对液压油状态影响系统工作的探讨

范洪亮+王国宁+王善军

摘要：目前，无论是地方上的机械设备还是部队中的装备都大量的应用到液压系统，大大优化了设备及装备的结构和性能，但随着使用过程中液压油发生变化，使其系统工作受到了影响。本文从液压油中空气、液压油冲击和液压油污染等三个方面对系统工作的影响进行探讨。

关键词：液压油；系统工作；影响

液压油是液压系统的重要组成部分，可在液压系统中产生动力，使机械设备完成机械操作，液压油状态的好坏直接影响液压油系统工作性能。同时，液压系统中元件的设计、使用和试验都依靠液压油的参数，因此，探讨液压油状态怎样影响了液压系统工作是十分必要的。

一、液压油中空气对液压系统工作的影响

由于液压系统中管路内部存在固有空气，或者从油箱、管路中油管的连接处进入空气，

这些空气可溶解在液压油中，或者以气泡的状态混合在液压油中，就导致液压油中总是含有一定量的空气。溶解在液压油中的空气在正常工作状态下，对液压系统机械性能没有明显的影响，只有当某处压力低于空气分离压力时，溶解在液压油中的空气才会从油中分离出来形成气泡。当压力降至液压油饱和蒸汽压力以下时，液压油就会沸腾而产生大量气泡，使原来充满导管和元件容腔中的液压油变成不连续状态，使油泵的吸油口、吸油管和节流口等处都易形成气穴，气穴产生的气泡运动到高压区后迅速破裂凝结成液体形成真空，周围的高压油液高速流过来补充，从而引起局部液压冲击，使压力和温度都急剧升高，并产生强烈噪音和振动。气泡凝结区域的管壁及元件表面长期受到冲击力和高温作用，以及受到从油液中游离出来的空气中的氧气酸化作用，使零件表面受到腐蚀而形成气蚀。

悬浮状态的气泡与液压油结成混合液，气泡尺寸大小对油液体积弹性模数和粘度产生严重影响。气泡量多、尺寸大时，油液体积弹性模数急剧下降，压力波传递速度减慢，恶化了油泵和系统工作条件。当油泵吸入这种混合液，在油泵高速旋转时造成液压油不能充满油腔，不仅造成油泵供油量严重不足和效率降低，还会引起液压冲击、气蚀损坏、管道压力脉动，并会因油液不连续流动而产生噪音，使油泵性能变劣，寿命降低。同时，气泡增大了液压油弹性，使系统机构刚度下降而导致附件动作滞后，随着系统失去稳定性，丧失抗振能力，从而破坏从动件运动平稳。尤其在顺序控制系统中使顺序失调，计时失常。气泡还会在管道高处和狭窄处形成气塞，当压力降到一定程度时系统会出现气穴，使系统金属表面剥蚀，出现强烈振动和噪音。

二、液压油冲击对液压系统工作的影响

液压系统工作过程中，管路中流动的液压油会因执行部件换向或阀门关闭而突然停止运

动，由于液流和运动部件惯性，系统内会产生很大瞬时压力峰值，形成液压冲击现象，引起系统振动和噪音。压力峰值可超过工作压力几倍甚至几十倍，会使某些元件产生错误动作影响系统正常工作，甚至可使某些元件、密封件和管路损坏。

三、液压油污染对液压系统工作的影响

液压系统故障中大部分是由于液压油污染造成的。液压油被污染的原因，一是因为污染物可通过液压系统的油缸活塞杆密封环、滑阀、油箱通气孔等处进入油液，二是因为液压元件内部存在摩擦副，这些摩擦副在载荷作用下做相对运动，会因摩擦磨损而产生很多磨屑。液压油污染具有蔓延性、随机性、隐蔽性和恶性循环特征，一处污染遍及全系统。油液污染引起的系统故障没有征候和不可复现性，会使液压系统故障增多、附件寿命缩短，给预防故障和排除故障带来极大困难，增加维护工作量，加大了成本且降低了系统综合效能。

液压油污染引起的故障主要有功能失效和性能劣化，功能失效又呈现不稳定故障和严重损坏。不稳定故障通常是由于附件精密间隙处积累污染颗粒，致使摩擦增加或配合零件瞬时变形引起的严重损坏，往往导致附件中移动元件完全卡死、断裂或油路堵死，易突发永久性故障。大量的故障是因污染引起的，造成附件呈现为性能劣化，即性能低于规定技术要求。附件性能劣化的过程和污染磨损程度直接相关，如渗漏逐渐加大、输出流量和压力转速逐渐降低等，污染磨损是液压附件寿命降低的主要原因。

总之，液压油状态对液压系统工作影响的形式多样、错综复杂。在选用液压油时应选用与液压系统及元件相匹配的液压油，同时还须认真研究所选用液压油的特性、使用范围等，确保液压油能在较理想的外界环境下工作，并对其可能产生的影响采取有效措施进行控制，以使液压系统安全可靠。