液壓泵主要參數及常見問題

创建于03.26

液壓泵主要參數及常見問題

1.6.4液壓泵的汽蝕和吸入性能

眾所周知，高壓、高轉速是減小液壓幫浦體積和重量的重要途徑。然而，高速的障礙之一是空化。各類幫浦的抗汽蝕性能，都是以吸入性能來評定的。

（1）氣蝕是一個常見的問題。液壓油中溶解有少量空氣。液壓系統運作時，在液體流動中，當壓力（絕對壓力）低於相應溫度下油液的空氣分離壓力時，氣體就會沉澱並形成氣泡，稱為空化現象。這些氣泡被液體流動帶到高壓區域。在高壓作用下，氣泡迅速破裂，體積大大縮小、凝聚。周圍的高壓油以高速充滿此容積，形成液壓衝擊（又稱水擊）。衝擊壓力可達數百MPa，從而引起振動。當衝擊壓力大於與液流接觸的材料的彈性極限時，金屬表面就會產生機械損傷。酸性氣體可能從液流中分離出來，引起氧化甚至電化學作用，加速金屬表面的腐蝕損壞。受損區域表面存在小型洞穴，受損深度達數毫米。發生空化後，液體會變得渾濁，並伴隨噪音，嚴重時甚至會斷流。

在液壓系統中，當壓力低於空氣分離壓力時，可能會發生氣蝕。例如各類液壓閥的節流閥、小口徑管等都可能產生氣蝕現象，但最值得注意的是液壓泵，它是液壓系統的心臟。

液壓泵的氣蝕現像是在吸油過程中產生的，因為泵浦的吸油口及吸油室內的絕對壓力一般低於1個大氣壓力(0.1MPa)。當液壓泵吸入室內的總壓力克服過濾器、管道等各種阻力損失，使液流加速以跟上泵內擠壓器的運動時，其餘壓力很容易低於空氣分離壓力，從而產生氣蝕現象。氣泡在高壓區洩油過程中凝結，產生氣蝕。

氣蝕不僅縮短液壓泵的使用壽命、降低其效率，而且對整個液壓系統和其他元件產生不良影響。因此應盡量避免。

（2）改善液壓泵抗氣蝕性能和吸油性能的措施在液壓泵的製造與修理中，改善液壓泵抗氣蝕性能的措施有：增加吸油弧長或改變進油方向，以減少吸油阻力損失或使離心力有利於吸油；採用機械性能和化學性能比較穩定的材料（如銅、鋼），提高不銹鋼的表面粗糙度，可提高不銹鋼的表面硬度（如不銹鋼、鋼），提高不銹鋼的表面粗糙度，可提高不銹鋼質量的表面硬度（如不銹鋼、鋼），提高不銹鋼的表面粗糙度，可提高不銹鋼的表面硬度（如不銹鋼、鋼），提高不銹鋼的表面粗糙度，可提高不銹鋼的材料質量（如不銹鋼、鋼），提高不銹鋼的表面粗糙度，可提高不銹鋼的表面硬度（如不銹鋼、鋼），提高不銹鋼的表面粗糙度，可提高不銹鋼的材料質量（如不銹鋼、鋼），提高不銹鋼的表面粗糙度，可提高不銹鋼的材料質量（如不銹鋼、鋼），提高不銹鋼的表面粗糙度，可提高不銹鋼的質量。

在液壓泵的使用和運轉中，為避免液壓泵產生汽蝕現象，應盡可能選用自吸能力強的液壓泵，並儘量使吸油室的最小吸入壓力（極限吸入壓力）大於液體的氣分壓力（氣分壓力與液體的種類、溫度、空氣溶解度等有關）。測定結果顯示：油溫越高，空氣溶解度越大，分離壓力越高。最小吸入壓力和自吸能力是液壓幫浦的兩個吸入性能指標，定義如下。

①最低吸入壓力是確保液壓幫浦在最高轉速下能正常吸油。吸入口所允許的最小壓力稱為液壓泵的最小吸入壓力。

②液壓幫浦具有自吸能力，可藉助大氣壓力自行吸油。自吸幫浦的最低吸入壓力（絕對壓力）必須小於大氣壓力。自吸能力通常以真空度（大氣壓力與絕對壓力之差）來表示。真空度越高，液壓幫浦的自吸能力越強。

為了確保液壓泵的正常工作，液壓泵吸油口的真空度不宜過大，即泵吸油口的絕對壓力P2不宜過低，否則當絕對壓力低於油液的空氣分離壓力PG時，溶解在油液中的空氣就會分離析出形成氣蝕，導致汽蝕。因此需要限制液壓幫浦吸油口的真空度，或提高吸油口的壓力。因此容易看出，限制吸油口真空度或提高液壓泵吸油口壓力的措施，不僅要增大吸油管管徑，縮短吸油管長度，減少局部阻力以減小（ρv2g2）/2和△P，還應限制液壓泵吸油高度HS。各種類型液壓幫浦的吸油高度不同，一般取HS≤0.5m。若將液壓幫浦安裝在油箱液面以下，形成回流（HS為負時），更有利於降低液壓幫浦吸油口的真空度。

從上面的例子可以得出結論：在液壓泵轉速一定的條件下，為了避免產生氣蝕現象，應盡可能的提高液壓泵吸入口的總壓力。具體措施可從以下幾個方面著手。

①增大幫浦吸入管口徑，降低液流速度。

②盡量縮短液壓幫浦與油箱液面之間的高度。

③吸油管末端採用大容量過濾器，將液壓幫浦浸入油箱（圖n）的油中，減少阻力損失。

④大流量幫浦採用高架油箱，即油箱安裝在液壓幫浦的上方（圖o），形成回流。

⑤輔助幫浦的設置目的是將具有一定壓力的油液輸送到主液壓幫浦的吸油口。例如圖P所示的液壓系統中，輔助幫浦1向主液壓幫浦2、3（皆由同一液壓馬達4驅動）的吸入口供給壓力油，吸入壓力由溢流閥5設定。泵浦2和泵浦3的最大排出壓力分別由溢流閥6和7設定。

⑥採用壓力油箱，即油箱密閉，並在油箱內通入低壓空氣。如圖Q所示，壓力油箱的組成及原理：液壓幫浦2從完全封閉的油箱9中吸油，油箱內充滿經過過濾的乾燥空氣。充氣壓力（略高於大氣壓力）由減壓閥5設定，通常為0.05～0.07MPa。為防止壓力不當，設有氣壓安全閥4、電接點壓力表3及警報裝置。由於提高油箱壓力會使油中的空氣含量增加，所以加壓油箱只用於特殊場合（如噴射客機的液壓系統等）。

⑦對於在低溫場合使用的泵，應對油箱中的油採取加熱措施，避免因油溫低、黏度大而產生汽蝕現象。

需要注意的是，液壓泵的吸入性能僅與泵浦本身的結構有關。齒輪幫浦和螺桿幫浦的吸入通道比較通暢，因此吸入性能較好。葉片泵浦、柱塞泵浦由於進液閥分配機構的阻力大，吸入性能較差。進液閥處流動阻力最大，吸入性能最差。

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