L’oleodinamica è una scienza che studia il trasporto dell’energia attraverso i fluidi in pressione. Grazie ad un grande sviluppo scientifico, negli ultimi anni questa scienza sta consentendo di produrre macchinari di minori dimensioni ma con impianti sempre più potenti. Tra i primi produttori mondiali si posiziona proprio l’Italia.
Per fare chiarezza sull’oleodinamica, bisogna però introdurre i due concetti cardine su cui si basa questa scienza: la fluidodinamica e l’ingegneria meccanica.
-la fluidodinamica studia i comportamenti dei fluidi, quali gas e liquidi;
-l’ingegneria meccanica si occupa di progettare e produrre macchinari utili a svolgere determinati lavori.
Per svolgere un lavoro, le macchine necessitano di energia. L’oleodinamica studia proprio la trasmissione dell’energia tramite i fluidi idraulici, detti anche oli, a differenza della pneumatica che considera il comportamento di aria compressa.
L’energia è dunque sviluppata dalla compressione dei fluidi.
Essi seguono le regole della meccanica del continuo, che studia il comportamento di corpi continui. Sono detti tali, i corpi che occupano tutto lo spazio possibile del condotto nel quale sono immessi. Specificamente per liquidi e gas, si parla di dinamica dei fluidi.
Essi sfruttano tre leggi o principi di conservazione:
– il principio della conservazione dell’energia;
– il principio della conservazione della massa;
– il principio della conservazione del moto;
Il primo stabilisce che in un sistema isolato l’energia totale, seppur variabile nella forma, sarà costante nel tempo.
Il secondo descrive invece il comportamento delle masse in volumi deformabili. Esse resteranno invariate, siccome nulla si crea, nulla si distrugge, ma tutto si trasforma.
Il terzo definisce costante la quantità di moto totale in un sistema isolato. Le molecole del fluido in considerazione si muovono tutte secondo la stessa velocità istante per istante ed in ogni parte del corpo continuo. Quando il moto delle molecole ha queste caratteristiche, si dice che il fluido si muove in regime di moto stazionario.
Da cosa è composto un impianto oleodinamico e come funziona
Un impianto per funzionare ha bisogno di un lavoro iniziale per metterlo in moto. Nell’oleodinamica, l’impianto viene inizializzato dal getto da parte di una pompa dell’olio idraulico. La pressione del fluido, permette di muovere un attuatore lineare che consente ad un pistone di compiere un movimento lungo una linea dritta (attuatore rotante consente un movimento rotatorio). Il pistone scorre all’interno del cilindro, e a sua volta sposta lo stelo. Quest’ultimo è il responsabile del moto.
Per funzionare, un impianto idraulico deve essere provvisto di:
– attuatori lineari o rotatori (cilindri idraulici);
– pompa a pistoni assiali o ad ingranaggi esterni;
– valvole limitatrici di pressione;
– un serbatoio con indicatori della temperatura e il livello dell’olio;
– accumulatori di energia;
– filtri di superficie o di profondità;
– regolatori della potenza delle pompe;
La parte più importante, oltre ai tubi di collegamento, è il distributore idraulico a cassetti.
È anch’esso un tubo, in acciaio, che consente di variare la distribuzione dell’olio all’interno di tutte le componenti dell’impianto oleodinamico ed i suoi movimenti.
Fluido idraulico e le sue caratteristiche
Avendo inquadrato per bene quali principi rispetta un fluido, e quali sono le componenti che consentono al fluido di scorrere all’interno dell’impianto, si può iniziare a parlare di come facciano a trasportare l’energia e quali sono i modelli applicativi.
Il fluido idraulico è l’elemento attraverso il quale l’energia viene trasportata. Esempio semplice e pratico può essere il servosterzo idraulico, o idrosterzo.
Attraverso una pompa, che ad un nostro movimento, applica una pressione sul fluido presente nelle valvole del volante, ci sarà reso più facile il controllo dello sterzo. Il movimento sarà generato dall’unione della nostra forza e quella dell’olio idraulico.
L’olio in questione può essere di caratteristiche variabili a seconda della base che lo compone. Esse sono costituite da catene di idrocarburi e di lipidi, che danno caratteristiche alifatiche, proprie di questi composti.
Inoltre, per il trasporto di energia, un fluido deve essere:
– non comprimibile o con bassa comprimibilità;
– non volatile;
– alta velocità di separazione da aria e gas;
– scarsa propensione a trasformarsi in schiuma.
