液壓系統

基本簡介

組成部分

液壓系統一個完整的液壓系統由五個部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。

動力元件

動力元件的作用是把原動機的機械能轉換成液體的壓力能，指液壓系統中的油泵，它向整個液壓系統提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。

執行元件

執行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是把液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往複運動或回轉運動。

控制元件

控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統中控制和調節液體的壓力、流量和方向。根據控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節流閥、調整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據控制方式不同，液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

輔助元件

輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位計、油溫計等。

液壓油

液壓油是液壓系統中傳遞能量的工作介質，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。

系統結構

液壓系統由信号控制和液壓動力兩部分組成，信号控制部分用于驅動液壓動力部分中的控制閥動作。

液壓動力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功能元件之間的相互關系。液壓源含有液壓泵、電動機和液壓輔助元件；液壓控制部分含有各種控制閥，其用于控制工作油液的流量、壓力和方向；執行部分含有液壓缸或液壓馬達，其可按實際要求來選擇。

液壓系統在分析和設計實際任務時，一般采用方框圖顯示設備中實際運行狀況。空心箭頭表示信号流，而實心箭頭則表示能量流。基本液壓回路中的動作順序—控制元件（二位四通換向閥）的換向和彈簧複位、執行元件（雙作用液壓缸）的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關閉。對于執行元件和控制元件，演示文稿都是基于相應回路圖符号，這也為介紹回路圖符号作了準備。

根據系統工作原理，您可對所有回路依次進行編号。如果第一個執行元件編号為0，則與其相關的控制元件标識符則為1。如果與執行元件伸出相對應的元件标識符為偶數，則與執行元件回縮相對應的元件标識符則為奇數。不僅應對液壓回路進行編号，也應對實際設備進行編号，以便發現系統故障。

DIN ISO1219-2标準定義了元件的編号組成，其包括下面四個部分：設備編号、回路編号、元件标識符和元件編号。如果整個系統僅有一種設備，則可省略設備編号。

實際中，另一種編号方式就是對液壓系統中所有元件進行連續編号，此時，元件編号應該與元件列表中編号相一緻。這種方法特别适用于複雜液壓控制系統，每個控制回路都與其系統編号相對應。

發展曆史

液壓系統1795年英國約瑟夫·布拉曼(Joseph Braman，1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質，以水壓機的形式讓其應用于工業上，誕生了世界上第一台水壓機。1905年把工作介質水改為油，又進一步得到改善。

第一次世界大戰(1914-1918)後液壓傳動廣泛應用，特别是1920年以後，發展更為迅速。液壓元件大約在19世紀末20世紀初的20年間，才開始進入正規的工業生産階段。1925年維克斯(F.Vikers)發明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎。20世紀初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究；910年對液力傳動(液力聯軸節、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領域得到了發展。

第二次世界大戰(1941-1945)期間，在美國機床中有30%應用了液壓傳動。應該指出，日本液壓傳動的發展較歐美等國家晚了多年。在1955年前後，日本迅速發展液壓傳動，1956年成立了“液壓工業會”。日本液壓傳動發展之快，居世界領先地位。

注意事項

有一點機械常識的人都知道，能量會互相轉換的，而把這個知識運用到液壓系統上解釋液壓系統的功率損失是最好不過了，液壓系統功率一方面會造成能量上的損失，使系統的總效率下降，另一方面，損失掉的這一部分能量會轉變成熱能，使液壓油的溫度升高，油液變質，導緻液壓設備出現故障。因此，設計液壓系統時，在滿足使用要求的前提下，還應充分考慮降低系統的功率損失。

第一，從動力源——泵的方面來考慮，考慮到執行器工作狀況的多樣化，有時系統需要大流量，低壓力；有時又需要小流量，高壓力。所以選擇限壓式變量泵為宜，因為這種類型的泵的流量随系統壓力的變化而變化。當系統壓力降低時，流量比較大，能滿足執行器的快速行程。當系統壓力提高時流量又相應減小，能滿足執行器的工作行程。這樣既能滿足執行器的工作要求，又能使功率的消耗比較合理。

第二，液壓油流經各類液壓閥時不可避免的存在着壓力損失和流量損失，這一部分的能量損失在全部能量損失中占有較大的比重。因此，合理選擇液壓器，調整壓力閥的壓力也是降低功率損失的一個重要方面。流量閥按系統中流量調節範圍選取并保證其最小穩定流量能滿足使用要求，壓力閥的壓力在滿足液壓設備正常工作的情況下，盡量取較低的壓力。

第三，如果執行器具有調速的要求，那麼在選擇調速回路時，既要滿足調速的要求，又要盡量減少功率損失。常見的調速回路主要有：節流調速回路，容積調速回路，容積節流調速回路。其中節流調速回路的功率損失大，低速穩定性好。而容積調速回路既無溢流損失，也無節流損失，效率高，但低速穩定性差。如果要同時滿足兩方面的要求，可采用差壓式變量泵和節流閥組成的容積節流調速回路，并使節流閥兩端的壓力差盡量小，以減小壓力損失。

第四，合理選擇液壓油。液壓油在管路中流動時，會呈現出黏性，而黏性過高時，會産生較大的内摩擦力，造成油液發熱，同時增加油液流動時的阻力。當黏性過低時，易造成洩漏，降低系統容積效率，因此，一般選擇黏度适宜且黏溫特性比較好的油液。另外，當油液在管路中流動時，還存在着沿程壓力損失和局部壓力損失，因此設計管路時盡量縮短管道，同時減少彎管。

以上就是避免液壓系統功率損失所提出來的幾點工作，但是影響液壓系統功率損失的因素還有很多，所以如果當具體設計一液壓系統時，還需綜合考慮其他各個方面的要求。

修理維護

一個液壓系統的好壞不僅取決于系統設計的合理性和系統元件性能的的優劣，還因系統的污染防護和處理，系統的污染直接影響液壓系統工作的可靠性和元件的使用壽命，據統計，國内外的的液壓系統故障大約有70%是由于污染引起的。

油液污染

油液污染對系統的危害主要如下：

1）元件的污染磨損

油液中各種污染物引起元件各種形式的磨損，固體顆粒進入運動副間隙中，對零件表面産生切削磨損或是疲勞磨損。高速液流中的固體顆粒對元件的表面沖擊引起沖蝕磨損。油液中的水和油液氧化變質的生成物對元件産生腐蝕作用。此外，系統的油液中的空氣引起氣蝕，導緻元件表面剝蝕和破壞。

2）元件堵塞與卡緊故障

固體顆粒堵塞液壓閥的間隙和孔口，引起閥芯阻塞和卡緊，影響工作性能，甚至導緻嚴重的事故。

液壓系統3）加速油液性能的劣化

油液中的水和空氣以其熱能是油液氧化的主要條件，而油液中的金屬微粒對油液的氧化起重要催化作用，此外，油液中的水和懸浮氣泡顯著降低了運動副間油膜的強度，使潤滑性能降低。

一、污染物的種類

污染物是液壓系統油液中對系統起危害作用的的物質，它在油液中以不同的形态形式存在，根據其物理形态可分成：固态污染物、液态污染物、氣态污染物。

固态污染物可分成硬質污染物，有：金剛石、切削、矽沙、灰塵、磨損金屬和金屬氧化物；軟質污染物有：添加劑、水的凝聚物、油料的分解物與聚合物和維修時帶入的棉絲、纖維。

液态污染物通常是不符合系統要求的切槽油液、水、塗料和氯及其鹵化物等，通常我們難以去掉，所以在選擇液壓油時要選擇符合系統标準的液壓油，避免一些不必要的故障。

氣态污染物主要是混入系統中的空氣。

這些顆粒常常是如此的細小，以至于不能沉澱下來而懸浮于油液之中，最後被擠到各種閥的間隙之中，對一個可靠的液壓系統來說，這些間隙的對實現有限控制、重要性和準确性是極為重要的。

二、污染物的來源：

系統油液中污染物的來源途徑主要有以下幾個方面：

1）外部侵入的污染物：外部侵入污染物主要是大氣中的沙礫或塵埃，通常通過油箱氣孔，油缸的封軸，泵和馬達等軸侵入系統的。主要是使用環境的影響。

2）内部污染物：元件在加工時、裝配、調試、包裝、儲存、運輸和安裝等環節中殘留的污染物，當然這些過程是無法避免的，但是可以降到最低，有些特種元件在裝配和調試時需要在潔淨室或潔淨台的環境中進行。3）液壓系統産生的污染物：系統在運作過程當中由于元件的磨損而産生的顆粒，鑄件上脫落下來的砂粒，泵、閥和接頭上脫落下來的金屬顆粒，管道内鏽蝕剝落物以其油液氧化和分解産生的顆粒與膠狀物，更為嚴重的是系統管道在正式投入作業之前沒有經過沖洗而有的大量雜質。

故障診斷

液壓系統液壓傳動系統由于其獨特的優點，即具有廣泛的工藝适應性、優良的控制性能和較低廉的成本，在各個領域中獲得愈來愈廣泛的應用。但由于客觀上元件、輔件質量不穩定和主觀上使用、維護不當，且系統中各元件和工作液體都是在封閉油路内工作，不象機械設備那樣直觀，也不象電氣設備那樣可利用各種檢測儀器方便地測量各種參數，液壓設備中，僅靠有限幾個壓力表、流量計等來指示系統某些部位的工作參數，其他參數難以測量，而且一般故障根源有許多種可能，這給液壓系統故障診斷帶來一定困難。

在生産現場，由于受生産計劃和技術條件的制約，要求故障診斷人員準确、簡便和高效地診斷出液壓設備的故障；要求維修人員利用現有的信息和現場的技術條件，盡可能減少拆裝工作量，節省維修工時和費用，用最簡便的技術手段，在盡可能短的時間内，準确地找出故障部位和發生故障的原因并加以修理，使系統恢複正常運行，并力求今後不再發生同樣故障。

液壓系統故障診斷的一般原則

正确分析故障是排除故障的前提，系統故障大部分并非突然發生，發生前總有預兆，當預兆發展到一定程度即産生故障。引起故障的原因是多種多樣的，并無固定規律可尋。統計表明，液壓系統發生的故障約90%是由于使用管理不善所緻為了快速、準确、方便地診斷故障，必須充分認識液壓故障的特征和規律，這是故障診斷的基礎。

以下原則在故障診斷中值得遵循：

（1）首先判明液壓系統的工作條件和外圍環境是否正常需首先搞清是設備機械部分或電器控制部分故障，還是液壓系統本身的故障，同時查清液壓系統的各種條件是否符合正常運行的要求。

（2）區域判斷根據故障現象和特征确定與該故障有關的區域，逐步縮小發生故障的範圍，檢測此區域内的元件情況，分析發生原因，最終找出故障的具體所在。

（3）掌握故障種類進行綜合分析根據故障最終的現象，逐步深入找出多種直接的或間接的可能原因，為避免盲目性，必須根據系統基本原理，進行綜合分析、邏輯判斷，減少懷疑對象逐步逼近，最終找出故障部位。

（4）驗證可能故障原因時，一般從最可能的故障原因或最易檢驗的地方開始，這樣可減少裝拆工作量，提高診斷速度。

（5）故障診斷是建立在運行記錄及某些系統參數基礎之上的。建立系統運行記錄，這是預防、發現和處理故障的科學依據；建立設備運行故障分析表，它是使用經驗的高度概括總結，有助于對故障現象迅速做出判斷；具備一定檢測手段，可對故障做出準确的定量分析。

2、故障診斷方法

日常查找液壓系統故障的傳統方法是邏輯分析逐步逼近斷。

液壓系統基本思路是綜合分析、條件判斷。即維修人員通過觀察、聽、觸摸和簡單的測試以及對液壓系統的理解，憑經驗來判斷故障發生的原因。當液壓系統出現故障時，故障根源有許多種可能。采用邏輯代數方法，把可能故障原因列表，然後根據先易後難原則逐一進行邏輯判斷，逐項逼近，最終找出故障原因和引起故障的具體條件。

故障診斷過程中要求維修人員具有液壓系統基礎知識和較強的分析能力，方可保證診斷的效率和準确性。但診斷過程較繁瑣，須經過大量的檢查，驗證工作，而且隻能是定性地分析，診斷的故障原因不夠準确。為減少系統故障檢測的盲目性和經驗性以及拆裝工作量，傳統的故障診斷方法已遠不能滿足現代液壓系統的要求。随着液壓系統向大型化、連續生産、自動控制方向發展，又出現了多種現代故障診斷方法。如鐵譜技斷，可從油液中分離出來的各種磨粒的數量、形狀、尺寸、成分以及分布規律等情況，及時、準确地判斷出系統中元件的磨損部位、形式、程度等。而且可對液壓油進行定量的污染分析和評價，做到在線檢測和故障預防。

基于人工智能的專家診斷系斷，它通過計算機模仿在某一領域内有經驗專家解決問題的方法。把故障現象通過人機接口輸入計算機，計算機根據輸入的現象以及知識庫中的知識，可推算出引起故障的原因，然後通過人機接口輸出該原因，并提出維修方案或預防措施。這些方法給液壓系統故障診斷帶來廣闊的前景，給液壓系統故障診斷自動化奠定了基礎。但這些方法大都需要昂貴的檢測設備和複雜的傳感控制系統和計算機處理系統，有些方法研究起來有一定困難，一般情況下不适應于現場推廣使用。下面介紹一種簡單、實用的液壓系統故障診斷方法。

基于參數測量的故障診斷系統

一個液壓系統工作是否正常，關鍵取決于兩個主要工作參數即壓力和流量是否處于正常的工作狀态，以及系統溫度和執行器速度等參數的正常與否。液壓系統的故障現象是各種各樣的，故障原因也是多種因素的綜合。同一因素可能造成不同的故障現象，而同一故障又可能對應着多種不同原因。例如：油液的污染可能造成液壓系統壓力、流量或方向等各方面的故障，這給液壓系統故障診斷帶來極大困難。

參數測量法診斷故障的思路是這樣的，任何液壓系統工作正常時，系統參數都工作在設計和設定值附近，工作中如果這些參數偏離了預定值，則系統就會出現故障或有可能出現故障。即液壓系統産生故障的實質就是系統工作參數的異常變化。因此當液壓系統發生故障時，必然是系統中某個元件或某些元件有故障，進一步可斷定回路中某一點或某幾點的參數已偏離了預定值。這說明如果液壓回路中某點的工作參數不正常，則系統已發生了故障或可能發生了故障，需維修人員馬上進行處理。這樣在參數測量的基礎上，再結合邏輯分析法，即可快速、準确地找出故障所在。參數測量法不僅可以診斷系統故障，而且還能預報可能發生的故障，并且這種預報和診斷都是定量的，大大提高了診斷的速度和準确性。

這種檢測為直接測量，檢測速度快，誤差小，檢測設備簡單，便于在生産現場推廣使用。适合于任何液壓系統的檢測。測量時，既不需停機，又不損壞液壓系統，幾乎可以對系統中任何部位進行檢測，不但可診斷已有故障，而且可進行在線監測、預報潛在故障。

參數測量法原理

隻要測得液壓系統回路中所需任意點處工作參數，讓其與系統工作的正常值相比較，即可判斷出系統工作參數是否正常，是否發生了故障以及故障的所在部位。

液壓系統液壓系統中的工作參數，如壓力、流量、溫度等都是非電物理量，用通用儀器采用間接測量法測量時，首先需利用物理效應把這些非電量轉換成電量，然後經放大、轉換和顯示等處理，被測參數則可用轉換後的電信号代表并顯示。由此可判斷液壓系統是否有故障。但這種間接測量方法需各種傳感器，檢測裝置較複雜，測量結果誤差大、不直觀，不便于現場推廣使用。

通過多年的教學和生産實踐，設計出一種簡單、實用的液壓系統故障檢測回路。檢測回路通常和被檢測系統并聯連接，此連接需在被測點設置的雙球閥三通接頭，它主要用于對系統進行不拆卸檢測。它對液壓系統所需點的各種參數進行直接的快速檢測，不需任何傳感器，它可同時檢測系統中的壓力、流量和溫度三個參數，而執行器的速度和轉速則可通過測量出口流量的方法計算得到。例如：隻要在泵出口及執行器進、出口安裝雙球閥三通，則通過測量1、2、3三點的壓力、流量及溫度值，則可立刻診斷出故障所在的大緻部位（泵源、控制傳動部分或執行器部分）。增加參數檢測點，則可縮小故障發生區域。

系統正常工作時，閥門1開啟，2關閉，檢測口罩上防塵罩，以防污染。檢測時，隻要把檢測回路與檢測口接通，即旋緊活接頭螺紋并打開閥門2。通過調節閥門1和溢流閥7即可方便地測出壓力、流量、溫度、速度等參數。但要求系統配管時，把雙球閥三通在需檢測系統參數的部位當作接管或彎管接頭來配置。

參數測量方法

第1步：測壓力，首先把檢測回路的軟管接頭與雙球閥三通螺紋接口旋緊接通。打開球閥2，關死溢流閥3，切斷回油通道，這時從壓力表上可直接讀出所測點的壓力值（為系統的實際工作壓力）。

第2步：測流量和溫度——慢慢松開溢流閥7手柄，再關閉球閥1。重新調整溢流閥7，使壓力表4讀數為所測壓力值，此時流量計5讀數即為所測點的實際流量值。同時溫度計6上可顯示出油液溫度值。

第3步：測轉速（速度）——不論泵、馬達或缸其轉速或速度僅取決于兩個因素，即流量和它本身的幾何尺寸（排量或面積），所以隻要測出馬達或缸的輸出流量（對泵為輸入流量），除以其排量或面積即得到轉速或速度值。

2.2參數測量法實例

此系統在調試中出現以下現象：泵能工作，但供給合模缸和注射缸的高壓泵壓力上不去（壓力調至8.0Mpa左右，再無法調高），泵有輕微的異常機械噪聲，水冷系統工作，油溫、油位均正常，有回油。

從回路分析故障有以下可能原因：

（1）溢流閥故障。可能原因：調整不正确，彈簧屈服，阻尼孔堵塞，滑閥卡住。

（2）電液換向閥或電液比例閥故障。可能原因：複位彈簧折斷，控制壓力不夠，滑閥卡住，比例閥控制部分故障。

（3）液壓泵故障。可能原因：泵轉速過低，葉片泵定子異常磨損，密封件損壞，泵吸入口進入大量空氣，過濾器嚴重堵塞。

故障診斷方法

（1）應用傳統的邏輯分析逐步逼近法。需對以上所有可能原因逐一進行分析判斷和檢驗，最終找出故障原因和引起故障的具體元件。此法診斷過程繁瑣，須進行大量的裝拆、驗證工作，效率低，工期長，并且隻能是定性分析，診斷不夠準确。

（2）應用基于參數測量的故障診斷系統。隻需在系統配管時，在泵的出口a、換向閥前b及缸的入口c三點設置雙球閥三通，則利用故障診斷檢測回路，在幾秒鐘内即可把系統故障限制在某區域内并根據所測參數值診斷出故障所在。檢測過程如下：

（a）把故障診斷回路與檢測口a接通，打開球閥2并旋松溢流閥7，再關死球閥1，這時調節溢流閥7即可從壓力表4上觀察泵的工作壓力變化情況，看其是否能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值。若不能則說明是泵本身故障，若能說明不是泵故障，則應繼續檢測。

（b）若泵無故障，則利用故障診斷回路檢測b點壓力變化情況。若b點工作壓力能超過8.0Mpa并上升至所需高壓值，則說明系統主溢流閥工作正常，需繼續檢測。

若溢流閥無故障，則通過檢測c點壓力變化情況即可判斷出是否換向閥或比例閥故障。

通過檢測最終故障原因是葉片泵内漏嚴重所引起。拆卸泵後方知，葉片泵定子由于滑潤不良造成異常磨損，引起内漏增大，使系統壓力提不高，進一步發現是由于水冷系統的水漏入油中造成油乳化而失去潤滑作用引起的。

3、結論

參數測量法是一種實用、新型的液壓系統故障診斷方法，它與邏輯分析法相結合，大大提高了故障診斷的快速性和準确性。首先這種測量是定量的，這就避免了個人診斷的盲目性和經驗性，診斷結果符合實際。其次故障診斷速度快，經過幾秒到幾十秒即可測得系統的準确參數，再經維修人員簡單的分析判斷即得到診斷結果。再者此法較傳統故障診斷法降低系統裝拆工作量一半以上。

此故障診斷檢測回路具有以下功能：

（1）能直接測量并直觀顯示液流流量、壓力和溫度，并能間接測量泵、馬達轉速。

（2）可以利用溢流閥對系統中被測部分進行模拟加載，調壓方便、準确；為保證所測流量準确性，可從溫度表直接觀察測試溫差（應小于±3℃）。

（3）适應于任何液壓系統，且某些系統參數可實現不停車檢測。

（4）結構輕便簡單，工作可靠，成本低廉，操作簡便。

這種檢測回路把加載裝置和簡單的檢測儀器結合在一起，可做成便攜式檢測儀，測量快速、方便、準确，适于在現場推廣使用。它為檢測、預報和故障診斷自動化打下基礎。

系統維護

一個系統在正式投入之前一般都要經過沖洗，沖洗的目的就是要清除殘留在系統内的污染物、金屬屑、纖維化合物、鐵心等，在最初兩小時工作中，即使沒有完全損壞系統，也會引起一系列故障。所以應該按下列步驟來清洗系統油路：

1）用一種易幹的清潔溶劑清洗油箱，再用經過過濾的空氣清除溶劑殘渣。

2）清洗系統全部管路，某些情況下需要把管路和接頭進行浸漬。

3）在管路中裝油濾，以保護閥的供油管路和壓力管路。

4）在集流器上裝一塊沖洗闆以代替精密閥，如電液伺服閥等。

液壓系統5）檢查所有管路尺寸是否合适，連接是否正确。

要是系統中使用到電液伺服閥，我不妨多說兩句，伺服閥得沖洗闆要使油液能從供油管路流向集流器，并直接返回油箱，這樣可以讓油液反複流通，以沖洗系統，讓油濾濾掉固體顆粒，沖洗過程中，沒隔1～2小時要檢查一下油濾，以防油濾被污染物堵塞，此時旁路不要打開，若是發現油濾開始堵塞就馬上換油濾。

沖洗的周期由系統的構造和系統污染程度來決定，若過濾介質的試樣沒有或是很少外來污染物，則裝上新的油濾，卸下沖洗闆，裝上閥工作！

有計劃的維護：建立系統定期維護制度，對液壓系統較好的維護保養建議如下：

1）至多500小時或是三個月就要檢查和更換油液。

2）定期沖洗油泵的進口油濾。

3）檢查液壓油被酸化或其他污染物污染情況，液壓油的氣味可以大緻鑒别是否變質。

4）修護好系統中的洩漏。

5）确保沒有外來顆粒從油箱的通氣蓋、油濾的塞座、回油管路的密封墊圈以及油箱其他開口處進入油箱。

異常現象

壓力損失

由于液體具有黏性，在管路中流動時又不可避免地存在着摩擦力，所以液體在流動過程中必然要損耗一部分能量。這部分能量損耗主要表現為壓力損失。

壓力損失有沿程損失和局部損失兩種。沿程損失是當液體在直徑不變的直管中流過一段距離時，因摩擦而産生的壓力損失。局部損失是由于管路截面形狀突然變化、液流方向改變或其他形式的液流阻力而引起的壓力損失。總的壓力損失等于沿程損失和局部損失之和。由于壓力損失的必然存在，所以泵的額定壓力要略大于系統工作時所需的最大工作壓力，一般可把系統工作所需的最大工作壓力乘以一個1.3~1.5的系數來估算。

流量損失

在液壓系統中，各被壓元件都有相對運動的表面，如液壓缸内表面和活塞外表面，因為要有相對運動，所以它們之間都有一定的間隙。如果間隙的一邊為高壓油，另一邊為低壓油，則高壓油就會經間隙流向低壓區從而造成洩漏。同時，由于液壓元件密封不完善，一部分油液也會向外部洩漏。這種洩漏造成的實際流量有所減少，這就是我們所說的流量損失。

流量損失影響運動速度，而洩漏又難以絕對避免，所以在液壓系統中泵的額定流量要略大于系統工作時所需的最大流量。通常也可以用系統工作所需的最大流量乘以一個1.1~1.3的系數來估算。

液壓沖擊

原因：執行元件換向及閥門關閉使流動的液體因慣性和某些液壓元件反應動作不夠靈敏而産生瞬時壓力峰值，稱液壓沖擊。其峰值可超過工作壓力的幾倍。

危害：引起振動，産生噪聲；使繼電器、順序閥等壓力元件産生錯誤動作，甚至造成某些元件、密封裝置和管路損壞。

措施：找出沖擊原因避免液流速度的急劇變化。延緩速度變化的時間，估算出壓力峰值，采用相應措施。如把流動換向閥和電磁換向閥聯用，可有效地防止液壓沖擊。

空穴現象

液壓系統現象：如果液壓系統中滲入空氣，液體中的氣泡随着液流運動到壓力較高的區域時，氣泡在較高壓力作用下迅速破裂，從而引起局部液壓沖擊，造成噪聲和振動。另外，由于氣泡破壞了液流的連續性，降低了油管的通油能力，造成流量和壓力的波動，使液壓元件承受沖擊載荷，影響其使用壽命。

原因：液壓油中總含有一定量的水分，通常可溶解于油中，也可以氣泡的形式混合于油中。當壓力低于空氣分離壓力時，溶解于油中的空氣分離出來，形成氣泡；當壓力降至油液的飽和蒸氣壓力以下時，油液會沸騰而産生大量氣泡。這些氣泡混雜于油液中形成不連續狀态，這種現象稱為空穴現象。

部位：吸油口及吸油管中低于大氣壓處，易産生氣穴；油液流經節流口等狹小縫隙處時，由于速度的增加，使壓力下降，也會産生氣穴。

危害：氣泡随油液運動到高壓區，在高壓作用下迅速破裂，造成體積突然減小、周圍高壓油高速流過來補充，引起局部瞬間沖擊，壓力和溫度急劇升高并産生強烈的噪聲和振動。

措施：要正确設計液壓泵的結構參數和泵的吸油管路，盡量避免油道狹窄和急彎，防止産生低壓區；合理選用機件材料，增加機械強度、提高表面質量、提高抗腐蝕能力。

氣蝕現象

原因：空穴伴随着氣蝕發生，空穴中産生的氣泡中的氧也會腐蝕金屬元件的表面，我們把這種因發生空穴現象而造成的腐蝕叫氣蝕。

部位：氣蝕現象可能發生在油泵、管路以及其他具有節流裝置的地方，特别是油泵裝置，這種現象最為常見。氣蝕現象是液壓系統産生各種故障的原因之一，特别在高速、高壓的液壓設備中更應注意。

危害和措施與空穴現象的相同。

空氣影響

液壓系統正常情況下液壓油中含有空氣的比例為6～8%，由于壓力的降低空氣可以從液壓油當中遊離出來，同時由于氣泡破裂對液壓元件的氣蝕而産生噪音，這種情況如果發生的頻繁劇烈時會使液壓系統工作不穩定，從而降低工作的效率。為了防止空氣影響液壓系統，在操作時需要注意以下幾點：

1、定期排除液壓系統當中的空氣，保證其正常工作。

2、液壓油泵的吸油管不僅做到密封良好還要做到不能露出油面。

3、液壓油泵的驅動裝置采用雙純正品油封以保證其封氣的功能良好。

液壓油當中如果含有過量的水分不但會使液壓油乳化變質，還會腐蝕液壓元件，加速設備的磨損。危害是十分巨大的。為了防止于水對液壓系統的危害，維修時除了在維修過程中就加以注意外，還要注意對液壓油儲油桶的維護，對于含水量大的液壓油要經過多次過濾已達到去除的目的。

為了延長液壓系統的使用壽命，降低整車故障發生，在作業中應避免粗暴操作，否則會在作業時産生沖擊負荷，會對液壓系統長生巨大的沖擊力，破壞液壓元件，油管和油封等。隻有使用的司機操作工認真總結經驗，不斷摸索修正自己的操作手法，經過長期作業後就會适應設備的個性，同時養成良好的操作習慣。除此之外在作業中還要注意發動機的運轉聲音，對于液壓系統出現的各種噪音必須查明原因及時排除。

主要特性

1、液壓傳動的優點

液壓系統（1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發生大的沖擊；

（2）能在給定範圍内平穩的自動調節牽引速度，并可實現無極調速；

（3）換向容易，在不改變電機旋轉方向的情況下，可以較方便地實現工作機構旋轉和直線往複運動的轉換；

（4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制；

（5）由于采用油液為工作介質，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；

（6）操縱控制簡便，自動化程度高；

（7）容易實現過載保護。

2、液壓傳動的缺點

（1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔；

（2）對液壓元件制造精度要求高，工藝複雜，成本較高；

（3）液壓元件維修較複雜，且需有較高的技術水平；

（4）用油做工作介質，在工作面存在火災隐患；

（5）傳動效率低。

發展前景

中國液壓技術缺少技術交流，液壓産品大部分都是用國外的液壓技術加工回來的，随着科技的發展，中國國内液壓技術已有很大的提高。

常見問題

一、液壓系統洩漏的原因

（1）設計及制造的缺陷所造成的；

（2）沖擊和振動造成管接頭松動；

（3）動密封件及配合件相互磨損（液壓缸尤甚）；

（4）油溫過高及橡膠密封與液壓油不相容而變質。下面就結合以上幾個方面淺談一下控制洩漏的措施。

二、控制液壓系統洩漏的控制方案

方案一：設計及制造缺陷的解決方法：

l、液壓元件外配套的選擇往往在液壓系統的洩漏中起着決定性的影響。這就決定我們技術人員在新産品設計、老産品的改進中，對缸、泵、閥件，密封件，液壓輔件等的選擇，要本着好中選優，優中選廉的原則慎重的、有比較的進行。

2、合理設計安裝面和密封面：當閥組或管路固定在安裝面上時，為了得到滿意的初始密封和防止密封件被擠出溝槽和被磨損，安裝面要平直，密封面要求精加工，表面粗糙度要達到0．8μm，平面度要達到0．01/100mm。表面不能有徑向劃痕，連接螺釘的預緊力要足夠大，以防止表面分離。

3、在制造及運輸過程中，要防止關鍵表面磕碰，劃傷。同時對裝配調試過程要嚴格的進行監控，保證裝配質量。

4、對一些液壓系統的洩露隐患不要掉已輕心，必須加以排除。

方案二：減少沖擊和振動：為了減少承受沖擊和振動的管接頭松動引起的液壓系統的洩漏，可以采取以下措施：

①使用減震支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動；

②使用低沖擊閥或蓄能器來減少沖擊；

③适當布置壓力控制閥來保護系統的所有元件；

④盡量減少管接頭的使用數量，管接頭盡量用焊接連接；

⑤使用直螺紋接頭，三通接頭和彎頭代替錐管螺紋接頭；

⑥盡量用回油塊代替各個配管；

⑦針對使用的最高壓力，規定安裝時使用螺栓的扭矩和堵頭扭矩，防止結合面和密封件被蠶食；

⑧正确安裝管接頭。

方案三：減少動密封件的磨損：大多數動密封件都經過精确設計，如果動密封件加工合格，安裝正确，使用合理，均可保證長時間相對無洩漏工作。從設計角度來講，設計者可以采用以下措施來延長動密封件的壽命：

1、消除活塞杆和驅動軸密封件上的側載荷；

2、用防塵圈、防護罩和橡膠套保護活塞杆，防止磨料、粉塵等雜質進入；

3、設計選取合适的過濾裝置和便于清洗的油箱以防止粉塵在油液中累積；

4、使活塞杆和軸的速度盡可能低。

方案四：對靜密封件的要求：

靜密封件在剛性固定表面之間防止油液外洩。合理設計密封槽尺寸及公差，使安裝後的密封件到一定擠壓産生變形以便填塞配合表面的微觀凹陷，并把密封件内應力提高到高于被密封的壓力。當零件剛度或螺栓預緊力不夠大時，配合表面會在油液壓力作用下分離，造成間隙或加大由于密封表面不夠平而可能從開始就存在的間隙。随着配合表面的運動，靜密封就成了動密封。粗糙的配合表面會磨損密封件，變動的間隙會蠶食密封件邊緣。

方案五：控制油溫防止密封件變質：

密封件過早變質可能是由多種因素引起的，一個重要因素是油溫過高。溫度每升高10℃則密封件壽命就會減半，所以應合理設計高效液壓系統或設置強制冷卻裝置，使最佳油液溫度保持在65℃以下；工程機械不許超過80℃；另一個因素可能是使用的油液與密封材料的相容性問題，應按使用說明書或有關手冊選用液壓油和密封件的型式和材質，以解決相容性問題，延長密封件的使用壽命。