При разработке самых различных машин конструкторы часто используют гидравлические передачи - гидроприводы. Они применяются как для дистанционного управления двигателем или трансмиссией, так и для непосредственного управления машиной, как для привода вспомогательных агрегатов, так и для привода основных движителей и рабочих органов. В гидросистеме современного авиалайнера, например, можно насчитать более сотни гидродвигателей, а потребляемая ими общая мощность превышает 1000 л. с.
Широко используется гидропривод на землеройных машинах, тракторах. Гидравлические тормоза, приводы сцепления, усилители руля - эти устройства хорошо знакомы водителям легковых и грузовых автомобилей.
Существующие гидравлические системы условно можно разделить на силовые и управляющие. Силовые гидроприводы, рассчитанные на передачу от ведущего элемента к ведомому большой мощности (например, передачу мощности от главного двигателя на гребной вал), на малых прогулочно-туристских судах встречаются крайне редко. А вот интерес к гидроприводам большой.
Чем же привлекателен гидропривод? Прежде всего - универсальностью: можно передавать как вращательное, так и поступательное движение. Насос может иметь как механический, так и ручной привод. Соединяется с исполнительным механизмом он не капризными и сложными в обслуживании механическими тягами, а гибкими шлангами, что значительно упрощает компоновку системы и ее монтаж на судне. На подвижные узлы исполнительного механизма можно передавать любую необходимую мощность без излишнего усложнения конструкции; в этом смысле гидропривод значительно проще, чем системы, в которых используются боуденовские тросы с гибкой оболочкой и различные карданные шарниры. Современный управляющий гидропривод обладает высокой надежностью, быстродействием, малой массой (масса гидродвигателя составляет 10-15% массы электродвигателя равной мощности).
В зарубежном мелком судостроении гидроприводы используются для дистанционного управления двигателем и реверс-редуктором, рулем, транцевыми плитами, дифферентом колонки, углом атаки подводных крыльев, заглублением подвесного мотора. При помощи гидравлики регулируют натяжение стоячего такелажа на некоторых крейсерско-гоночных яхтах. Как можно заметить, во всех этих случаях речь идет о передаче не вращательного движения, а прямолинейного, т. е. вперед - назад.
Соответственно применяются при этом не гидродинамические передачи (с использованием гидравлической турбины - гидромотора), а гидростатические; механическая энергия потока преобразуется в них в механическую энергию ведомого звена при помощи поршня, движущегося прямолинейно в цилиндре.
Любой гидропривод состоит из насоса, подводящих жидкость трубопроводов и двигателя - гидроцилиндра, причем в качестве насоса и двигателя можно применять одни и те же поршневые механизмы. Так, для управления дроссельной заслонкой двигателя или редуктором чаще всего используются два совершенно одинаковых гидроцилиндра.
Рассмотрим одну из таких систем, применяемую для управления реверсом на крупных катерах.
Первый - задающий - гидроцилиндр расположен на пульте управления катером; он служит насосом. Исполнительный гидроцилиндр является двигателем. При заполнении системы маслом запорные краны открываются и масло из заправочного бачка, расположенного выше остальных элементов гидросхемы, самотеком поступает в обе полости обоих гидроцилиндров. Воздух при этом выпускают через клапаны, имеющиеся в верхней части каждого гидроцилиндра. (Подчеркнем, что отношение диаметра цилиндра к диаметру штока у обоих цилиндров должно быть строго одинаковым, так же как и объемы соответствующих полостей.)
Движение рычага управления на пульте вызывает перемещение поршня в задающем гидроцилиндре.
Связанное с этим повышение давления в одной из ветвей трубопроводов перемещает в ту же сторону поршень исполнительного гидроцилиндра, приводя в действие механически связанный с ним рычаг переключения реверса.
Рассмотренная схема обладает обратной связью; поскольку к исполнительному механизму будет приложено усилие, такое же усилие на рычаге управления будет чувствовать рулевой (так же, как и момент срабатывания фиксатора в реверсе). Во многих случаях, например, для управления транцевыми плитами или дроссельной заслонкой, подобные схемы оказываются абсолютно неприемлемыми. Ведь необходимо не только повернуть ведомый элемент (например, транцевую плиту) на определенный угол, но и зафиксировать его в этом новом рабочем положении. Для фиксации ведомого элемента можно применить различные механические фрикционные стопора, однако наиболее целесообразным решением, особенно если необходимо воспринимать значительные нагрузки, будет установка запорного крана в одном из соединительных трубопроводов.