Obliczenie prędkości, momentu i mocy silnika hydraulicznego.
Silnik hydrauliczny przetwarza energię ciśnienia przepływającej cieczy na obrotowy moment obrotowy, napędzając przenośniki, mieszalniki, ślimaki i koła trakcyjne. Kalkulator wyznacza moment wyjściowy, prędkość obrotową wału i wymagany przepływ cieczy z danych o pojemności skokowej, ciśnieniu roboczym i zadanej prędkości — uwzględniając sprawność mechaniczną i objętościową, które różnicują osiągi idealne od rzeczywistych. Jest to narzędzie doboru komplementarne do kalkulatora wydatku pompy.
Teoretyczny moment obrotowy T = (P × D) / (2π), gdzie P to różnica ciśnień na silniku, a D to pojemność skokowa na obrót. W jednostkach US: T (lb·in) = P (psi) × D (cal³/obr) / (2π); w układzie SI: T (N·m) = P (bar) × D (cm³/obr) × 0,01592. Prędkość wału N = (Q × η_v) / D, gdzie Q w l/min lub GPM, a N w obr/min. Sprawność mechaniczna (0,85–0,95 dla silników zębatych, 0,92–0,97 dla tłokowych) redukuje rzeczywisty moment, a sprawność objętościowa zmniejsza prędkość wału o 3–10% przy ciśnieniu znamionowym. Wymagany przepływ przy zadanej prędkości: Q = (N × D) / η_v. Zawsze sprawdzaj wymagania producenta dotyczące drenażu korpusu dla silników z zewnętrznym odwodnieniem — przepływ drenażowy powyżej 5% przepływu znamionowego może sygnalizować zużycie uszczelnień.
Inżynier projektujący napęd przenośnika rolkowego przy 50 obr/min i momencie 600 lb·in dobiera silnik zębaty o pojemności 7,5 cal³/obr, a następnie sprawdza, że zasilanie 2500 psi zapewnia moment z 10% rezerwą.
Technolog dobierający napęd mieszadła przy 120 obr/min potrzebuje momentu rozruchowego 250 N·m; kalkulator wskazuje silnik 100 cm³/obr przy 175 bar ze sprawnością mechaniczną 92%, pokrywający obciążenie rozruchowe w najgorszym przypadku.
Integrator pojazdowy sprawdzający prędkość maksymalną hydrostatycznego napędu kołowego wprowadza przepływ pompy, pojemność silnika i przełożenie przekładni końcowej, po czym potwierdza, że obliczona prędkość wału odpowiada docelowej prędkości jazdy przy pełnym otwarciu pedału.
Silniki zębate są najtańsze i odporne na zanieczyszczenia, lecz mają niższą sprawność (~85%). Silniki łopatkowe oferują płynniejszy moment i sprawność 88–92%. Silniki tłokowe osiągają sprawność 92–97% i pracują przy najwyższym ciśnieniu, lecz są droższe.
Sprawność objętościowa spada wraz ze wzrostem ciśnienia, gdy rośnie wewnętrzny poślizg — typowy silnik zębaty obniża sprawność z 95% przy 1000 psi do 88% przy 3000 psi. Zawsze wymiaruj przy maksymalnym ciśnieniu roboczym, aby dokładnie przewidzieć prędkość.
Silniki tłokowe skośnoosowe i osiowe wymagają zewnętrznego przewodu drenażu do zbiornika w celu odprowadzenia przecieków wewnętrznych. Silniki zębate i łopatkowe zazwyczaj tego nie wymagają. Zawsze sprawdzaj kartę katalogową — eksploatacja silnika tłokowego bez drenażu może doprowadzić do zniszczenia uszczelnienia wału.