2.5　液压冲击和气穴现象

2.5.1　液压冲击

在液压系统中，常常由于某些原因而使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为“液压冲击”。

（1）液压冲击的产生原因　在阀门突然关闭或液压缸快速制动等情况下，液体在系统中的流动会突然受阻。这时，由于液流的惯性作用，液体就从受阻端开始，迅速将动能逐层转换为压力能，因而产生了压力冲击波；此后，又从另一端开始，将压力能逐层转化为动能，液体又反向流动；然后，又再次将动能转换为压力能，如此反复地进行能量转换。由于这种压力波的迅速往复传播，便在系统内形成压力振荡。实际上，由于液体受到摩擦力以及液体和管壁的弹性作用，不断消耗能量才使振荡过程逐渐衰减而趋向稳定。

（2）液压冲击的危害　系统中出现液压冲击时，液体瞬时压力峰值可以比正常工作压力大好几倍。液压冲击会损坏密封装置、管道或液压元件，还会引起设备振动，产生很大噪声。有时，液压冲击使某些液压元件如压力继电器、顺序阀等产生误动作，影响系统正常工作。

（3）减小液压冲击的主要措施

①延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。实践证明，运动部件制动换向时间若能大于0.2s，冲击就大为减轻。在液压系统中采用换向时间可调的换向阀就可做到这一点。

②限制管道流速及运动部件速度。例如在机床液压系统中，通常将管道流速限制在4.5m/s以下，液压缸所驱动的运动部件速度一般不宜超过10m/min等。

③适当加大管道直径，尽量缩短管路长度。必要时还可在冲击区附近安装蓄能器等缓冲装置来达到此目的。

④采用软管，以增加系统的弹性。

2.5.2　气穴

在流动的液体中，液压油中总是含有一定量的空气。空气可以溶解在液压油中，有时也以气泡的形式混合在液压油中。如果液压系统某处的压力低于空气分离压，原先溶解在液体中的空气就会分离出来，从而导致液体中出现大量的气泡，这种现象称为气穴现象。如果液体中的压力进一步降低到饱和蒸气压力，液体将迅速汽化，产生大量蒸气泡，使气穴现象更加严重。

液压系统中出现气穴现象时，大量的气泡破坏了液流的连续性，造成流量和压力脉动，气泡随液流进入高压区时又急剧破灭，以致引起局部液压冲击，发出噪声并引起振动，当附着在金属表面上的气泡破灭时，所产生的局部高温和高压会使金属剥蚀，这种由气穴造成的腐蚀作用称为“气蚀”。

为减少气穴和气蚀的危害，通常采取下列措施。

①减小小孔或缝隙前后的压力降。

②降低泵的吸油高度，适当加大吸油管内径，限制吸油管流速，尽量减少吸油管路中的压力损失（如及时清洗过滤器）。

③提高液压零件的抗气蚀能力，采用抗腐蚀能力强的金属材料。