1864814505

14

Rozdział 2

W mikroukładach hydraulicznych przenoszone moce nie są duże, tak więc sprawność układu nie jest aż tak istotna. Ważniejsza wydaje się pewność działania oraz niezawodność. Jeżeli jednak układ będzie miał bardzo małą sprawność, to straty energii będą skutkować wzrostem temperatury czynnika roboczego. Zmiany temperatury skutkować będą zmianami lepkości, co z kolei może przyczynić się do niekontrolowanych zmian takich parametrów cieczy roboczej, jak ciśnienie lub natężenie przepływu. Konieczne może być więc stosowanie zbiorników o dużej powierzchni lub dodatkowych elementów, np. chłodnic, zwiększających masę oraz stopień skomplikowania układu.

Elementy hydrauliczne, szczególnie te, w których wykorzystuje się sterowanie elektroniczne, są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia czynnika roboczego. Każdy układ hydrostatyczny musi mieć odpowiedni system filtracji usuwający zanieczyszczenia dostające się do cieczy roboczej z zewnątrz lub w wyniku ściernego zużycia się jego ruchowych elementów. Przy miniaturyzacji układu hydrostatycznego problem zanieczyszczeń staje się bardzo poważny. Wymaga on stosowania bardzo dokładnej filtracji, gdyż cząstki zanieczyszczeń, których znaczenie jest pomijalne w klasycznej hydraulice, mogą zaburzać w wyraźny sposób pracę układu mikrohydraulicznego i powodować szybkie zużycie się mikroelementów.

Z wymienionych względów układy mikrohydrauliczne są jeszcze bardzo rzadko stosowane, a producenci i badacze ciągle ulepszają konstrukcje mikroelementów oraz tworzą nowe niekonwencjonalne rozwiązania nieobecne w tradycyjnej hydraulice. Ważnym zagadnieniem jest rodzaj czynnika roboczego. Powinien być on traktowany jako kluczowy element układu hydrostatycznego, gdyż odpowiada za przenoszoną moc. Popularne oleje hydrauliczne, szeroko stosowane w klasycznej hydraulice, nie zawsze równie dobrze spełniają swoją funkcję w mikroukładach. Opracowanie innowacyjnych cieczy roboczych, które mogłyby zapewnić minimalne straty hydrauliczne i objętościowe, dużą dokładność pozycjonowania elementu wykonawczego niezależnie od jego obciążenia oraz dobre odprowadzanie ciepła i smarowanie spowodowałoby dużo bardziej dynamiczny rozwój mikroukładów hydraulicznych. Idealne medium robocze to takie, które miałoby małą ściśliwość, stosunkowo małą lepkość (ma to duże znaczenie, gdyż w mikroukładach przepływy są przeważnie laminarne), a jednocześnie zachowywałoby dobre własności smarne, dużą przewodność cieplną oraz duże ciepło właściwe. Warto podkreślić, że cena czynnika roboczego ma mniejsze znaczenie w mikrohydraulice niż w hydraulice klasycznej, gdyż cieczy w mikroukładzie jest dużo mniej.

Napędy hydrostatyczne mają jeszcze jedną wadę. Ze względu na to, że stosuje się oleje hydrauliczne, ewentualne wycieki zewnętrzne mogą wpłynąć niekorzystnie na środowisko naturalne, bezpieczeństwo oraz higienę pracy. Wada ta nie jest tak istotna jak przy klasycznej hydraulice, gdyż ilość medium roboczego w mikroukładach hydraulicznych jest niewielka. Wyjątek stanowi zastosowanie mikroukładów hydrostatycznych w inżynierii medycznej, gdzie wymagana jest duża czystość. Należy jednak