ส่วนสำคัญในการขับเคลื่อนระบบไฮดรอลิค คงหนีไม่พ้นปั๊มไฮดรอลิค ที่จะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานและทำให้ระบบไฮดรอลิคขับเคลื่อนนั่นเอง แล้วรู้หรือไม่ว่า หลักการทำงานของปั๊มไฮดรอลิค เป็นอย่างไร
หลักการทำงานของปั๊มไฮดรอลิค แบ่งเป็น 3 ประเภท
ปั๊มไฮดรอลิคจะแบ่งออกเป็น 3 ประเภทที่นิยมใช้งานกัน โดยมีระบบการทำงานภายในที่มีรายละเอียดแตกต่างกันออกไป ดังนี้
1. ปั๊มไฮดรอลิคแบบฟันเฟือง (Gear pump)
ปั๊มไฮดรอลิคแบบเกียร์ปั๊ม หรือแบบฟันเฟือง จะมีขนาดเล็กและเบา และโครงสร้างไม่ซับซ้อน และดูแลรักษาง่าย ซึ่งเกียร์ปั๊มจะแบ่งเป็น 2 ชนิดคือ เกียร์ปั๊มแบบเฟืองใน และแบบเฟืองนอก
1.1 เกียร์ปั๊มแบบเฟืองใน (Internal Gear Pump)
เกียร์แบบฟันเฟืองในคือเกียร์จะขบกันภายใน มีหลักการทำงาน คือ น้ำมันไฮดรอลิกจะถูกส่งเข้ามาทางช่อง in แล้วเข้ามาเติมเต็มช่องว่างภายในเกียร์ เมื่อปั๊มเริ่มหมุน เฟืองและโรเตอร์จะเริ่มหมุนแล้วดันน้ำมันออกในจังหวะการอัด โดยปั๊มเกียร์แบบฟันเฟืองในจะมีแรงดันอยู่ที่ 140 – 300 bar อัตราการไหลอยู่ที่ 20-64 ซีซีต่อรอบ ความเร็วรอบ 200 – 2,500 รอบต่อนาที และประหยัดพลังงานมอเตอร์ไฟฟ้าถึง 35%
1.2 เกียร์ปั๊มแบบเฟืองนอก (External Gear Pump)
จะเป็นเกียร์ปั๊มที่มีเกียร์สองตัว โดยฟันเฟืองของเกียร์ทั้งสองขบกันอยู่ โดยหลักการทำงานคือ น้ำมันไฮดรอลิคไหลเข้าช่อง in จนน้ำมันเต็มในช่องเกียร์ เมื่อฟันเฟืองเกียร์ทั้งสองหมุนก็จะเกิดเป็นแรงดันในการดันน้ำมันออกในช่องทางออก โดยปั๊มเกียร์แบบเฟืองนอกจะมีแรงดันสูงสุดถึง 210 bar อัตราการไหลประมาณ 0.6 – 90 ซีซีต่อรอบ มักนิยมใช้กันมากในโรงงานอุตสาหกรรม เพราะโครงสร้างไม่ซับซ้อน ราคาถูก
2. ปั๊มไฮดรอลิคแบบใบพัด (Vane pumps)
หลักการทำงานของปั๊มแบบใบพัด ลักษณะของใบพัดจะอยู่เยื้องกับจุดศูนย์กลางของตัวเรือน เพื่อให้มีช่องว่างในแต่ละช่วงที่ไม่เท่ากัน เมื่อน้ำมันไฮดรอลิคถูกส่งเข้ามาทาง ช่อง in น้ำมันจะเข้ามาเติมในส่วนช่องว่าง เมื่อปั๊มเริ่มหมุนตัว ใบพัดจะถูดสลัดออกมาสัมผัสกับตัวเรือน ซึ่งในช่วงจังหวะดูดช่องว่างระหว่างใบพัดจะถูกขยายออกจนมีช่องว่างมากที่สุด และเมื่อถึงจังหวะอัด ช่องว่างจะลดลงและดันน้ำมันออกไป วิธีการนี้จะทำให้ปั๊มไฮดรอลิคทำงานแบบเงียบ ไม่มีเสียงดัง
ปั๊มแบบใบพัด แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
- ปั๊มใบพัดค่าคงที่ (Fix displacement Vane pumps) – อาศัยการทำงานของใบพัดในการกวาดน้ำมันในตัวเรือนปั้มเพื่อสร้างอัตราการไหลของปั๊ม
- ปั๊มใบพัดปรับค่าได้ (Variable Displacement Vane pumps) – ใช้ใบพัดในการกวาดน้ำมันเช่นกัน แต่สามารถปรับแรงดันและอัตราการไหลของปั๊มได้ โดยปรับสกรูเพื่อเปลี่ยนตำแหน่งการเยื้องศูนย์ของตัวเรือน ใช้กับงานที่ต้องมีการกำหนดแรงดัน
3. ปั๊มไฮดรอลิคแบบลูกสูบ (Piston pumps)
หลักการทำงานของปั๊มแบบลูกสูบ คือ จะมีแผ่น swash plate เป็นแผ่นที่อยู่นอกสุดและติดกับตัว shaft จะเป็นแกนยื่นออกมา โดยแผ่น swash plate นี้จะหมุนตามตัว shaft ไปรอบๆ เมื่อแผ่นเริ่มหมุน ส่วนที่สูงของแผ่นไปสัมผัสกับด้านล่างลูกสูบ จะไปดันลูกสูบเป็นจังหวะอัด และเมื่อหมุนต่อไปถึงส่วนที่ต่ำของแผ่น swash plate สัมผัสกับด้านล่างของลูกสูบ ลูกสูบจะเริ่มเคลื่อนที่ออกกลายเป็นจังหวะดูด เพื่ออัดฉีดน้ำมันไฮดรอลิคออกจากตัวปั๊มไปยังระบบไฮดรอลิค โดยแผ่น swash plate จะมีสกรูให้สามารถขันปรับค่าความเอียง เพื่อให้สามารถปรับค่าอัตราการไหลได้ สามารถสร้างแรงดัน 160 bar (ในรุ่นแรงดันปานกลาง) และ 350 bar (ในรุ่นแรงดันสูง) ปั๊มประเภทนี้เหมาะกับงานที่ต้องใช้แรงดันสูง
รู้ความแตกต่างของการทำงานในปั๊มไฮดรอลิคแต่ละชนิด ก็เลือกใช้ให้ถูกประเภท เพื่อประสิทธภาพในการทำงานของระบบไฮดรอลิคที่ดีที่สุด