對液壓油狀態(tài)影響系統(tǒng)工作的探討

范洪亮+王國寧+王善軍

摘要：目前，無論是地方上的機械設(shè)備還是部隊中的裝備都大量的應(yīng)用到液壓系統(tǒng)，大大優(yōu)化了設(shè)備及裝備的結(jié)構(gòu)和性能，但隨著使用過程中液壓油發(fā)生變化，使其系統(tǒng)工作受到了影響。本文從液壓油中空氣、液壓油沖擊和液壓油污染等三個方面對系統(tǒng)工作的影響進行探討。

關(guān)鍵詞：液壓油；系統(tǒng)工作；影響

液壓油是液壓系統(tǒng)的重要組成部分，可在液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生動力，使機械設(shè)備完成機械操作，液壓油狀態(tài)的好壞直接影響液壓油系統(tǒng)工作性能。同時，液壓系統(tǒng)中元件的設(shè)計、使用和試驗都依靠液壓油的參數(shù)，因此，探討液壓油狀態(tài)怎樣影響了液壓系統(tǒng)工作是十分必要的。

一、液壓油中空氣對液壓系統(tǒng)工作的影響

由于液壓系統(tǒng)中管路內(nèi)部存在固有空氣，或者從油箱、管路中油管的連接處進入空氣，

這些空氣可溶解在液壓油中，或者以氣泡的狀態(tài)混合在液壓油中，就導(dǎo)致液壓油中總是含有一定量的空氣。溶解在液壓油中的空氣在正常工作狀態(tài)下，對液壓系統(tǒng)機械性能沒有明顯的影響，只有當某處壓力低于空氣分離壓力時，溶解在液壓油中的空氣才會從油中分離出來形成氣泡。當壓力降至液壓油飽和蒸汽壓力以下時，液壓油就會沸騰而產(chǎn)生大量氣泡，使原來充滿導(dǎo)管和元件容腔中的液壓油變成不連續(xù)狀態(tài)，使油泵的吸油口、吸油管和節(jié)流口等處都易形成氣穴，氣穴產(chǎn)生的氣泡運動到高壓區(qū)后迅速破裂凝結(jié)成液體形成真空，周圍的高壓油液高速流過來補充，從而引起局部液壓沖擊，使壓力和溫度都急劇升高，并產(chǎn)生強烈噪音和振動。氣泡凝結(jié)區(qū)域的管壁及元件表面長期受到?jīng)_擊力和高溫作用，以及受到從油液中游離出來的空氣中的氧氣酸化作用，使零件表面受到腐蝕而形成氣蝕。

懸浮狀態(tài)的氣泡與液壓油結(jié)成混合液，氣泡尺寸大小對油液體積彈性模數(shù)和粘度產(chǎn)生嚴重影響。氣泡量多、尺寸大時，油液體積彈性模數(shù)急劇下降，壓力波傳遞速度減慢，惡化了油泵和系統(tǒng)工作條件。當油泵吸入這種混合液，在油泵高速旋轉(zhuǎn)時造成液壓油不能充滿油腔，不僅造成油泵供油量嚴重不足和效率降低，還會引起液壓沖擊、氣蝕損壞、管道壓力脈動，并會因油液不連續(xù)流動而產(chǎn)生噪音，使油泵性能變劣，壽命降低。同時，氣泡增大了液壓油彈性，使系統(tǒng)機構(gòu)剛度下降而導(dǎo)致附件動作滯后，隨著系統(tǒng)失去穩(wěn)定性，喪失抗振能力，從而破壞從動件運動平穩(wěn)。尤其在順序控制系統(tǒng)中使順序失調(diào)，計時失常。氣泡還會在管道高處和狹窄處形成氣塞，當壓力降到一定程度時系統(tǒng)會出現(xiàn)氣穴，使系統(tǒng)金屬表面剝蝕，出現(xiàn)強烈振動和噪音。

二、液壓油沖擊對液壓系統(tǒng)工作的影響

液壓系統(tǒng)工作過程中，管路中流動的液壓油會因執(zhí)行部件換向或閥門關(guān)閉而突然停止運

動，由于液流和運動部件慣性，系統(tǒng)內(nèi)會產(chǎn)生很大瞬時壓力峰值，形成液壓沖擊現(xiàn)象，引起系統(tǒng)振動和噪音。壓力峰值可超過工作壓力幾倍甚至幾十倍，會使某些元件產(chǎn)生錯誤動作影響系統(tǒng)正常工作，甚至可使某些元件、密封件和管路損壞。

三、液壓油污染對液壓系統(tǒng)工作的影響

液壓系統(tǒng)故障中大部分是由于液壓油污染造成的。液壓油被污染的原因，一是因為污染物可通過液壓系統(tǒng)的油缸活塞桿密封環(huán)、滑閥、油箱通氣孔等處進入油液，二是因為液壓元件內(nèi)部存在摩擦副，這些摩擦副在載荷作用下做相對運動，會因摩擦磨損而產(chǎn)生很多磨屑。液壓油污染具有蔓延性、隨機性、隱蔽性和惡性循環(huán)特征，一處污染遍及全系統(tǒng)。油液污染引起的系統(tǒng)故障沒有征候和不可復(fù)現(xiàn)性，會使液壓系統(tǒng)故障增多、附件壽命縮短，給預(yù)防故障和排除故障帶來極大困難，增加維護工作量，加大了成本且降低了系統(tǒng)綜合效能。

液壓油污染引起的故障主要有功能失效和性能劣化，功能失效又呈現(xiàn)不穩(wěn)定故障和嚴重損壞。不穩(wěn)定故障通常是由于附件精密間隙處積累污染顆粒，致使摩擦增加或配合零件瞬時變形引起的嚴重損壞，往往導(dǎo)致附件中移動元件完全卡死、斷裂或油路堵死，易突發(fā)永久性故障。大量的故障是因污染引起的，造成附件呈現(xiàn)為性能劣化，即性能低于規(guī)定技術(shù)要求。附件性能劣化的過程和污染磨損程度直接相關(guān)，如滲漏逐漸加大、輸出流量和壓力轉(zhuǎn)速逐漸降低等，污染磨損是液壓附件壽命降低的主要原因。

總之，液壓油狀態(tài)對液壓系統(tǒng)工作影響的形式多樣、錯綜復(fù)雜。在選用液壓油時應(yīng)選用與液壓系統(tǒng)及元件相匹配的液壓油，同時還須認真研究所選用液壓油的特性、使用范圍等，確保液壓油能在較理想的外界環(huán)境下工作，并對其可能產(chǎn)生的影響采取有效措施進行控制，以使液壓系統(tǒng)安全可靠。