2.5 液压冲击和空穴现象

2.5.1 液压冲击

在液压系统中，当油路突然关闭或换向时，会产生急剧的压力升高，这种现象称为液压冲击。

产生液压冲击的原因主要有：流动液体的突然停止；静止液体的突然运动；流动液体的突然换向；运动部件的突然制动；静止部件的突然运动；运动部件速度的突然改变；某些液压元件动作的不灵敏等。

当管路内的油液以某一速度运动时，若在某一瞬间迅速截断油液流动的通道（如关闭阀门），则油液的流速将从某一数值在瞬间突然降至零，此时油液流动的动能将转化为油液的压力能，从而使压力急剧升高，造成液压冲击。高速运动的工作部件的惯性力也会引起系统中的压力冲击。例如，油缸部件要换向时，换向阀迅速关闭油缸原来的排油管路，这时油液不再排出，但活塞由于惯性作用仍在运动，从而引起压力急剧上升，造成压力冲击。液压系统中由于某些液压元件动作不灵敏，如不能及时地开启油路等，也会引起压力的迅速升高而形成冲击。

产生液压冲击时，系统中的压力波峰要比正常压力大几倍，甚至几十倍，特别是在压力高、流量大的情况下，极易引起系统的振动、噪音，甚至会导致管路、密封或液压元件的损坏。这样既影响了系统的工作质量，又会缩短系统的使用寿命。需要注意的是，由于压力冲击产生的瞬间高压可能会使某些液压元件（如压力继电器）产生误动作而损坏设备。

减少或防止液压冲击的主要方法有：尽量减慢阀门关闭速度或减小冲击波传播距离，使完全冲击改变为不完全冲击；限制管中油液的流速；用橡胶软管或在冲击源处设置蓄能器，以吸收液压冲击的能量；在出现液压冲击的地方安装限制压力的安全阀；在液压管路或元件中设置缓冲装置等。

2.5.2 空穴现象

在液流中，当某点压力低于液体所在温度下的空气分离压力时，原来溶于液体中的气体会分离出来而产生气泡，这就叫空穴现象。当压力进一步减小直至低于液体的饱和蒸气压时，液体就会迅速汽化，形成大量蒸气气泡，使空穴现象更为严重，从而使液流呈不连续状态。

如果液压系统中发生了空穴现象，液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时，一方面，气泡在较高压力作用下将迅速破裂，从而引起局部液压冲击，造成噪音和振动；另一方面，由于气泡破坏了液流的连续性，降低了油管的通油能力，造成流量和压力的波动，使液压元件承受冲击载荷，因此影响了其使用寿命。同时，气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面，我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫汽蚀。

泵的吸油口、油液流经节流部位、突然启闭的阀门、带大惯性负载的液压缸、液压马达在运转中突然停止或换向时等都将产生空穴现象。

为了减少汽蚀现象，应使液压系统内所有点的压力均高于液压油的空气分离压力。例如，应注意油泵的吸油高度不能太大，吸油管径不能太小，因为管径过小就会使流速过快，从而造成压力降得很低，油泵的转速不要太高，管路应密封良好，油管出口应没入油面以下等。总之，应避免流速的剧烈变化和外界空气的混入。