1.4.8 液体流动中的压力和流量的损失

1.压力损失

   由于液体具有粘性,在管路中流动时又不可避免地存在着庄擦力,所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。

   压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生地压力损失。局部损失是由于管子截面形状突然变化、液流方向改变或其它形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。

  由于零件绐构不同。尺寸的偏差与表面粗糙度的不同,要准确地计算出总的压力损失的数值是困难的。但压力损失又是液压传动中—个必须考虑的因素,它关系到确定系统所需的供油压力和系统工作时的温升,生产实践中也希望压力损失尽可能小些。

   由于压力损失的必然存在,所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的最大压力,一般可将系统工作所需的最大压力乘以—个1.3~1.5的系数来估算。

2.流量损失

    在液压系统中,各液压元件部有相时运动的表面,如液压缸筒内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油，则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄潺。这种泄漏造成实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。

   流量损失影响运动速度,而泄漏又难以绝对避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的最大流量。通常也可以用系统工作所需的最大流重乘以一个1.1~1.3的系数来估算.

      1.4.9 液压冲击和空穴现象

1. 液压冲击

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

   造成液压冲击的主要原因是液压速度的急剧变化、高速运动工作部件的惯性力和某些液压元件反应动作不够灵敏。

   当导管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某一瞬间突然眸至零，此时油液流动的动能将转化为油液的挤压能，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,倒如不能及时地开启油路，也会引起压力的迅速升高形成冲击。

   产生液压冲击时,系统中的压力瞬间就要比正常压力大好几倍。特别是在压力大、流量大的情况下,极易引起系统的振动、噪音甚至导致油管或某些液压元件的损坏,既影晌系统的工作质量又会缩短其使用寿命。 还要注意的是由于压力冲击产生的高压力可能使某些液压元件(如压力继电器)产生误动作,而损坏设备.

   避免液压冲击的主要办法是避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间能有效的防止液压冲击。如将液动换向阀和电磁换向阀联用可减少液压冲击，因为液动换向阀能把换向时间控制得慢一些。

2.空穴现象

    在液流中当某点压力低于液体的饱和蒸气压时,液体就汽化形成气泡,同时原来溶于液体中的气体也会分离出来产生气泡,从而使液流呈不连续状态,这就叫空穴现象。

   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，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,影晌其使用寿命。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气蚀。

   在液压传动装置中,气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其它具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象最为常见。

   为了碱少汽蚀现象,应使液压系统内所有各点的压力均高于液压油的空气分解压力.例如应注意油泵的吸油高度不能太高，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,回油管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,

    汽蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。