液压油弹性模量提高方法与试验

　　引言

　　油液有效体积弹性模量是影响液压系统性能的一个重要物理参数。弹性模量值直接影响了液压动力机构的固有频率和阻尼比,因此对液压系统的有效传动力、稳定性和动态响应具有重要影响[1]。体积弹性模量是一个软参量,根据系统含气量、工作压力等参数的变化而相应变化。现有研究成果通过不等工况参数的敏感性,证实了弹性模量对系统动静态特性分析的重要影响[2~3]。但此类研究大多从实验室条件分析为主,目前还没能真正应用于实际工程项目的提高弹性模量的工程方法和应用装置。

　　本文针对理论分析得出的一定工作压力和温度下,弹性模量值对气泡含量的变化关系,提出一种通过抽真空除气与弹性模量检测相结合得到所需高弹性模量值的适合工程应用的装置。

　　1　理论分析

　　液压油的有效体积弹性模量表征了实际系统的压缩特性,定义表示为[4]

　　其中Δp=p-p0

　　式中　Ke———油液的有效体积弹性模量

　　V———系统油液在压力p时的容积

　　Δp———作用于油液的压力差

　　ΔV———对应油液容积变化

　　p0———初始压力　　p———工作压力

　　油液的有效体积弹性模量主要分为工作油液的体积弹性模量与管道附件的弹性模量两大部分。管道附件的弹性模量是壁面在压力下存在应变而产生的,与所采用的材料、厚度等有关,通常对油液弹性模量影响较小。工作油液包括纯液压油和空气含量,在压力环境中一部分空气含量溶解在液压油中,而另一部分空气含量以游离气泡形式悬浮在液压油中。由于溶解气体不影响工作油液的物理性能,因此工作油液的体积弹性模量包括纯液压油的体积弹性模量和游离气泡的弹性模量。油液的有效体积弹性模量在工程上表示为

　　式中　Vl———纯油容积

　　Kl———纯油体积弹性模量物理值

　　Vg———油中所含气泡容积

　　Kg———气泡的体积弹性模量

　　Kc———管道等形成压力区固定容器弹性模量

　　由于压力、温度等因素对气体状态的影响远胜于油液,随着液压系统工况条件的变化,油液中气体状态平衡被破坏,于是气体将同时以溶解与压缩两种方式不断变化,直到产生新的平衡,致使该过程油液有效体积弹性模量的变化规律显得较为复杂。通常油液中气体体积的变化表示为[5~6]