Na maioria das aplicações hidráulicas, existem basicamente duas maneiras de obter a potência de saída necessária: alto fluxo em (relativamente) baixa pressão; e baixo fluxo em alta pressão. Isso ocorre porque a potência é o produto do fluxo e da pressão, sendo que podemos então aumentar a pressão através da redução proporcional do fluxo, mantendo a mesma potência de saída. Por exemplo, 100 litros/min a 200 bar equivalem basicamente à mesma potência de saída que 50 litros/min a 400 bar.
Pressões mais altas significam força e torque maiores disponíveis a partir de componentes menores. E como esses componentes têm menor deslocamento, velocidades mais altas são possíveis com fluxos menores. Fluxos menores significam tubulações, válvulas e até mesmo o reservatório podem ser menores. Portanto, a densidade de potência dos componentes individuais e do sistema como um todo aumenta com a pressão. Mas há várias desvantagens com pressões de operação mais altas:
- A dissipação de calor inerente do sistema é menor porque a área superficial menor do reservatório diminuído, tubulações e componentes, é reduzida. Em outras palavras, é necessário um trocador de calor maior para um sistema de alta pressão de potência e eficiência equivalentes.
- Maior variação no volume do fluido (compressão) em pressões mais altas significa menor rigidez do sistema e resposta dinâmica menos favorável.
- Níveis de ruído mais altos como resultado de pressões de pico mais altas e maior transmissão de energia para uma massa dada.
- Potencial para maior atrito e desgaste, resultante de cargas mais pesadas em rolamentos e superfícies deslizantes, e danos mais graves resultantes de cavitação e micro-dieseling devido a maiores razões de compressão.
Na maioria das aplicações, no entanto, as vantagens apresentadas pelas pressões de operação mais altas superam as desvantagens. É por isso que há várias décadas vemos as pressões médias de operação das máquinas hidráulicas aumentarem. Mas isso vem com alguns desafios.
Sabemos que a força em um sistema hidráulico é o produto da pressão e da área. Portanto, quando a pressão de operação aumenta, também aumentam as cargas nas superfícies lubrificadas. Isso significa que a viscosidade do óleo e a resistência do filme são vitais para manter a lubrificação completa entre os contatos altamente carregados. Portanto, a correta especificação e manutenção do óleo são fundamentais para uma boa confiabilidade. Da mesma forma, o controle de contaminação é mais importante do que nunca. Quanto mais carregados os contatos lubrificados, mais suscetíveis eles são ao desgaste e danos causados pela contaminação por água e partículas.
Portanto, para os usuários de equipamentos hidráulicos cujas práticas de manutenção são pouco sofisticadas ou inexistentes, as pressões de operação mais altas significam que os custos operacionais de seus equipamentos hidráulicos só podem aumentar. Devido à provável incidência maior de falhas prematuras, resultantes de problemas de temperatura, degradação do óleo, lubrificação e contaminação.
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