液压系统的空气污染及其控制措施

　　引 言

　　液压传动由于功率体积比大、容易实现自动化等特点在海洋工程、航空航天等领域得到广泛应用。有关资料表明，在液压系统的使用过程中50%～70%的故障是由液压系统的污染引起的，上世纪60年代初，国内外开始系统研究液压污染控制问题，并取得了令人瞩目的成果，污染控制逐渐发展成为一门新的技术学科。

　　固体污染、液体污染、气体污染是液压污染的三种形式，由于液压系统大多与大气环境接触，空气污染不可避免，易被工程技术人员忽视。空气污染带来振动和噪声的加剧、运行平稳性的降低、自动控制精度的降低等诸多问题，在液压技术向着低成本、小体积、自动化程度高、寿命长、可靠性高的方向发展的过程中，空气污染的控制越来越多地得到了重视，在设计及使用过程中采取措施预防并减少空气污染带来的危害。

　　1 空气污染产生的途径及危害

　　1.1 空气污染产生的途径

　　在设计和使用过程中由于人为因素或环境因素都会导致液压系统的空气污染，主要包括以下两个方面：

　　(1) 外界气体进入系统

　　常见的液压系统采用开式油箱，油液直接与大气相通，这是导致油液中含有空气的主要原因。闭式油箱在加油时由于油液没有经过预先沉淀等处理而带入空气。在系统安装调试，拆装阀件及管路接头的过程中由于没有采用带密封功能的快速接头而进入空气，液压系统局部密封失效时也会导致空气进入。

　　(2)系统运行过程中产生的空气污染

　　因系统回油管口高于油箱液面导致回油搅动液面产生泡沫时，泵吸入管口埋入液面不够深时系统内都会随泵吸入空气。若泵的吸入口高于液面，当系统停机时，泵吸油管中慢慢析出的空气会上浮堆积在泵的吸入口，当系统再次运行时也会致使系统吸入空气。溶解了一定数量空气并处于饱和状态的油液流经控制阀、过滤器、管接头等元件时产生较大的压力降，油液中过饱和的空气会析出游离的气泡。

　　1.2 空气污染的危害

　　液压系统的空气污染因其普遍性与故障症状的相对不明显性易被忽视，但它是导致液压系统故障发生的重要原因，而且带来了很多其他危害，需要对空气污染的危害有一个充分的认识，其主要危害如下：

　　(1)油液刚性下降，引起系统故障

　　在空气含量较少的情况下液压油的压缩率为(5～7)×10^-10m³/N,通常不考虑其压缩性，可以认为油液是非压缩性流体。超过一定量空气的存在会大大减小油液的弹性模量，引起控制精度的下降、执行机构的不连续运动甚至导致控制失灵，由此引起的装置误动作还会导致机械及人身事故，对于航天航空、海洋探测领域由此引发的损失将是无法衡量的。