关于液压系统混入气体的分析

　　0 引言

　　随着工业生产规模和深度的日益发展， 液压技术应用日趋广泛，大到航天飞机，小至自行车减震，液压系统无处不在、随处可见。 在此进程中，随着人们对液压技术的认识不断深入，对各种因素考虑得越全面，液压系统设计也更加完善。 其中，如何处理好液压系统中的气体因素，成为一个重要的研究课题。

　　在液压系统中， 液压油与空气紧密相连， 不可分隔。 油液混入空气的方式有两种：液压油中始终会溶解一些空气，这属于溶入式，不可能完全排除。 每次更换液压部件时或开放油箱等， 都会把部分空气带入液压系统中，这属于混入式。 液压油受热后或压力变化后都会生成油蒸汽，以气态形式存在。 因此，无论是封闭式液压系统还是开放式液压系统， 都必须充分考虑气体在液压系统中的各种影响，采取相应的措施和手段，趋利避害。

　　气体在液压系统中的作用主要有两方面： 有利的方面是气体适度增压后， 可以帮助液压油克服管道阻力、高度势差等因素，顺利到达各用户部件;不利的方面是大量的低压气体拥堵在一起时，可能阻断管道，减少甚至切断供油，或者当气体压力过高时爆破，会损伤周围的部件。

　　气体具有可压缩性，是发生上述变化的根本原因。受压缩的气体内部压力升高后，微小气泡可能爆破，对周围的部件产生破坏，这种现象称为液压撞击现象。 低压气体拥堵在一处，堵塞液体流动通道，这种现象称为气穴现象。 这两种现象都可能严重干扰液压系统的正常工作，是液压系统设计时必须重点防范的两方面。 下文会对其进行详细的分析。

　　本文在参考某种飞机液压系统的基础上， 详细分析了气体在液压系统中的各种变化和作用， 并就防范措施进行具体阐述。

　　1 典型液压系统

　　如图 1 所示，一般液压系统主要由以下部件组成。

　　根据液压系统的使用用途、环境不同，液压油箱直接连通大气、 不设置通气单向阀门的被称为开放式液压系统;设置通气单向阀门、在液压油箱内建立一定增压气压的被称为封闭式液压系统。 在现代大型、复杂液压系统中，一般采用封闭式液压系统设计，而简单的液压机械如汽车用液压千斤顶则多采用开放式液压系统。 (具体原因会在下文详述。 )

　　2 气体在液压系统中的不利作用

　　气体密度小，具有可压缩性，因此在环境温度、压力、容积发生变化时，总是会比液体反应更快，也更剧烈。 气体在液压系统中主要有两种变化，会对液压系统产生明显的不利作用， 严重时可能导致液压系统故障甚至完全失效，如下所述。