国内水液压技术的研究现状与发展趋势分析

　　直接应用水作为液压系统的传动介质,具有很多优点，但水所具有的粘度低、润滑性差、导电性强、汽化压力高等特点，也给该项技术的研究带来了困难。 

　　(1) 密封与润滑问题。水的粘度为0.55mm2/s~1mm2/s,约为矿物型液压油的1/50~1/40,故若在同等压力下,通过相同密封缝隙的泄漏流量将是油介质的20倍以上,这将大大降低系统的容积效率。由于泄漏增加,密封间隙中的高速液流将对所经过的表面材料产生强烈的冲刷作用,使泄漏进一步加剧。为了提高容积效率,就必须减小密封间隙,而密封间隙减小后,又会使磨损加大,从而会导致密封迅速失效。 

　　(2) 耐磨损问题。由于在水中润滑困难,摩擦副的固体表面常处于直接接触状态,很快便会受到磨损。同时,水的腐蚀作用也会大大加速磨损的进程和加剧磨损的破坏程度。加之介质中的微细污染物和内部残留磨屑的侵入,甚至导致三相磨损,使得水液压元件的寿命缩短,系统发生故障。 

　　(3) 耐腐蚀问题。水的导电性比矿物型液压油高数亿倍甚至数百亿倍,它能引起绝大多数金属材料的电化学腐蚀和大多数高分子材料的化学老化,使液压元件的材料受到破坏。即使应用陶瓷材料作为金属零件的表面涂层,也有可能引起涂层或粘结层中特定相的选择性析出及基体界面的缝隙腐蚀。 

　　(4) 抗气蚀问题。水的汽化压力高(如50℃时为12.2 MPa),是液压油的近千万倍,加之水中存在约2%(体积比)的空气和许多微生物,特别容易诱发水汽化,导致气蚀,剥蚀零件表面材料,破坏过流的固体表面和密封件。气蚀还会使系统的流量发生变化,产生压力波动、振动和噪声,带来许多不良影响。 

　　为了解决这些问题,必须进行水介质中的润滑、磨损、腐蚀和气蚀的机理研究,应用新材料如精细陶瓷、增强塑料及新的表面处理方法来提高元件的耐磨、抗蚀能力,优化结构以减小或避免泄漏、磨损、腐蚀和气蚀等的影响,并采用先进制造技术,保证加工精度和质量。 　　 

　　2. 液压技术的国内外研究现状 　　 

　　正是由于国防建设和某些特殊经济领域的迫切需求,以及对巨大的潜在市场前景的预测,英国、日本、芬兰、丹麦和德国等西方国家也于80年代初期。相继加入了这一领域的竞争,并一直投入巨大的人力、物力和财力,现已取得突破性进展。我国的水液压技术研究也已经起步。华中科技大学现已制造出1台压力为3.5 MPa、流量为100L/min的海水液压泵。浙江大学流体传动及控制国家重点实验室在有关部委的资助下,已着手进行关键应用基础技术的研究和新材料的使用。