液压系统超高压技术研究

　　 工程应用中的液压技术通常采用的压力为35MPa以内。因为这个压力下的液压元件和液压系统具有较高的技术经济性。但在某些场合，诸如液压机具、压力容器、金属挤压等方面采用的压力常在100MPa左右，有的甚至高达600MPa以上，当液压系统压力超过32MPa时，通常称为超高压液压压力。在这一压力域中，有着许多一般液压技术所未考虑的特殊性。这些特殊性形成了独特的超高压液压技术。

　　二、超高压液压技术的特点

　　 （一）超高压小流量

　　 超高压液压技术主要发挥超高压液压压力的优势，当超高压液压机械或系统以一定的功率工作时,由于使用的压力很高，所以流量就很小，其流量一般在1L/min左右。以极高的压力在很小的流量下工作是超高压技术的一大特征。

　　 （二）采用柱塞副结构

　　 超高压压力是对液体介质实施强大的作用力产生的，无论在超高压泵和增压器中，升压元件几乎都采用柱塞副结构。柱塞副对超高压力下的密封也具备良好的适应性。

　　 （三）要求专用的液压介质

　　 一般的液压油在超高压力下流动性锐减，体积压缩量不可忽视，后者在极大程度上影响着系统的容积效率。所以一般压力油在超高压力下难以正常工作，应该选用在超高压力下具有良好流动性和最小体积压缩量的特殊专用介质。

　　 （四）要求严格的密封

　　 在超高压力下要求所有的密封环节和元件具有高的强度，否则极易击穿。由于液压介质在升压过程中会释放能量，致使密封环节和密封部位瞬时升温，所以超高压力下的密封必须具有良好的耐热性。

　　 此外，超高压液压机械和系统的加工要求和精度均较高。

　　三、超高压液压源及其装置

　　 （一）超高压泵

　　 当压力为35MPa时，一般的齿轮泵、叶片泵和柱塞泵就难以保证良好的工作性能，因此，这些泵不能作为超高压泵使用。只有特殊设计的柱塞泵才能产生和保证70MPa以上的超高压力。一般70MPa左右的液压压力可用阀配流式轴向或径向柱塞泵产生，也可用单柱塞的手动泵建立，但手动超高压泵的排量很小。每次手动仅能获得数毫升的油液输出。通常超高压力为70MPa左右的阀配流式轴向或径向柱塞泵以电机为动力，也有采用小型内燃机为动力的。

　　 液压压力超过100MPa的超高压泵多采用曲柄连杆式轴向柱塞泵，但也有用径向柱塞泵的。

　　 （二）增压器

　　 图1为一种超高压增压器的结构图。当压力超过2000MPa时液体的可压缩性可达30﹪左右。因此增压器的活塞行程应考虑液体压缩量的补偿，增压器缸体应按超高压容器设计和处理。增压器的密封主要取决于超高压柱塞端的结构，该处多采用填料盒式密封，这对加工装配、调整、维修较为有利。增压器尚无定型产品，一般都是作为系统或装置中的专用部件单独设计和制造的。超高压增压器的输出总是超高压液体介质，但超高压增压器的低压源部分可以是液体介质，也可以是压缩空气。当低压液压源为压缩空气时即为气液泵，其最高压力可达528MPa。