液压污染系统油液净化周期的确定

　　目前，一般液压系统的油液净化周期都是根据经验而确定。液压油净化的依据主要还是根据油液清洁度检测的结果来进行判断。然而 ，这种检测净化时间点只是粗略地根据经验中的油液净化周期来进行 ，难以对液压系统的污染形成比较精确的监控 ，从而保证系统的工作可靠性和元件的使用寿命。影响液压油净化周期的关键因素主要包括 ：环境、液压元件密封性、过滤器的过滤精度等。另外 ，对于每次净化后的油液同样不可避免继续存在一定数量的污染物 ，并且每次净化后油液的污染物浓度都可能不一样 ，这也会对新一轮油液净化周期长短造成一定的影响。

　　1 典型液压系统污染控制模型

　　一般液压装置由能源装置、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质等 5 部分组成。图 1 所示为基于一般液压装置建立起来的典型液压系统污染控制模型 ，主要包括油箱、液压泵、控制元件及执行装置、过滤器等 ，其中液压泵的吸油口、液压泵、控制元件和执行装置、油箱的回油路口等部位都对不同尺寸的颗粒有相应的污染耐受度。图中 ，N0(t)、N1(t)、N2(t)、N3(t)分别为油箱中、液压泵上游、控制元件及执行装置上游、回油路口的油液污染浓度 ，其中该污染浓度为大于某给定尺寸的颗粒的浓度 ;β1、β2、β3分别为吸油过滤器、压力油路过滤器、回油路过滤器对某给定尺寸以上颗粒的过滤比 ;R1、R2、R3分别为泵内部磨损生成污染物、控制与工作元件组磨损生成污染物、外部吸入污染物的侵入速率 ;R1、R2为系统稳定磨损阶段的污染物侵入速率 ，可以假定为常数 ，R3为外部吸入污染物侵入速率的统计平均值。

　　为方便建立数学模型该系统作如下假设 ：1)油液污染物均匀分布 ;2)系统的流量为一定值Q ;3)过滤器的过滤比为一常数 ;4)不计液压系统的外泄漏 ;5)为简化计算 ，控制元件及执行装置作为一个整体进行考虑。

　　2 典型液压系统污染控制数学模型

　　对图 1 所示的典型液压系统污染控制模型建立典型的污染传递方框图 ，如图 2 所示。

　　其中 ，N4(t)为考虑系统内部污染物和外部吸入污染物一起进入油箱的总污染浓度 ;Q为系统的流量 ;iRQ为污染物侵入浓度。根据图 2，建立以下关系式 ：

　　对于式(7)，当时间 t 趋向于无穷大时 ，为一常数。此时，油箱内吸油口与回油口的液压油污染浓度相等，整个系统液压油污染浓度处在一个动态平衡。此时 ，若各液压元件的最高液压油污染耐受度高于，则各液压元件的正常工作基本上不会受到该液压系统内污染物的影响，此时，只要定期更换过滤器的滤芯就能保证液压油内的污染物不会对液压系统的正常工作造成大的影响。若液压系统中有一个以上的液压元件的最高污染耐受度低于，则这些液压元件很容易受到该液压系统内污染物的影响 ，此时 ，除了定期更换过滤器的滤芯外 ，还要定期净化液压油 ，以保证液压系统的正常工作。