3.1　液体的物理性质

3.1.1　液体的密度

液体单位体积内的质量称为密度，通常用符号ρ来表示：

　　（3-1）

式中　m——液体的质量，kg；

V——液体的体积，m3。

液压油的密度随压力的增加而增大，随温度的升高而减小，但变化幅度很小。在常用的压力和温度范围内可近似认为其值不变。

3.1.2　液体的黏度

（1）液体的黏度　液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力会阻碍其产生相对运动，即在液体内部的分子间产生了内摩擦力。这种在流动的液体内部产生的摩擦力的性质，称为液体黏性。静止液体不呈现黏性。黏性是液体的重要物理性质，是选择液压油的重要依据。

液体黏性的大小用黏度来度量。黏度大，液层间内摩擦力就大，油液就“稠”；反之，油液就“稀”。

液体黏性的大小用黏度来表示。常用的液体黏度表示方法有三种，即动力黏度、运动黏度和相对黏度。

①动力黏度μ。动力黏度又称为绝对黏度，可以表示为式（3-2）。

　　（3-2）

液体动力黏度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力黏度的法定计量单位为Pa·s（1Pa·s=1N·s/m2）。

②运动黏度ν。液体的动力黏度μ与其密度ρ的比值称为液体的运动黏度，即：

　　（3-3）

液体的运动黏度没有明确的物理意义，因为理论分析和计算中常用到μ与ρ的比，为方便起见用ν表示。运动黏度的计量单位为m2/s（因为其单位有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动黏度），以前沿用的单位为St（斯），1m2/s=104St=106cSt（厘斯）。

我国液压油的牌号是用温度为40℃时的运动黏度的平均值来表示的。例如32号液压油就是指其在40℃时的运动黏度平均值为32mm2/s。

③相对黏度。动力黏度和运动黏度是理论分析和计算时使用的黏度，但两者均难以直接测量。因此，工程上常使用相对黏度。相对黏度又称为条件黏度，是采用特定的黏度计在规定的条件下测量出来的黏度。

用相对黏度计测量出相对黏度后，再根据相应的关系式换算出运动黏度或动力黏度。中国、德国、俄罗斯等国家采用的相对黏度是恩氏度°E。

恩氏黏度用恩氏黏度计测定。其方法是：将200mL温度为t（℃）的被测液体装入恩氏黏度计的容器内，测出液体经容器底部直径为2.8mm的小孔流尽所需时间t1。再测出200mL温度为20℃的蒸馏水在同一黏度计流尽所需时间t2。这两个时间的比值t1/t2即为被测液体在温度t（℃）下的恩氏黏度。

　　（3-4）

一般以20℃、40℃及100℃作为测定液体恩氏黏度的标准温度，其相应的恩氏黏度分别用°E20、°E40和°E100表示。

恩氏黏度与运动黏度之间的换算关系式为：

　　（3-5）

式中，ν的单位为m2/s。

（2）液体黏度与压力及温度的关系　液体的黏度随其压力增大而增大。但在一般液压系统的压力范围内，黏度增大的值很小，可忽略不计。

液压油的黏度对温度的变化十分敏感，如图3-1所示。温度升高，黏度显著下降，液压油的这种性质称为黏温特性。液压油的种类不同其黏温特性也不同，黏温特性好的液压油，黏度随温度的变化较小。黏温特性通常用黏度指数（VI）表示，黏度指数高，黏温曲线平缓，黏温特性好。一般液压油的黏度指数要求在90以上。

3.1.3　液体的可压缩性

液体受压力作用而体积减小的性质称为液体的可压缩性，液压油具有可压缩性，即受压后其体积会发生变化。

液压油可压缩性的大小用压缩系数k表示。设体积为V的液体，在压力变化量为Δp时，其体积的绝对变化量为ΔV。那么，其压缩系数k为：

　　（3-6）

式中　k——液体的体积压缩系数。

因为压力增大时液体的体积减小，所以上式的右边加一负号，以便使液体的体积压缩系数k为正值。

液压油的可压缩性对液压传动系统的动态性能影响较大，但当液压传动系统在静态（稳态）下工作时，一般可以不考虑液体的压缩性的影响。

3.1.4　液压油的其他性质

液压油还有其他一些物理化学性质，如抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、导热性、相容性（主要是指对密封材料不侵蚀、不溶胀的性质）以及纯净性等，都对液压系统工作性能有一定影响。