الفرق بين المضخة الهيدروليكية والمحرك الهيدروليكي

المضخات الهيدروليكية والمحركات الهيدروليكية هما آلات مختلفة تعمل بالطاقة الكهرومائية. فيما يلي نبذة سريعة عن الفروق الرئيسية بين هذين الجهازين:

المضخة: المضخة بشكل عام عبارة عن حاوية ذات معدل تدفق منظم تستخدم لنقل السائل من مكان إلى آخر. قد يتم تشغيله بواسطة محرك أو محرك يستخدم الطاقة الناتجة عن تدفق السوائل للقيام بالأعمال الميكانيكية. أكثر أنواع المضخات استخدامًا في الصناعة هي مضخات الطرد المركزي التي تستخدم أسطوانة دوارة لإنشاء تيارات عالية الضغط؛ فهي فعالة في نقل الكثير من السوائل بسرعات أعلى.

المحرك: المحرك هو جهاز لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى حركة. يمكن أن يحدث هذا بسبب مصدر خارجي مثل المحركات التي تعمل بالكهرباء أو قد يحدث بشكل طبيعي بسبب الأجسام المتحركة كما هو الحال في التروس. يختلف استخدام المحركات من التطبيقات اليومية مثل السيارات والقوارب والأدوات وغيرها. ومع ذلك فإن غالبية محركات الضخ هي محركات احتراق داخلي؛ وقود الديزل أو البنزين لهم.

تولد المضخة الهيدروليكية تدفقًا بينما يحول المحرك الهيدروليكي طاقة السوائل إلى طاقة ميكانيكية

تتيح المضخة الهيدروليكية قدرًا أكبر من الضغط مما هو موجود داخل الخزان، مما يسمح لها بالعمل عند مستوى ضغط أعلى من ذلك الذي ينتجه النظام نفسه. وفي هذه الحالة يمكن إيجاد الطاقة الهيدروليكية إلى جانب ما يتم توفيره عادة من خلال الأوزان مثل السفن والشاحنات.

ومع ذلك، تستخدم المحركات الهيدروليكية المكابس الاهتزازية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى قوة ميكانيكية. ترتبط الأعمدة بمكابس يتم تشغيلها بالطاقة الكهربائية من مولد كهربائي أو بطارية. ولتوفير الحركة لهذا المحرك، يتحرك المكبس ذهابًا وإيابًا داخل أسطوانات مملوءة بالسوائل. وبالتالي كلما حدثت مثل هذه الحركة، يتخذ السائل الموجود في الأسطوانات أشكالًا مختلفة وكذلك درجة الحرارة ليكون بمثابة مصدر للطاقة الحرارية أثناء العمليات لأنه يتغير شكله.

تولد المضخة الهيدروليكية ضغطًا بينما يستخدم المحرك الهيدروليكي الضغط لإنشاء عزم الدوران

اليوم، يعد المحرك الهيدروليكي أحد المحركات الكهربائية الأكثر انتشارًا في تطبيقات الصناعة لأنه يمكن أن يوفر عزم دوران عاليًا وسرعة بمستويات منخفضة من التكلفة واستخدام الطاقة.

على عكس المصادر الأخرى مثل علب التروس أو الحذافات، يحافظ المحرك الكهربائي على سرعة دوران ثابتة دون أي ردود فعل من الخارج. وهذا يجعلها مناسبة لتطبيقات مثل المضخات والمحركات حيث لا يكون تنظيم السرعة ضروريًا.

يمكن توفير الطاقة الكهربائية إما مباشرة من خلال مصدر مصحح أو بشكل غير مباشر عبر العاكس الذي يحول التيار المتردد إلى تيار مستمر مناسب لتشغيل المحركات (انظر أدناه). بالنسبة للحالات التي لا توجد فيها اختلافات في التردد بين جهد الخرج، فبدلاً من إمدادات التيار المستمر المباشرة، غالبًا ما يتم استخدام محولات التيار المتردد-المستمر.

يتم تشغيل المضخة الهيدروليكية بواسطة محرك كهربائي بينما يتم تشغيل المحرك الهيدروليكي بضغط السوائل

ويعتبر المولد المرتبط من خلال محرك كهربائي وضغط السوائل في النظام أحدها. يتم حفظ الكهرباء التي ينتجها المولد أثناء الدوران في بطاريات أو مكثفات لاستخدامها لاحقًا. يتم استغلال هذه المصادر عندما تكون هناك حاجة لمزيد من الطاقة في النظام.

يذهب السائل المضغوط من النظام الهيدروليكي إلى مضخة الزيت التي تسحب الزيت من خزان الزيت وترسله عبر عدة قنوات وصمامات إلى أجزاء أخرى من الماكينة والتي عادة ما تكون مكونات أخرى.

عادةً ما تكون للمضخة الهيدروليكية كثافة طاقة أعلى من المحرك الهيدروليكي

تعد المضخات والمراوح من التطبيقات صغيرة الحجم حيث يمكن للمرء عادةً العثور على محركات هيدروليكية. على سبيل المثال، تستخدم أنظمة إمدادات المياه ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي المضخات الهيدروليكية. يتم استخدام مضخة واحدة كبيرة في محطة مياه الصرف الصحي المنزلية لدفع جميع النفايات في جميع أنحاء المحطة.

كثافة الطاقة الخاصة بهم تميز هذين النوعين من المحركات عن بعضهما البعض. تسمى كمية الطاقة المطلوبة لكل وحدة حجم أو كتلة (قوة كهربائية) بكثافة الطاقة. على سبيل المثال، إذا كان لديك محرك كهربائي بقوة حصان واحد وينتج قوة حصان واحدة في الثانية ويبلغ وزنه 1 رطل، فإن كثافة الطاقة ستكون 1 حصان/ثانية/رطل (100 حصان/ثانية/رطل). إذا كان لديك محرك كهربائي بقوة 10 أحصنة يوفر 10 حصان/ثانية في خزان يزن 3 رطل، فستكون كثافة الطاقة تساوي ثلاثين حصانًا/ثانية/رطل (1 حصان/ثانية/رطل).

بشكل عام، يمكن للمحركات الهيدروليكية تقديم مخرجات أكثر أو أقل قوة عند ضغوط أقل مقارنةً بالمحركات الكهربائية عندما تعمل عند ضغوط أعلى. ومع ذلك، نظرًا لصغر حجمها مقارنة بالمحركات الكهربائية، فإن معظم هذه المحركات الهيدروليكية تميل إلى أن تكون غير فعالة على أساس عام.

عادة ما تكون كفاءة المضخة الهيدروليكية أقل من كفاءة المحرك الهيدروليكي

الخسائر متضمنة في هذا النظام، على سبيل المثال استهلاك الطاقة والاحتكاك. حجمها ونوعها هما ما يحددان كفاءة المضخة. بالمقارنة مع المضخة الكبيرة ذات الحجم الداخلي المماثل، تتمتع المضخات الأصغر بكفاءة عالية.

عادةً ما تكون كفاءة المحرك الهيدروليكي أعلى من كفاءة المضخة الهيدروليكية. وذلك لأن كل الطاقة تُستهلك في نقل السائل عبر أنبوب أو أسطوانة؛ لا توجد خسائر في النظام. تعتمد كمية الطاقة المفقودة على مدى السرعة التي تريد بها تحريك شيء ما أو مقدار القوة التي تريد تطبيقها عليه.

عادة ما تكون سرعة المضخة الهيدروليكية ثابتة بينما يمكن تغيير سرعة المحرك الهيدروليكي

في هذه الحالة، يمكن تشغيل المضخة بسرعة معينة، بينما يمكن للمحرك أيضًا تشغيل أشياء أخرى بسرعات أعلى بكثير من ذلك.

يحدث هذا لأن المضخات مصممة لتحريك السوائل بمعدل ثابت بينما تم تصميم المحركات لمدخلات الطاقة العالية والدوران بسرعة. قد تسحب المضخة سائلًا أكثر مما هو مطلوب لتحريكها لمسافة أبعد، ولكن بمجرد وصولها إلى هناك، لن تتوقف حتى تفرغ من السوائل.

بالإضافة إلى ذلك، هذا يعني أن معظم المحركات مصممة لأداء أفضل في ظل السرعات الأعلى مما تستخدم فيه عادةً. في مثل هذه الحالة، إذا كان لديك محرك يُشار إليه بـ 10,000 دورة في الدقيقة (دورات في الدقيقة) وتريد زيادة سرعته إلى 20,000 دورة في الدقيقة (1/2)، فلا توجد مشكلة إذًا لأنهما ما زالا يعملان معًا بفعالية نظرًا لتمتعهما بحمل متساوٍ.

حجم المضخة الهيدروليكية عادة ما يكون أصغر من حجم المحرك الهيدروليكي

بالمقارنة مع المضخة الهيدروليكية، يكون المحرك الهيدروليكي أكبر بشكل عام لأنه يمتلك طاقة إضافية ويجب أن يعمل بسرعات أكبر. إذا كانت مضختك صغيرة، على سبيل المثال، بقوة حصانية قليلة؛ عندها سيكون من الضروري وجود محرك كبير لمواكبة الطلب.

ستكون المضخة الهيدروليكية دائمًا أصغر من المحرك الهيدروليكي لأن مستوى قوتها منخفض وتعمل بسرعات منخفضة. على سبيل المثال، إذا كان لديك مضخة صغيرة بقوة حصانية قليلة، فستحتاج إلى شراء محرك كبير لتلبية الطلب.

تحتوي المضخة الهيدروليكية عادةً على درجة حرارة تشغيل أقل من المحرك الهيدروليكي

والسبب هو أن المحرك الهيدروليكي هو محرك يعمل بالتيار المتردد بينما المضخة الهيدروليكية هي محرك يعمل بالتيار المستمر. تعتمد درجة حرارة تشغيل محرك التيار المستمر على مقدار التيار الذي يسحبه للتشغيل ومقدار الطاقة التي يستهلكها للتشغيل بأقصى سرعة. درجة حرارة التشغيل لجهاز DC منخفض الطاقة أقل من درجة حرارة جهاز عالي الطاقة.

تتوافق درجة حرارة تشغيل جهاز التيار المتردد مع التردد والجهد. على وجه التحديد، عند الترددات المنخفضة (20 هرتز أو أقل)، نظرًا لصغر حجمه، تكون درجة حرارة التشغيل منخفضة جدًا، مما يجعل من الممكن تبريده بسهولة تامة عن طريق نظام المروحة. في واقع الأمر، تحتوي معظم محركات التيار المتردد المعاصرة على مراوح مثبتة فيها بالفعل وذلك لتبريدها بشكل أكبر. ومع ذلك، إذا قمنا بزيادة ترددها أو جهدها أعلى من المواصفات المقدرة، فإنها تبدأ في السخونة نظرًا لأن مقاومتها الكهربائية تزداد مع ارتفاع الترددات والفولتية. وهذا يؤدي إلى سحب المزيد من الطاقة من المصدر مما يزيد من إنتاج الحرارة بحيث تصبح أكثر سخونة مما لو تم تشغيلها بترددات وفولتية أقل!

عادةً ما يكون عمر المضخة الهيدروليكية أقصر من عمر المحرك الهيدروليكي

1. المحرك الهيدروليكي أثقل من المضخة الهيدروليكية وبالتالي يتطلب المزيد من الطاقة لبدء التشغيل.

2. إذا لم يكن ضغط السائل في المحرك الهيدروليكي أعلى من ضغطه في المضخة الهيدروليكية، فسوف يحدث عطل.

3. لا يمكن استبدال الختم الدوار للمحرك الهيدروليكي مثل بعض المضخات، لذلك يلزم إجراء صيانة دورية لهذا النوع.

4. تفتقر هذه المحركات أيضًا إلى منافذ الوصول والأختام حول المكابس البالية مثل تلك الموجودة في الأنواع الأخرى من المضخات مما يجعل إصلاحها صعبًا.

عادة ما تكون تكلفة المضخة الهيدروليكية أعلى من تكلفة المحرك الهيدروليكي

عادةً ما يتم تصميم معظم المضخات بطريقة يمكن استخدامها مع أنواع مختلفة من المحركات. يجب أن تكون هناك أداة توصيل ذات حجم مناسب في مكانها، كما يجب أن يتم ممارسة قدر معين من الضغط عليها؛ وبالتالي، قد لا تكون خفيفة مقارنة بأنواع المضخات الأخرى.

على الجانب الآخر، من الممكن بشكل عام أن تكون المحركات الهيدروليكية أخف وزنًا من العديد من أنواع المحركات الأخرى، وأيضًا أكثر إحكاما في الحجم. علاوة على ذلك، فهي لا تحتاج إلى أي نظام تبريد منفصل لأنها تأتي كمشتتات حرارية متصلة. على هذا النحو، يمكن لأي من نوعي المحرك أن يعمل في حالة عدم وجود مساحة كافية لمضخة أكبر أو عندما نحتاج إلى قوة سحب بسرعات منخفضة لا تستطيع المضخة الأكبر تحقيقها.

يكون التسرب الداخلي لنفس النوع من المحركات الهيدروليكية أكبر من التسرب في المضخة الهيدروليكية

تحتوي المضخة الهيدروليكية على تسرب داخلي أصغر مقارنة بنفس النوع من المحرك الهيدروليكي لأن المحرك الكهربائي به تسرب داخلي مرتفع ويجب تقليله. ومع ذلك، عند تقليل التسرب من المحركات الكهربائية، يجب أن نتذكر أن هذه المحركات مصممة للعمل تحت ظروف السرعة العالية وتنتج طاقة عالية، وبالتالي فإن تسربها الداخلي سيكون كبيرًا جدًا.

والسبب في ذلك هو أن المضخات الهيدروليكية لا تحتوي على مكابس من ناحية أخرى فإن المحركات الهيدروليكية تؤدي عملها بواسطة مضخة مكبسية. علاوة على ذلك؛ تستخدم المضخات الهيدروليكية الزيت كوسيط بدلاً من الهواء أو الماء كوسيط نقل لتحقيق نقل عالي السرعة واستهلاك منخفض للطاقة.