液压百科

液压系统里的压力冲击来自流体动量的突然改变，原理与管道水锤一致。当阀门快速关闭或换向阀突然中位截止，管路中本来以流速v运动的油液在极短时间内减速，动能转化为压力能，形成压力波并以声速沿管路往返传播。冲击压力可用儒可夫斯基公式估算，压升等于油液密度乘以压力波传播速度再乘以流速变化量，三个量越大量级越大，这也是短管系统冲击反而更容易被忽视的原因。以常用液压油为例，密度约870千克每立方米，压力波速度约1000至1400米每秒，含气量升高时明显下降。若管内流速从6米每秒在0.02秒内降到零，按1200米每秒估算，压升约6.3兆帕，这个峰值叠加在工作压力之上，足以让溢流阀开启甚至损坏密封。压力波往返一个周期的时间约为两倍管长除以波速，管长10米时约0.017秒，因此关阀时间若显著大于这个周期，冲击会被明显削弱。抑制手段有三类。其一延长关闭时间，把换向阀改为带阻尼或带过渡机能的阀芯，拉长流速变化对应的减速时间；其二缩短管路或在阀后设置蓄能器吸收波峰，蓄能器容积按冲击流量与允许压升计算，常见为几升量级；其三降低流速，把设计流速控制在吸油管路1.2米每秒、压力管路3至4米每秒、回油管路2米每秒以内，从源头减小动量。避坑在于盲目加大溢流阀开启压力，冲击并未消除，只是转移到密封与软管上。某工程机械的液压油缸在换向瞬间出现软管鼓包，实测冲击峰值超过额定压力5兆帕以上。检查发现换向阀为O型中位机能，且油缸两腔管路较长。改为带过渡机能的阀芯、在阀口加装缓冲结构，并把主管流速从5米每秒降到3.2米每秒后，冲击峰值回落到1.5兆帕以内。

← 返回列表