروليكا مجالين رئيسيين.الهيدروليكية هي استخدام السوائل للقيام بالعمل بمعدلات تدفق عالية وضغوط منخفضة.تستخدم المطاحن "القديمة" الطاقة الموجودة في تدفق المياه لطحن الحبوب.في المقابل، تستخدم الهيدروستاتيكا الضغط العالي وسيولة الماء المنخفضة للقيام بالشغل.في لغة الفيزياء ما هو أساس هذه المقايضة؟

　القوة والعمل والفضاء

الأساس المادي لاستخدام المحركات الهيدروليكية هو مفهوم مضاعفة القوة.القيمة الصافية في النظام هي حاصل ضرب القوة الصافية المطبقة والمسافة المقطوعة بدون رقم Wnet = (Fnet)(d).وهذا يعني أنه بالنسبة لحمل العمل المخصص لمهمة بدنية، يمكن تقليل القوة المطلوبة لاستخدامها عن طريق زيادة المسافة في تطبيق القوة، مثل تدوير المسمار.

يمتد هذا المبدأ خطيًا إلى المشاهد ثنائية الأبعاد من العلاقة p=F/A، حيث p=الضغط بـ N/m2، وF=القوة بالنيوتن، وA=المساحة بالمتر2.في النظام الهيدروليكي حيث يبقى الضغط ثابتًا، يوجد أسطوانتين للمكبس بمساحة مقطعية A1 وA2 مما يؤدي إلى هذه العلاقة.F1/A1 = F2/A2، أو F1 = (A1/A2)F2.

وهذا يعني أنه عندما يكون مكبس الخرج A2 أكبر من مكبس الإدخال A1، فإن قوة الدخل ستكون أصغر نسبيًا من قوة الخرج.

تستفيد المحركات الكهربائية من حقيقة أن المجال المغناطيسي يمارس ضغطًا على شحنة أو تيار متحرك.يتم وضع ملف دوار من الأسلاك بين قطبي المغناطيس الكهربائي بحيث يولد المجال المغناطيسي عزم الدوران الذي يتسبب في دوران الملف حول محوره.يمكن استخدام هذا العمود في أشياء كثيرة، وباختصار، يقوم المحرك بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.

　　الهيدروليكية مقابل المحركات الكهربائية: المزايا والعيوب

لماذا نستخدم المحرك الهيدروليكي أو محرك الاحتراق الداخلي أو المحرك الكهربائي؟إن مزايا وعيوب كل نوع من المحركات عديدة جدًا بحيث تستحق النظر فيها في كل سيناريو فريد.

　مزايا المحركات الهيدروليكية

الميزة الرئيسية للمحركات الهيدروليكية هي أنه يمكن استخدامها لتوليد قوى عالية للغاية.

تستخدم المحركات الهيدروليكية سائلًا غير قابل للضغط، مما يسمح بتحكم أكثر إحكامًا في المحرك وبالتالي دقة أكبر في الحركة.من بين المعدات المتنقلة الثقيلة، فهي مفيدة للغاية.

　عيوب المحركات الهيدروليكية

تعد المحركات الهيدروليكية أيضًا خيارًا باهظ الثمن، فكل الزيوت قيد الاستخدام، مما يؤدي إلى حدوث ذلك بشكل سيء للغاية، ويجب فحص المرشحات والمضخات والزيوت المختلفة وتغييرها وتنظيفها واستبدالها.يمكن أن تؤدي الانسكابات إلى مخاطر تتعلق بالسلامة والبيئة.

　مزايا المحرك

فتح المحرك الهيدروليكي ليس سريعًا جدًا، المحرك سريع جدًا (يصل إلى 10 م / ث).وتتميز بسرعات وأوضاع توقف قابلة للبرمجة، على عكس المحركات الهيدروليكية، التي يمكنها توفير الموضع الدقيق المطلوب.أجهزة الاستشعار الإلكترونية قادرة على توفير ردود فعل دقيقة على الحركة والقوة المطبقة.

　عيوب المحركات

هذه المحركات معقدة ويصعب تركيبها مقارنة بالمحركات الأخرى، كما أنها معرضة بشدة للفشل مقارنة بالمحركات الأخرى.معظمها، العيب هو أنك تحتاج إلى المزيد من القوة، فأنت بحاجة إلى محرك أكبر وأثقل، على عكس المحركات الهيدروليكية.

　مقدمة إلى المحركات الهوائية

يمكن أن تكون المحركات الهوائية أو الإلكترونية أو الهيدروليكية مشكلة في بعض السيناريوهات.الفرق بين المحركات الهوائية والهيدروليكية هو أن المحركات الهيدروليكية تستخدم تدفق المياه بينما تستخدم المحركات الهوائية الغاز، وعادة ما يكون الغاز العادي.

تعد المحركات الهوائية مفيدة عندما يكون الهواء وفيرًا، لذا فإن ضاغط الغاز أمر لا بد منه أولاً.ومن ناحية أخرى فإن هذه المحركات غير فعالة للغاية لأن فقدان الحرارة كبير جدًا مقارنة بأنواع المحركات الأخرى.