黏温特性曲线
据历史资料,二次大战时,纳粹德国的坦克都装有液压马达,操纵灵活,爬山涉水,挺进神速。进攻苏联是在 6 月 22 日开始的,短短两个多月,就已兵临莫斯科城 下。没料到冬天提前到来,气温骤降,液压油黏度陡增,以致坦克行动艰难,成为活 靶子,最后兵败城下。由此可见,液压油的黏温特性也曾影响过历史进程,不可小 觑。
以后的研究发现,添加少量高分子化合物可以改善矿物油的黏温特性。
- 黏压特性
矿物油的黏度,不仅受温度影响,也随压力增加而增加。
因此,必须根据液压系统的环境温度、实际工作温度、压力、速度范围,选择恰 当黏度的液压油。
- 层流和紊流
如果注意观察从自来水龙头中流出的水(见下图),可以发觉,在流量较小 时,水柱晶莹透亮,形状相对稳定;而流量增大以后,水柱就不再透亮了,似有多 泡,形状湍动不安。前者被称为层流,后者被称为紊流。
层流之所以看上去透明稳定,是因为液体的流速较低,液体分子团相互之间的吸 引力高于它们的惯性力,流动没有漩涡,因此稳定有序。
而当流量增大以后,流速增高,液体分子团的惯性力超过相互间的吸引力,分子 团各行其道,相互撞击,无稳定轨迹,就成为紊流。
在管道中,液体的流动也同样有层流a与紊流b之分(见下图)。
层流时,压力损失较低,大致与平均流速成正比。 紊流时,由于分子团相互撞击严重,压力损失较高,大致与平均流速的平方成正比。
1.影响流态的因素
影响流态的主要因素:黏度、流速、管径
黏度越低则分子团相互之间的吸引力越小,流速越高则惯性力越大,而管径越 大,则液体流动时可依附的部分相对就少,流动越容易成为紊流。
2.流态的转变
如果缓慢开大自来水开关,在层流转为紊流后,再缓慢关小开关,仔细观察,会发现,必须关到更小的开度,紊流才会回复为层流。这与日常生活经验相符:保持整 齐不变为混乱易,而由混乱再恢复为整齐难。
也正是这点,给液压技术带来了最基本的不确定性。在层流和紊流时,压力损失 与流量之间还有一个基本固定的关系。但在层流-紊流过渡区,就不能断定,流态是 紊流还是层流,也就无法估算出压力损失。
- 液流通道的形状 根据对压力损失的影响,液流通道可分为以下两种类型
1.长通道,面积和形状没有突然改变,压力就逐渐下降,术语称沿程损失。这里,造成压力下降的主要原因是液体相互间,以及液体与管道壁的摩擦力。
因为管径越大,与管道壁发生摩擦的液体相对总量越少,所以,压降越小。
2.通流面积或/和形状突然改变,如,小孔、弯头、管道分叉会合处等。在这些地方,由于液流方向改变,造成涡流、分子团相互撞击、*,内耗严重,导致压力 明显下降,术语称局部损失。
液压油的其它作用与特性
1.润滑运动部件
液压系统工作时总是会有相对运动的部件,术语称摩擦副。为了保证润滑,减少摩擦磨损,油的黏度必须保持在一定范围内。因为,黏度过 高,不易进入摩擦副之间;黏度过低,在摩擦副之间就停留不住,特别是在摩擦副承 受很大压力、相互高速运动时(见下图)。