现代液压发展方向――纯水液压传动

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在液压传动技术的发展进程中，水作为运动和动力传递介质曾起着非常重要的作用，在十七世纪末及随后的-百多年里，液压传动的介质-直是水。在二十世纪初期，石油工业的兴起和耐油合成橡胶的出现促进了液压传动技术由初始的水压传动进入占本世纪大部分时间的现有油压传动。但是液压油存在易燃、排放污染环境、长期使用容易氧化和变质、抗剪切能力差、粘度受油温影响大、再利用率低、废物处理难等严重缺点，使得油压传动在食品、医疗器械、电子、包装等行业的应用受到了限制。并且随着社会的发展，人们对人类赖以生存的环境有了-个更高的要求，从而激起人们研究干净的低成本矿物型液压油替代品。纯水具有无污染、来源广泛、节省能源、安全性、难燃性等特点正好满足了现代社会提出的这-要求，是最具有潜力的介质。因此，如何利用纯水作为液压系统的工作介质的课题引起了人们的普遍关注，纯水液压传动的研究已成为当今液压领域的-大热点。

二、纯水液压传动的优点1、纯水价格低廉，成本低，资源丰富，随地可取，并且其泄漏成本也极低。这对大量使用液压油的大型的液压系统，可以节省大量的液压油，经济效益可观。

2、工作环境干净，对环境污染校大家众所周知，使用矿物型液压油对环境的污染问题：-升矿物油可使-百万升水受到污染，泄漏的液压油可使周围的植物和动物死亡，使工作场所地面打滑，空气中充满异味，工作环境变得恶劣，而使用纯水作为工作介质无异味、对工作人员几乎无刺激、环保性能好、在泄漏时不会产生污染，特别适合于食品工业、制药业、家具制造等行业。

3、阻燃性好，安全性高，水是无毒、不燃烧的，这大大拓宽了液压系统的应用领域，热别是在高温明火等诚，更显示出其优越性。

4、压缩系数小 ，响应快，由于水的可压缩性比油小得多，这样可以补偿-部分由于泄漏增加而造成的容积损失。因此，可使控制系统的执行元件精度更高。

5、纯水液压系统维修方便，工作介质中的杂质易于处理，维护成本较低；另外，在水下作业时，可以省去回油管、水箱等，使系统优化。

三、纯水液压传动的缺点及待解决的问题1、密封和润滑性差。水的粘度为0.55-l厘斯，同等温度下，它的粘度大约为矿物油的l l，50，甚至更低。因此，同等条件下纯水液压传动比油压传动的泄漏量大得多，使系统容积效率大大降低。另-方面，由于水粘度低，润滑性差，很难在摩擦副对偶面上形成液体润滑膜，也不能形成良好强度的边界膜，所以容易产288饱和蒸气压或气体分离压时，原先溶解在液体中的气体会分离出来产生大量的气泡，当这些气泡进入高压区凝结并溃灭时，局部产生的瞬间爆炸压力会造成过流表面的破坏，并导致元件和系统的性能降低，噪声升高，这就是气蚀现象。水的汽化压力高，而且水中存在有约为体积比2%的空气和许多微生物，特别容易使水气化，产生气蚀现象。

3、材料易被腐蚀。水的导电性比矿物油高数亿倍甚至数百亿倍，能引起绝大多数金属材料的电化学腐蚀和大多数高分子材料的老化，故容易造成液压元件等材料快速腐蚀。因此所有纯水液压元件的材料必须能够与水相容，具有优良的抗水腐蚀性能，使用不锈钢、铝合金和铜合金等材料可提高抗腐蚀性能，但仍然要注意防止缝隙腐蚀和点蚀，在水中滴加酸离子或碱离子是-种有效的解决措施。

4、容易发生水击现象。在纯水液压系统中，当液体流动突然停止时就会发生水击现象，它可使系统的振动和噪音增加，性能不稳定，典型的起因是快速关闭液压阀。通过系统的正确设计和元件的正确选择，可消除水击现象，使用蓄能器也能降低系统的刚度。

5、系统中容易产生水垢。水液压传动系统中，水介质经过-段时间的运行后，随着水温的升高，循环水会在液压元件及系统管道中产生水垢，水垢受到震动或冲击后，分解为不溶于水的微信柳入系统，加剧液压元件的摩擦，影响液压元件的密封性能，甚至会造成液压系统回路的阻塞。

6、防冻问题及元件设计理论。由于水的理化特性不同于液压油，从而造成传统油压元件设计理论与方法不完全适用于纯水液压传动，必须根据水的特性建立新的数学模型，进行新的理论和实验研究。另外，水在0℃时会结冰，影响其在低温环境下的使用，这就必须在其中加入防冻剂。

四、结束语纯水液压传动有着良好的环境友好效益，已愈来愈引起各国的普遍关注，西方-些发达国家早已率先开始了这方面的技术研究，并有成熟的产品问世。我国研究和应用纯水液压传动的组织比较少 ，技术水平与西方国家有很大差距，因此要积极参与这方面的研究工作，以缩小我国在此领域与西方国家的差距∩以预见，纯水液压传动技术在将来-定会取代目前的油压传动技术，成为液压传动发展的主流，具有十分广阔的发展和应用前景。