Cualquiera con conocimientos básicos de mecánica sabe que la energía se puede convertir en diversas formas. La aplicación de este conocimiento a los sistemas hidráulicos explica mejor la pérdida de potencia. La pérdida de potencia en un sistema hidráulico provoca una pérdida de energía, lo que reduce la eficiencia general del sistema. Además, esta energía perdida se convierte en calor, lo que eleva la temperatura del aceite hidráulico, provoca su deterioro y, en última instancia, provoca un mal funcionamiento del equipo. Por lo tanto, al diseñar un sistema hidráulico, minimizar la pérdida de potencia debe ser una consideración primordial, además de cumplir con los requisitos operativos.
Desde la perspectiva de la fuente de energía-la bomba-y considerando las diversas condiciones operativas de los actuadores, a veces el sistema requiere un alto caudal y baja presión, mientras que otras veces requiere un bajo caudal y alta presión. Por lo tanto, es preferible una bomba de desplazamiento variable que limite la presión-porque su caudal varía con la presión del sistema. Cuando la presión del sistema disminuye, el caudal es mayor, lo que cumple con los requisitos de carrera rápida del actuador. Cuando la presión del sistema aumenta, el caudal disminuye en consecuencia, cumpliendo con los requisitos de carrera de trabajo del actuador. Esto satisface los requisitos operativos del actuador y al mismo tiempo garantiza un consumo de energía razonable.
El aceite hidráulico inevitablemente experimenta pérdidas de presión y flujo cuando fluye a través de varias válvulas hidráulicas, y estas pérdidas constituyen una parte importante de la pérdida total de energía. Por lo tanto, seleccionar los componentes hidráulicos apropiados y ajustar la presión de las válvulas de presión es crucial para reducir la pérdida de potencia. Las válvulas de flujo deben seleccionarse en función del rango de regulación de flujo del sistema, asegurando que su flujo estable mínimo cumpla con los requisitos operativos. Las válvulas de presión deben elegirse a la presión más baja posible, sin dejar de cumplir con los requisitos operativos normales del equipo hidráulico.
Si el actuador requiere regulación de velocidad, el circuito de control de velocidad debe satisfacer este requisito minimizando la pérdida de energía. Los circuitos de control de velocidad comunes incluyen circuitos de control de velocidad de aceleración, circuitos de control de velocidad volumétricos y circuitos de control de velocidad de aceleración volumétrica. Los circuitos de control de velocidad de aceleración tienen una gran pérdida de potencia pero una buena estabilidad a baja velocidad-. Los circuitos de control volumétrico de velocidad no tienen pérdidas por desbordamiento ni por aceleración, lo que ofrece una alta eficiencia pero una estabilidad deficiente a baja velocidad-. Para cumplir simultáneamente con ambos requisitos, se puede utilizar un circuito de control de velocidad de estrangulación volumétrica compuesto por una bomba variable de presión diferencial y una válvula de estrangulación, minimizando la diferencia de presión a través de la válvula de estrangulación para reducir la pérdida de presión.
Seleccionar el aceite hidráulico apropiado también es esencial. Cuando el aceite hidráulico fluye por las tuberías, presenta viscosidad. La viscosidad excesiva genera una fricción interna significativa, lo que hace que el aceite se caliente y aumente la resistencia al flujo. Por el contrario, una viscosidad excesivamente baja puede provocar fugas y reducir la eficiencia volumétrica del sistema. Por lo tanto, generalmente se seleccionan aceites con una viscosidad adecuada y buenas características de viscosidad-temperatura. Además, los aceites hidráulicos experimentan pérdidas de presión a lo largo del ducto y pérdidas de presión localizadas; por lo tanto, el diseño de la tubería debe apuntar a minimizar la longitud y las curvaturas de la tubería.
