hidrolik mekanizmalar

Basınç altındaki bir sıvının yardımıyla hareket eden me­kanizmalar. Hidrolik mekanizmaların (ya da hidrolik sistemler) çalışma ilkesini anlamak için, iki temel kuralı bilmek gerekir. Bunların birincisi, çok yüksek basınç bi­le uygulansa, sıvıların sıkışmazlıklarını korumalarıdır. İkincisi de XVIII. yy’da Pascal tarafından bulunan ilke­dir. Pascal ilkesine göre, kapalı bir sistem içindeki sıvıya uygulanan basınç, sıvının her yanına aynı kuvvetle ileti­lir. Sözgelimi, içinde, alanı 10 cm² olan piston bulunan silindir, içinde, alanı 100 cm² olan başka bir piston bu­lunan bir boruya bağlanır ve küçük pistonun üstüne 10 kg’lık bir ağırlık yerleştirilirse, bu ağırlığı dengelemek için, büyük pistonun üstüne 100 kg koymak gerekir. Büyük piston büyüdükçe, üstüne konulacak ağırlık da orantılı olarak artar ve bu ağırlık, 10 kg’la dengelenir.Ancak, 100 kg ağırlığı 1 cm hareket ettirmek için, küçük pistonun 10 cm hareket etmesi gerekir.

Hidrolik ilkeler konusundaki araştırmalar, İ.Ö. 250 yıllarında Arkhlmedes’in çalışmalarıyla başlamış, ama bilinen ilk hidrolik mekanizma, XVIII. yy’da Joseph Bra- mah tarafından geliştirilmiştir. Bramah mekanizması, bir hidrolik makineler, içinde geniş bir piston bulunan büyük bir silindir ile bunun üstüne yerleştirilen kalıptan oluşuyordu. Gerekli basınç, küçük bir pistonu çalıştıran bir el pompasıyla oluşturuluyor ve sıvı olarak su kullanı­lıyordu. O günden sonra hidrolik makineler, yalınlıkları nedeniyle mühendisliğin hemen her dalına hızla yayıl­mıştır. Sıvılar küçük borularla iletilerek basınç kayna­ğından çok uzaktaki aygıtları da çalıştırabildîklerinden, uçaklarda, gemilerde, özellikle de tankerlerde, hidrolik aygıtlar yaygın biçimde kullanılmaktadır.

Günümüzde basınç kaynağı olarak, el pompalarının yerini, motorlu pompalar almıştır. El pompalarıysa, kri­ko gibi yalın aygıtlarda ve uçaklardaki yardımcı sistem­lerde hâlâ kullanılmaktadır. Krikonun alt bölümü sıvı deposudur. Pompa, genellikle yanda yeralır ve sıvıyı si­lindirin içine doldurarak, pistonun hareketini sağlar. Krikonun alçalması için de, vidalı bir mile bağlı olan iğ­neli supap açılır ve sıvı, silindirden depo bölümüne geri döner.

Günümüzde hidrolik mekanizmalarda mineral yağ­lar kullanılır. Bunlar hem sıvı halde donma noktası dü­şük, hem de yağlama özellikleri iyi olan yağlardır. Hid­rolik mekanizmaların basıncı en çok 60-400 bar arasın­da, genellikle 160 bar dolayındadır. Hidrolik mekaniz­manın basıncı sağlayan ve sıvıyı içeren bölümüne, “güç mekanizma” ya da “pompa” denir. Bu bölüm bazen, ayrı bir birim halinde yapılır. Böylece, hidrolik meka­nizmaları çalıştırmak için gereken basınca ve debiye göre, farklı büyüklükte birimler oluşturulabilir.

Pompaların, gereken sıvıyı ve istenilen basıncı sağla­manın yanı sıra, hızlı basınç değişmelerinden etkilen­memeleri de beklenir. Bu tür değişmeler, tahrik kolu, yolunun sonuna vardığı zaman ortaya çıkar. Aşırı ısın­mayı önlemek için, aygıt çalışmadığı zamanlar, pompa­ların üstündeki yükün kaldırılması gerekir.

Hidrolik mekanizmaların güç sistemi bir depo, mo­tora bağlı pompa (bunlar birkaç tane olabilir), bir filtre, bir güvenlik supabı, bir toplayıcı, bir kesme supabı (ba­sınç ayarlayıcı) ya da basınç anahtarı ve tek yönlü valf­tan (çekvalf) oluşur. Depoda, pompalara gönderilen ve pompalardan geri gelen sıvı bulunur. Pompalar basıncı sağlar. Filtre, sıvıyı yabancı maddelerden arındırır. Top­layıcıysa, basınçtaki dalgalanmaları ortadan kaldırır ve tehlike durumunda ya da tamamlayıcı olarak kullanıla­cak sıvıyı içerir. Kesme supabı, en yüksek basınca erişil- diği zaman, pompadaki sıvıyı otomatik olarak depoya iletir. Tek yönlü valf da, basınçlı sıvının, kesme supabı çalıştığı zaman geri sızmasını önler. Güvenlik supabı, kesme supabı arızalandığında devreye giren bir ek gü­venlik önlemidir.

Otomobillerde yaygın biçimde kullanılan hidrolik kriko, Pascal yasasına göre çalışır:

Belirli bir sıvıya uygulanan basınç, her doğrultuda, eksilmeyen bir kuvvetle iletilir. Aı alanına uygulanan kuvvet,

Aı alanında bir kuvvet oluşmasına neden olur. İkinci kuvvet, A2 bolü  oranında daha büyük olur.

Güç sisteminden gelen sıvı, çok yollu valfa (bu da birkaç tane olabilir) gönderilir. Bu valfa genellikle elle kumanda edilir. Valftan geçen sıvı, ilgili mekanizmayı çalıştıran pistona ya da hidrolik motora ulaşır. Çok yollu valfı da depoya bağlayan bir boru vardır.

Hidrolik sistemin sürekli dönme gücü sağlaması is­tendiği zaman, sistem, tahrik kolu yerine hidrolik mo­tora bağlanır. Hidrolik motorların yapısı, döner pompa­lara benzer. Bunların başlıca iki türü vardır: Dişli mo­tor; pervaneli motor. Dişli motorda, dişli pompada ol­duğu gibi, sıkıca birbirine geçmiş iki dişli bulunur. Bun­lar, bir yanında giriş, öteki yanında da çıkış deliği bulu­nan küçük bir yuva içine yerleştirilmiştir. Giriş deliğin­den gelen basınç altındaki hidrolik sıvı, çarkların dişleri­nin arasından geçip çıkış deliğinden dışarı çıkarken, çarkları çevirir. Böylece, çarklara bağlı olan mekaniz­ma da döner. Pervaneli motorlardaysa, rotora bağlı olarak dönen ve sistemi çevreleyen yuvaya yaylarla bastırılan pervane kanatları bulunur. Rotor, kutunun tam ortasında yeralmaz. Basınçlı hidrolik sıvı, rotorun bir yanındaki giriş deliğinden içeri gönderilir; rotor ile yuva arasından geçerken rotoru döndürürve öbüryan- dan, çıkış deliğinden dışarı çıkar.

Hidrolik sistemlerin ne ölçüde yaygın olduğunu be­lirtmek amacıyla bir örnek vermek gerekirse, 250 000 tonluk bir petrol tankerinde 35 km uzunluğunda boru ve 100’den çok hidrolik kumanda bulunduğu söylene­bilir. Çokyollu valflar bir dev tablo üstünde yeralır ve her birinin açık ya da kapalı olduğunu gösteren bir işa­ret bulunur. Böylece, geminin yükü, az sayıda eleman­la boşaltılabilir.

Modern uçaklarda iniş takımlarını indirip kaldırmak ve burundaki tekerleği yöneltmek için olduğu gibi, flap- ları, hava frenlerini, tekerlek frenlerini ve uçuş kuman­da aygıtlarını çalıştırmada da hidrolik sistemler kullanı-

Presler, buldozerler ve hafriyat makinelerinin çoğu­na, hidrolik ilkelerle kumanda edilir. Birçok taşıt aracı­nın frenleri de, hidroliktir.