المحرك الهيدروليكي مقابل المضخة الهيدروليكية: ما الفرق؟

تُستخدم الأنظمة الهيدروليكية لتشغيل آلات البناء مثل آلات نقل التربة، بالإضافة إلى آلات المصانع والآلات الزراعية، وحتى الأنظمة البحرية. ومن أهم عناصر هذه الأنظمة المضخات الهيدروليكية والمحركات الهيدروليكية.

على الرغم من تشابههما وعملهما في نفس الدائرة الكهربائية، إلا أنهما يؤديان وظائف مختلفة تمامًا. إن معرفة الفرق بين المحرك الهيدروليكي والمضخة الهيدروليكية يساعد المهندس أو الفني أو المشتري على اتخاذ قرار فعال وآمن وطويل الأمد.

نظرة عامة على الأدوار الأساسية في النظام الهيدروليكي

ولإقامة مقارنة بين الاثنين، من الأفضل تحديد كيفية مساهمة كل جانب في العملية الهيدروليكية بأكملها.

ما هي المضخة الهيدروليكية وماذا تفعل؟

تحوّل المضخة الهيدروليكية الطاقة الميكانيكية إلى طاقة هيدروليكية. فهي تحوّل الطاقة الدورانية التي يوفرها المحرك الرئيسي، كالمحرك الكهربائي أو محرك الاحتراق الداخلي، إلى طاقة تدفق سائل. ويولد هذا التدفق ضغطًا فقط في الحالات التي توجد فيها مقاومة في النظام.

ببساطة، لا تنقل المضخة الأحمال، بل السوائل. والضغط الناتج هو نتاج المقاومة المطبقة على النظام وليس على المضخة نفسها.

ما هو المحرك الهيدروليكي؟

تقوم المضخة بعكس عمل المحرك الهيدروليكي، حيث تحوّل الطاقة الهيدروليكية إلى طاقة ميكانيكية، وتولّد عزم الدوران والطاقة الدورانية. وعندما يُضخّ السائل الهيدروليكي إلى المحرك، فإنه يدفع الأجزاء الداخلية لتدوير العمود وتشغيله.

لا يمكن استخدام المحركات الهيدروليكية عندما تكون الحركة التي تعمل بالطاقة مطلوبة للتحكم فيها، أو عندما تكون عالية الطاقة، مثل تدوير ناقل، أو تشغيل ونش، أو تشغيل عجلة أو نظام مسار.

المحرك الهيدروليكي مقابل المضخة الهيدروليكية: الاختلافات الوظيفية الرئيسية

على الرغم من أن كلا الجزأين يعملان مع السائل الهيدروليكي ويمكن أن يكون لهما تصميمات متشابهة، إلا أن لهما وظائف مختلفة تمامًا وخصائص أداء مختلفة.

ما الفرق بين المضخة الهيدروليكية والمحرك الهيدروليكي؟

يتمثل الاختلاف الأساسي في الحجم في اتجاه تحويل الطاقة. يحول المحرك الهيدروليكي تدفق السائل إلى خرج ميكانيكي، ويحول المحرك الهيدروليكي المدخلات الميكانيكية إلى تدفق سائل، كما هو الحال مع المضخة والمحرك الهيدروليكي.

تبدأ المضخة عمل النظام، ويعمل المحرك استجابةً لهذا العمل من خلال القيام بعمل مفيد.

التعامل مع الضغط واتجاه التدفق

التركيز على عزم الدوران مقابل التدفق

تُضبط المضخات بحيث يكون التدفق ثابتًا. ويتم تحسين أداء المحركات لتوفير عزم الدوران والتحكم في السرعة. وهذا يجعل المحركات مناسبة للتطبيقات التي لا يمكن فيها التنبؤ بمقاومة الحمل، ولكن يُشترط فيها حركة سلسة.

الاختلافات في التصميم التي يجب أن تعرفها

قد تبدو المضخات والمحركات متشابهة من الخارج، ولكن يمكن أن تختلف التصاميم الداخلية أيضًا اعتمادًا على أدوارها.

تصميم المكونات الداخلية

تُصنع المحركات الهيدروليكية باستخدام محامل عالية الوصلات ودعامات للمحور لمقاومة قوى الحمل الثابتة. يتدفق السائل إلى المضخات، وهي بالكاد تُقاوم عزم الحمل؛ لذا، فإن الحمل الميكانيكي الداخلي للمضخات أقل. يؤثر هذا التفاوت على احتمالات المتانة، وعمر الخدمة، واحتياجات الصيانة.

خصائص التسريب والكفاءة

يُعدّ التسريب الداخلي أمراً طبيعياً في كلٍّ من المضخات والمحركات، مع أن تصميم المحركات يراعي عدم تأثير التسريب على قوة عزم الدوران. أما في المضخات، فتُستخدم فجوات داخلية ضيقة لضمان الكفاءة الحجمية.

هذا أحد الأسباب التي تجعل المضخة من المحتمل أن تُستخدم كمحرك دون مراعاة التصميم المناسب، أو تصبح بالتالي غير فعالة مع فقدان الأداء أو الفشل.

هل يمكن استخدام المضخة الهيدروليكية كمحرك هيدروليكي؟

يمكن استخدام بعض المضخات الهيدروليكية كمحركات، وخاصة المضخات الترسية. إذ يمكن تدويرها وتوليد طاقة ميكانيكية، شريطة أن يمر السائل المضغوط عبرها. مع ذلك، لا يعني هذا أنها بدائل مناسبة.

لماذا لا يُنصح به عادةً؟

تميل المحركات التي تُستخدم على شكل مضخات إلى أن تكون غير فعالة، وتُنتج حرارة عالية، وعرضة لتلف المحامل. كما أن عزم الدوران المستمر الناتج والأحمال الجانبية على العمود غير مصممة لتحملها. أما المحرك الهيدروليكي المصمم خصيصًا لهذا الغرض فهو أكثر أمانًا وكفاءة وموثوقية في معظم التطبيقات الصناعية والمتنقلة.

مقارنة الأداء: السرعة، وعزم الدوران، والتحكم

تُعد المعرفة المتعلقة باختلافات الأداء مفيدة في شرح المكون الذي يجب تطبيقه في مواقف معينة.

أيهما أسرع: المضخة الهيدروليكية أم المحرك، وأين يتم تركيب المحركات؟

تتميز المحركات الهيدروليكية عادةً بسرعتها المنخفضة، ولكنها تتمتع بعزم دوران أعلى بكثير من أنظمة المضخات. وهذا ما يجعلها مناسبة لدورات التشغيل الطويلة، حيث لا تُعد السرعة بنفس أهمية التحكم الدقيق في الحركة.

تتأثر سرعة النظام بشكل غير مباشر بالمضخات الهيدروليكية التي تدير التدفق، ويتم تحويلها إلى سرعة دورانية بمساعدة المحركات.

دقة التحكم وثبات الحمل

تتفوق المحركات الهيدروليكية أيضاً في المهام التي تتطلب تنظيماً دقيقاً للسرعة تحت أحمال متغيرة الحجم. فهي تحافظ على حركة ثابتة مع مقاومة متغيرة، مما يجعلها أساسية في آليات السحب والدفع والتحريك.

التطبيقات: أماكن استخدام المضخات والمحركات

الأمر لا يتعلق بالمفاضلة بين خيارين، بل بالاختيار. ومع ذلك، فإن فهم مواصفاتهما يُمكّن من تصميم النظام الأمثل.

توجد المضخات الهيدروليكية في أي مكان يتطلب توليد الطاقة الهيدروليكية، بما في ذلك:

• آلات البناء
• مكابس صناعية
• آلات قولبة الحقن
• المعدات الزراعية
• وحدات الطاقة والمحطات الهيدروليكية

عادة ما يتم تركيبها بالقرب من مصدر الطاقة وتعمل باستمرار أثناء التشغيل.

كيفية الاختيار بين المضخة الهيدروليكية والمحرك الهيدروليكي

عند اختيار محرك هيدروليكي، يأخذ المهندسون في الاعتبار عزم الدوران الناتج، ونطاق السرعة، ومعدل الضغط، والكفاءة. أما في حالة المضخات، فإن معدل التدفق، وسعة الضغط، والتوافق مع المحرك الرئيسي تُعدّ عوامل أكثر أهمية.

إن التوافق الصحيح لهذه المعايير سيمنع فقدان الطاقة وعدم استقرار النظام.

التوافق على مستوى النظام

يُعد النظام الهيدروليكي أفضل عندما تُصمَّم المضخات والمحركات والصمامات والمشغلات كوحدة متكاملة. فكل من صغر حجم المكونات أو كبره سيؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة والضوضاء والتآكل المبكر.

اعتبارات الصيانة والخدمة

تؤدي قوى التحميل المستمرة على المحامل والأختام إلى تآكل المحركات الهيدروليكية. كما أن التلوث والتجويف يزيدان من احتمالية تلف الأسطح الداخلية للمضخات، وقد يحدث ذلك بسرعة كبيرة. لذا، من المهم إجراء فحوصات دورية للسوائل والترشيح لضمان سلامة كليهما.

قرارات الاستبدال والإصلاح

ينخفض ​​عزم الدوران، وفي بعض الأحيان تُصلح المحركات أو تُعاد بناؤها. وعندما ينخفض ​​تدفق المضخة أو يرتفع مستوى الضوضاء، تُستبدل عادةً. معرفة هذه العلامات تُساعد على تقليل وقت التوقف والصيانة.

اختيار المكون المناسب بثقة

يمكن استخدام المحركات الهيدروليكية والمضخات الهيدروليكية في نفس النظام؛ ومع ذلك، فإن استخداماتهما مختلفة تمامًا. فالمضخات تُولّد التدفق وتُسهّل الضغط، بينما تُحوّل المحركات هذا الضغط إلى حركة ميكانيكية مُنظّمة.

إن فهم كيفية عمل جميع هذه المكونات ومساراتها يُسهم في تصميم نظام فعال، وتشغيله بكفاءة، وضمان أدائه السليم على المدى الطويل. ولا يقتصر الأمر على اختيار المحرك أو المضخة الهيدروليكية المناسبة فحسب، بل هو استثمار أساسي في الأداء والموثوقية.