A bomba hidráulica é o trabalhador mais árduo de um sistema hidráulico. A medida que a bomba desgasta em serviço, seus vazamentos internos aumentam e, portanto, a porcentagem do fluxo de saída disponível para realizar um trabalho útil (eficiência volumétrica) diminui. Se a eficiência volumétrica cair abaixo de um nível considerado aceitável para a aplicação, a bomba precisará ser substituída. Em um ambiente de manutenção baseada em condição do componente, a decisão de substituir a bomba geralmente se baseia na vida útil restante dos rolamentos ou na deterioração da eficiência volumétrica, o que ocorrer primeiro.
Em termos simples, a eficiência volumétrica é a porcentagem do fluxo teórico da bomba disponível para realizar um trabalho útil. Colocando em outras palavras, é uma medida das perdas volumétricas de uma bomba hidráulica devido ao vazamento interno e à compressão do fluido. É normalmente calculada dividindo a saída real da bomba em litros ou galões por minuto por sua saída teórica, expressa em porcentagem. O fluxo de saída real é determinado usando um medidor de fluxo para carregar a bomba e medir sua taxa de fluxo.
Devido ao aumento do vazamento interno à medida que a pressão de operação aumenta e a viscosidade do fluido diminui, essas variáveis devem ser consideradas ao calcular a eficiência volumétrica. Por exemplo, uma bomba hidráulica com uma saída teórica de 100 L/min e uma saída real de 94 L/min a 350 bar e 40 centistokes de viscosidade é considerada ter uma eficiência volumétrica de 94% a 350 bar e 40 centistokes. Na prática, a viscosidade do fluido é determinada observando a temperatura do óleo na qual o fluxo real da bomba é medido e lendo a viscosidade no gráfico temperatura/viscosidade para a classe de óleo no sistema hidráulico.
Ao calcular a eficiência volumétrica de uma bomba de deslocamento variável, é importante que o vazamento interno seja expresso como uma constante. Isso é melhor ilustrado com um exemplo. Imagine que seu cliente tenha sido informado que sua eficiência volumétrica estava reduzida a 80% e, com base nessa orientação, ele estava considerando uma revisão da bomba.
A bomba hidráulica em questão tem saída teórica de 1.000 L/min a pleno deslocamento e RPM máximo, e sua saída real de 920 L/min a 300 bar @ 25 centistokes. Nesse caso, a eficiência volumétrica da bomba é, na verdade, de 92% - o que soa um alarme com a informação conflitante anteriormente dada.
E o que é a provável causa dessa diferença de dados? Interpretação incorreta dos dados!
O procedimento havia limitado o deslocamento da bomba para obter uma saída de 400 L/min (presumivelmente a capacidade máxima do seu testador de fluxo) a RPM máximo e sem carga. A uma pressão de 300 bar, a saída registrada foi de 320 L/min. A partir desses resultados, a eficiência volumétrica foi calculada como sendo de 80% (320/400 x 100 = 80).
Para entender por que essa interpretação está incorreta, pense nos vários caminhos de vazamento dentro de uma bomba hidráulica como orifícios fixos. A taxa de fluxo por um orifício depende do diâmetro (e forma) do orifício, da queda de pressão através dele e da viscosidade do fluido. Isso significa que, se essas variáveis permanecerem constantes, a taxa de vazamento interno permanece constante, independente do deslocamento da bomba.
Observe que no exemplo acima, a quantidade de vazamento interno em ambos os testes foi de 80 litros por minuto. Se o mesmo teste fosse realizado com o deslocamento da bomba configurado para 100 litros por minuto sem carga, a saída da bomba seria de 20 litros por minuto a 300 bar (100 - 80 = 20), com todas as outras coisas iguais. Isso significa que essa bomba de deslocamento variável tem uma eficiência volumétrica de 20% a 10% de deslocamento, 80% a 40% de deslocamento e 92% a 100% de deslocamento. Como você pode ver, se a saída real da bomba for medida com menos do que o deslocamento total (ou RPM máximo), um ajuste deve ser feito ao calcular a eficiência volumétrica.
Ao considerar se é necessário revisar a bomba no exemplo acima, o número importante é a eficiência volumétrica a 100% de deslocamento. E isso estava dentro dos limites aceitáveis. Se seu cliente basear sua decisão na eficiência volumétrica a 40% de deslocamento, vai pagar por uma revisão desnecessária e em que a causa raiz do problema não será encontrada!
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