¿Cómo funciona un gato hidráulico?

Intentemos entender cómo funciona un gato hidráulico.

La palanca mecánica está instalada de manera que el brazo entre el émbolo de la bomba y el eje es más pequeño que el brazo entre el eje y el mango sobre el que se aplica la fuerza, en este caso se utiliza el principio de la palanca mecánica que permite aumentar la fuerza varias veces.

Con la palanca mecánica la fuerza se aplica al pequeño pistón, se mueve hacia abajo, la presión debajo de él se determina como la relación de esta fuerza al área del pistón.

De acuerdo con las leyes de la hidrostática, la presión aplicada a la superficie de un líquido se transmite por igual en todas las direcciones, a todos los puntos de este líquido. Esto significa que esta presión actuará sobre el pistón grande.

La presión debajo de los pistones es igual, pero el área del pistón más grande es mayor por lo que puede superar la fuerza mayor. Cuanto mayor sea el área del pistón 2 y menor el área del pistón 1, mayor será el factor de amplificación que se pueda obtener en la palanca hidráulica.

El valor de desplazamiento del pistón grande dependerá del volumen del líquido desplazado por el pistón menor. El área del segundo pistón es más grande, por lo que la distancia que se moverá será menor que la distancia que se movió el primer pistón. Resulta que la palanca hidráulica permite aumentar la fuerza, pero al mismo tiempo, el recorrido del pistón más grande es muy pequeño.

Agreguemos un tanque y dos válvulas de retención a nuestro dispositivo.

Las válvulas de retención dejan pasar el líquido en una dirección y no dejan pasarlo en la dirección opuesta.

Ahora tiraremos el mango hacia arriba, el pistón pequeño se moverá hacia arriba tras él, el volumen debajo de él comenzará a aumentar y la presión a bajar. La válvula 1 dejará pasar el líquido del tanque debajo del pistón pequeño. La válvula de retención 2 está instalada de manera que no deje salir el líquido de debajo del pistón 2.

Cuando el pequeño pistón esté arriba, empecemos a presionar la palanca de nuevo. La válvula 1 no dejará entrar líquido en el tanque y la válvula 2 dejará que el líquido del pistón pequeño se mueva debajo del pistón grande, que se moverá hacia arriba un poco más.

Este ciclo puede repetirse muchas veces, la palanca se mueve hacia arriba, la cavidad debajo del émbolo de la bomba se llena, se mueve hacia abajo, el líquido se expulsa por debajo del émbolo grande. Si se debe bajar la carga, se abre la llave y el émbolo grande se mueve hacia abajo bajo la acción del peso de la carga, y el líquido de debajo de él ingresará al tanque.