液压系统的空气污染及其控制

　　据资料统计，液压系统所发生的故障 70% 是由于液压油受污染所致。随着国内外学者的深入研究，发现在液压油内除了有水污染、固体颗粒物污染之外，空气污染对液压系统也存在严重危害。特别是随着液压系统不断向精密化发展，油液中空气污染对系统危害日益突出。

　　1 空气在油液中的存在方式

　　由于客观条件影响，液压油中不可避免地混有空气。在液压系统中，空气主要以自由空气、溶解空气、浸入空气三种形式存在。所谓的自由空气就是在系统中与液压 油液并未完全接触，而是被俘获的空气，例如被困于气泡中的空气就是自由空气。溶解空气就是溶解于油液的空气，这部分空气被油液所吸收。浸入空气是悬浮在油 液中的空气，常以小气泡形式存在。其中，自由空气、溶解空气、浸入空气所含的空气量是随着温度、压力等指标变化而变化，而且三者的变化速度很快，变化示意 图如图 1 所示。

　　2 空气污染的危害

　　2.1 加大腐蚀力度，导致设备损坏

　　在液压系统中，空气在液压油中的溶解度与压力成正向关系。在高压区域内，溶于油液中的空气量大，而在低压区内，溶于油液中的空气量小。图 2 反应了几种液压油中所溶解的空气量与压力之间的关系。

　　在液压系统工作过程中，油液的压力根据需要忽高忽低，当压力高时，溶解于油液中的空气从内部析出，形成气泡占据空间。当油液压力升高时，这些气泡被压碎破 裂，空气溶于溶液中，这样在原先的气泡处形成局部真空，局部真空周围的油液因压力作用下高速填充该区域，产生很高压力，当该气泡附着在设备流道内壁时，这 个压力作用于金属表面，从而造成流道内壁的疲劳损伤，长期以往，金属剥落，形成许多小坑。这就是液压系统的气穴现象。在液压系统内，容易发生气穴现象设备 比较多。主要有：液压泵的吸油口、液压控制阀的阀孔处、液压缸内等处。

　　2.2 增加系统能耗，降低系统效率

　　泵在工作中，由于吸入管路上压力很低，压力降到一定值时，油液中的空气析出，形成气泡，占据空间，导致进入泵中的液压油的量减少，泵效率从而大大降低。在 泵内部，油液向排出口运动的过程中，由于压力逐渐变大，气泡中空气又溶于液压油内，气泡消失，液压油迅速填充这个区域，油液互相剧烈撞击，造成大量的能量 损失。

　　另外，执行机构推动负载运动之前，液压油必须先被预压缩，以传递压力，在这个过程中，液压系统不对负载做功。用于预压缩所需要的能量就损失掉。预压缩液压油所需要的能量为：