液压泵主要参数及常见问题

创建于03.26

液压泵主要参数及常见问题

1.6.4液压泵的汽蚀和吸入性能

众所周知，高压、高转速是液压泵减小体积、减轻重量的重要途径，但高转速的阻碍之一就是气蚀，各类泵的抗气蚀性能都是以吸入性能来评价的。

（1）气蚀是常见的问题。液压油中溶解有少量的空气。液压系统工作时，在液流中，当压力（绝对压力）低于相应温度下油液的空气分离压力时，气体就会析出形成气泡，称为气蚀现象。这些气泡被液流带到高压区，在高压作用下，气泡迅速破裂，体积大幅度缩小、凝聚，周围的高压油以高速充满体积，形成液压冲击（又称水击）。冲击压力可达几百MPa，从而引起振动。当冲击压力大于与液流接触的材料的弹性极限时，金属表面就会产生机械损伤。液流中可能分离出酸性气体，引起氧化作用，甚至电化学作用，从而加速金属表面的腐蚀损伤。损伤区表面出现微小的空洞，损伤深度达几毫米。发生空化后，液体会变得浑浊，并伴有噪声，严重时甚至会断流。

在液压系统中，凡是压力低于空气分离压力的地方，都有可能产生气蚀现象。例如各类液压阀的节流阀、小口径管道等都可能产生气蚀现象，但最值得注意的是液压泵，它是液压系统的心脏。

液压泵的气蚀发生在吸油过程中，因为泵的吸油口和吸油腔内的绝对压力一般低于1个大气压（0.1MPa）。当液压泵吸油腔内的总压力克服过滤器、管道等各种阻力损失，使液流加速以跟上泵内挤压器的运动时，其余压力很容易低于空气分离压力，从而产生气蚀。气泡在高压区泄油过程中凝聚，产生气蚀。

气蚀现象不仅缩短液压泵的使用寿命、降低其效率，而且对整个液压系统及其他元件都会产生不良影响，因此应尽量避免。

（2）提高液压泵抗气蚀性能和吸入性能的措施在液压泵的制造与修理中，提高液压泵抗气蚀性能的措施有：增加吸油弧长或改变进油方向，以减少吸油阻力的损失或使离心力有利于吸油；采用机械性能和化学性能比较稳定的材料(如铜、不锈钢)，提高零件表面粗糙度，可改善工作质量，提高某些材料的硬度(如碳钢、不锈钢)等。

液压泵在使用和运转中，为避免液压泵发生汽蚀现象，应尽可能选用自吸能力强的液压泵，并尽量使吸油腔的最小吸入压力（极限吸入压力）大于液体的空气分离压力（空气分离压力与液体的种类、温度、空气溶解度有关），经测定：油温越高，空气溶解度越大，空气分离压力也就越大。最小吸入压力和自吸能力是液压泵的两个吸入性能指标，定义如下。

①最低吸入压力是保证液压泵在最高转速下能正常吸油，吸入口所允许的最低压力称为液压泵最低吸入压力。

②自吸能力：液压泵能借助大气压力自吸油，自吸泵的最低吸入压力（绝对压力）必须小于大气压力，自吸能力通常用真空度（大气压力与绝对压力之差）来表示，真空度越高，液压泵的自吸能力越强。

为了保证液压泵正常工作，液压泵吸油口的真空度不宜过大，即泵吸油口的绝对压力P2不宜过低，否则当绝对压力低于油液的空气分离压力PG时，溶解在油液中的空气就会分离析出形成气蚀，导致汽蚀。因此，必须限制液压泵吸油口的真空度或提高吸油口的压力。由此易见，限制吸油口真空度或提高液压泵吸油口压力的措施，除了要增大吸油管管径、缩短吸油管长度、减小局部阻力以减小（ρv2g2）/2和△P外，还必须限制液压泵的吸油高度HS。各种类型液压泵的吸油高度不同，一般取HS≤0.5m。若将液压泵安装在油箱液面以下，形成回流（HS为负时），更有利于降低液压泵吸油口的真空度。

从上例可以得出结论：在液压泵转速一定的条件下，为避免产生气蚀现象，应尽可能提高液压泵吸油口的总压力，具体措施可从以下几个方面着手。

①增大泵吸入管口径，降低液流速度。

②尽量缩短液压泵与油箱液面之间的高度。

③吸油管末端采用大容量过滤器，将液压泵浸入油箱（图n）的油中，减少阻力损失。

④大流量泵采用高架油箱，即油箱安装在液压泵的上方（图o），形成回流。

⑤辅助泵的设定目的是将具有一定压力的油液输送到主液压泵的吸油口。例如图P所示的液压系统中，辅助泵1向主液压泵2、3（均由同一液压马达4驱动）的吸油口供给压力油，其吸入压力由溢流阀5设定。泵2、泵3的最大排出压力分别由溢流阀6、7设定。

⑥采用加压油箱，即油箱密闭，向油箱内通入低压空气。如图Q所示，加压油箱的组成及原理：液压泵2从完全密闭的油箱9中吸油，油箱内充满经过滤的干燥空气。充气压力(略高于大气压力)由减压阀5设定，一般为0.05～0.07MPa。为防止压力不当，设置气压安全阀4、电接点压力表3及报警器。由于提高油箱压力会使油中空气含量增加，所以加压油箱只用于特殊场合(如喷气式客机的液压系统等)。

⑦对于在低温场合使用的泵，应对油箱中的油采取加热措施，避免因油温低、粘度大而产生汽蚀现象。

需要说明的是，液压泵的吸入性能只与泵本身的结构有关，齿轮泵、螺杆泵的吸入通道比较畅通，所以吸入性能较好；叶片泵、柱塞泵的吸入性能较差，这是因为吸入阀分配机构的阻力较大，吸入阀处的流动阻力最大，吸入性能最差。

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