Perché l'idraulica rallenta quando è calda? Scopri la rottura della viscosità e la perdita di prestazioni

Quando un sistema idraulico si surriscalda, rallenta perché il fluido idraulico diventa più sottile e meno resistente al flusso. Questa proprietà, nota come viscosità, è fondamentale per le prestazioni del sistema. Man mano che la viscosità del fluido diminuisce, esso bypassa più facilmente le strette guarnizioni interne di pompe e motori, un fenomeno chiamato perdita interna. Ciò significa che è disponibile meno fluido per svolgere il lavoro utile, con conseguente rallentamento diretto delle velocità degli attuatori.

Il problema principale è una perdita di efficienza volumetrica. Il calore riduce la viscosità dell'olio, consentendo a una maggiore quantità di esso di passare attraverso i giochi interni di una pompa invece di essere erogata al circuito. Questa perdita interna significa che meno flusso raggiunge i cilindri e i motori, facendoli muovere più lentamente per la stessa velocità di ingresso della pompa.

Il ruolo critico della viscosità

Per capire perché il calore causa questo rallentamento, devi prima comprendere il concetto di viscosità e la sua funzione all'interno di un sistema idraulico.

Cos'è la viscosità?

La viscosità è la resistenza di un fluido al flusso e al taglio. Pensa alla differenza tra versare acqua (bassa viscosità) e miele (alta viscosità).

I sistemi idraulici sono progettati per operare all'interno di un intervallo di viscosità specifico. Il fluido deve essere abbastanza sottile da fluire facilmente attraverso il sistema, ma abbastanza denso da sigillare i giochi e fornire un'adeguata lubrificazione.

Perché la viscosità ideale è importante

Quando il fluido rientra nel suo intervallo operativo ideale, crea un film lubrificante forte tra le parti in movimento e sigilla efficacemente le fessure microscopiche all'interno di componenti come pompe, motori e valvole.

Questa funzione di tenuta è ciò che garantisce che la pompa sposti un volume prevedibile di olio ad ogni giro.

L'indice di viscosità (VI)

Non tutti i fluidi idraulici reagiscono al calore allo stesso modo. L'indice di viscosità (VI) è una misura di quanto la viscosità di un fluido cambia con la temperatura.

Un fluido con un VI elevato mantiene una viscosità più stabile in un ampio intervallo di temperature, il che è altamente desiderabile. Un fluido con un VI basso si assottiglierà drasticamente quando è caldo, esacerbando i problemi di prestazioni.

Come il calore degrada le prestazioni

Quando un sistema si surriscalda, il calo di viscosità crea una cascata di effetti negativi, con la perdita interna che è la causa più significativa del rallentamento.

Perdite interne in pompe e motori

Le pompe e i motori idraulici non sono perfettamente sigillati. Si affidano a giochi estremamente stretti—millesimi di pollice—tra ingranaggi, palette o pistoni e i loro alloggiamenti.

Quando l'olio ha la viscosità corretta, solo una piccola, accettabile quantità fuoriesce dal lato ad alta pressione verso il lato a bassa pressione. Quando l'olio si surriscalda e si assottiglia, questa perdita interna aumenta significativamente.

La pompa gira ancora alla stessa velocità, ma una parte maggiore del fluido che sta cercando di spostare scivola internamente invece di essere spinta nel sistema. Ciò riduce direttamente la portata (galloni al minuto) erogata agli attuatori.

Il circolo vizioso del calore

Questa perdita interna crea un circolo vizioso. Man mano che il fluido ad alta pressione si spinge attraverso piccoli giochi interni, l'attrito genera ancora più calore.

Questo calore aggiuntivo abbassa ulteriormente la viscosità del fluido, il che a sua volta aumenta il tasso di perdita interna, generando ancora più calore. Questo ciclo di feedback può causare un'impennata delle temperature del sistema se non controllato.

Lubrificazione ridotta e usura aumentata

Un effetto secondario della bassa viscosità è una lubrificazione inadeguata. Il film d'olio che separa le parti metalliche in movimento diventa più debole.

Ciò porta a un aumento dell'attrito e dell'usura su pompe, motori e valvole. Questa usura allarga i giochi interni, aumentando permanentemente le perdite interne e rendendo il sistema ancora più suscettibile alla perdita di prestazioni legata al calore in futuro.

Comprendere le insidie comuni

Un sistema idraulico lento e caldo è un sintomo, non la causa principale. Concentrarsi solo sulla lentezza può portare a decisioni errate e costose.

Diagnosi errata di una pompa usurata

Un errore comune è supporre che una pompa idraulica lenta sia semplicemente "usurata" e necessiti di sostituzione. Sebbene una pompa usurata sarà certamente lenta, un sistema surriscaldato con una pompa perfettamente funzionante mostrerà esattamente gli stessi sintomi.

Se un sistema rallenta solo dopo aver raggiunto un'alta temperatura di esercizio, il problema principale è quasi certamente il calore, non un guasto di un componente.

Ignorare la fonte del calore

Il vero problema si trova spesso nell'incapacità del sistema di dissipare il calore. La lentezza è solo la conseguenza più ovvia.

Le cause principali del surriscaldamento includono spesso uno scambiatore di calore (radiatore) intasato, una ventola del radiatore guasta, un basso livello di fluido nel serbatoio o una valvola di sfogo bloccata o impostata in modo errato, che la fa bypassare costantemente l'olio ad alta pressione.

Utilizzo del fluido idraulico sbagliato

L'utilizzo di un fluido con un basso indice di viscosità (VI) o con la gradazione di viscosità sbagliata per il clima ambientale può paralizzare un sistema. Il fluido potrebbe essere troppo sottile fin dall'inizio o potrebbe assottigliarsi eccessivamente non appena il sistema raggiunge la temperatura di esercizio.

Come applicare questo al tuo sistema

Per risolvere efficacemente i problemi, devi spostare la tua attenzione dal sintomo (lentezza) alla causa (calore eccessivo o proprietà del fluido errate).

• Se il tuo sistema rallenta solo dopo un uso prolungato e intenso: Il tuo obiettivo principale dovrebbe essere il circuito di raffreddamento. Controlla le alette del radiatore intasate, assicurati che la ventola sia operativa e verifica che il livello del fluido nel serbatoio sia corretto.
• Se il tuo sistema è lento anche quando è solo moderatamente caldo: Indaga sul fluido idraulico stesso. Potresti utilizzare un fluido con una viscosità troppo bassa o un indice di viscosità (VI) scarso per la tua applicazione.
• Se noti un improvviso aumento di calore e rumore: Ispeziona immediatamente le tue valvole di sfogo della pressione. Una valvola che bypassa costantemente è un enorme generatore di calore e una causa comune di guasto del sistema.
• Se il sistema è vecchio e è sempre stato lento quando è caldo: L'effetto cumulativo di anni di usura potrebbe aver aperto i giochi interni nella pompa e nei motori, rendendoli altamente inefficienti a temperature più elevate.

Comprendendo che il calore attacca direttamente la viscosità di un fluido, puoi passare dal trattamento dei sintomi alla risoluzione della causa principale dell'inefficienza idraulica.

Tabella riassuntiva:

Fattore chiave	Impatto sul sistema	Sintomi comuni
Alta temperatura	Riduce la viscosità del fluido (fluidifica l'olio)	Velocità degli attuatori più lente, aumento del calore
Perdita interna	Il fluido bypassa le guarnizioni della pompa/motore	Perdita di flusso, efficienza volumetrica ridotta
Basso indice di viscosità (VI)	Scarsa stabilità alla temperatura	Prestazioni lente anche a calore moderato
Componenti usurati	Giochi interni allargati	Inefficienza permanente, sensibilità al calore

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