在工地上,我們常看到挖掘機(jī)輕而易舉地抬起巨石頭;在修車(chē)廠,千斤頂不費(fèi)吹灰之力就能頂起數(shù)噸重的汽車(chē)。這背后隱藏的“大力士”,正是液壓系統(tǒng)。它利用一個(gè)簡(jiǎn)單的自然法則,巧妙地放大了我們的力量。
這個(gè)法則就是帕斯卡原理:密閉液體中的壓強(qiáng),能夠大小不變地向各個(gè)方向傳遞。簡(jiǎn)單說(shuō),你在一端施加一個(gè)很小的壓力,液體就會(huì)在另一端產(chǎn)生一個(gè)巨大的壓力。
液壓系統(tǒng)就像一個(gè)“力量搬運(yùn)公司”,主要由幾個(gè)“員工”協(xié)作:
液壓泵:作為“心臟”,它由電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),不停地工作,把油從油箱里抽出來(lái),讓油液在管道里流動(dòng)起來(lái),產(chǎn)生壓力。
液壓油:作為“搬運(yùn)工”,它是傳遞力量和潤(rùn)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(jìn)入油缸的一側(cè)時(shí),就會(huì)推動(dòng)活塞桿伸出或縮回,從而舉起重物。
控制閥:作為“交通警察”,由操作員控制,負(fù)責(zé)指揮液壓油的流動(dòng)方向、流量和壓力,從而控制油缸的動(dòng)作快慢和力量大小。
這個(gè)系統(tǒng)的精妙之處在于“面積差”。驅(qū)動(dòng)泵的活塞面積很小,而油缸的活塞面積很大。根據(jù)壓強(qiáng)公式P=F/S(壓強(qiáng)=壓力÷面積),在壓強(qiáng)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(guò)小活塞施加一個(gè)很小的力,就能在大活塞上得到一個(gè)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(jī)的“鐵臂”爆發(fā)出驚人力量的奧秘。液壓技術(shù),真正實(shí)現(xiàn)了“四兩撥千斤”。