在工地上,我們常看到挖掘機輕而易舉地抬起巨石頭;在修車廠,千斤頂不費吹灰之力就能頂起數(shù)噸重的汽車。這背后隱藏的“大力士”,正是液壓系統(tǒng)。它利用一個簡單的自然法則,巧妙地放大了我們的力量。
這個法則就是帕斯卡原理:密閉液體中的壓強,能夠大小不變地向各個方向傳遞。簡單說,你在一端施加一個很小的壓力,液體就會在另一端產(chǎn)生一個巨大的壓力。
液壓系統(tǒng)就像一個“力量搬運公司”,主要由幾個“員工”協(xié)作:
液壓泵:作為“心臟”,它由電動機或發(fā)動機驅(qū)動,不停地工作,把油從油箱里抽出來,讓油液在管道里流動起來,產(chǎn)生壓力。
液壓油:作為“搬運工”,它是傳遞力量和潤滑系統(tǒng)的液體介質(zhì),通常是不可壓縮的礦物油。
液壓缸:作為“大力士”,是直接出力干活的部件。內(nèi)部有活塞,當(dāng)高壓油進入油缸的一側(cè)時,就會推動活塞桿伸出或縮回,從而舉起重物。
控制閥:作為“交通”,由操作員控制,負責(zé)指揮液壓油的流動方向、流量和壓力,從而控制油缸的動作快慢和力量大小。
這個系統(tǒng)的精妙之處在于“面積差”。驅(qū)動泵的活塞面積很小,而油缸的活塞面積很大。根據(jù)壓強公式P=F/S(壓強=壓力÷面積),在壓強P相同的情況下,面積S越大,產(chǎn)生的壓力F就越大。所以,通過小活塞施加一個很小的力,就能在大活塞上得到一個被放大了數(shù)十倍甚至上百倍的巨大推力。
這就是為什么駕駛員輕輕操縱手柄,就能讓挖掘機的“鐵臂”爆發(fā)出驚人力量的奧秘。液壓技術(shù),真正實現(xiàn)了“四兩撥千斤”。