在液压技术中,用来作为传递压力的液体,统称为压力介质。 早期的压力介质是水。液压的英语 hydraulics,在很多英汉词典中的解释就是水力学。
在 1905 年前后发现,矿物油——石油分馏精炼得到的碳氢化合物,比水黏稠, 因此,泄漏少得多,润滑性好得多,工作压力可以大大提高。鲜有腐蚀金属件的问 题。此外,由于矿物油的凝固点较水低得多、挥发点较水高得多,可以有更广的工作 温度范围,所以,更适宜作为压力介质。因此,在很短时间内就被普遍采用了。当时 还特别出现了“油压”一词,以强调区别于“水压”。
在 1905 年工作压力还仅为 4MPa,到了 1940 年,工作压力为 35MPa 的液压泵已系 列生产。
采用矿物油开创了现代液压技术。 目前,在液压系统中使用的压力介质,主要还是以矿物油为基体,约占 88%(壳牌 Shell 石油公司 2015 年统计),2016 年全世界消耗约 38 亿升液压油,约值 45 亿 美元。为叙述简便起见,本书一般情况下使用液压油或压力油泛指所有压力介质。 在现代液压技术中,液压油起着多方面的作用,须满足多种要求与期望,因此,遇到了多种问题,研发出了多种应对措施。
传递动力的媒介--液压油传递动力是液压油最基本的任务。 要传递动力,液压油就必须流动。液压油流动,会导致压力的下降,简称压降,也称压力损失或压差。
以下分别介绍影响压力损失的一些因素。
1.黏性
从一个瓶子里往外倒菜油、蜂蜜,会发觉,要比倒水明显来得慢,这是由于菜 油、蜂蜜的黏性高于水。
液体的黏性来自液体分子之间的吸引力。
推动一块放在液体上面的板(下图),会感到有一些阻力。原因在于,由于黏性,最高层的液体会随着上板运动,而最底层的液体会由于下板的不动而保持不动。夹在其中的液体,就相互牵制着,不情愿但又多少得动一些。这就是阻力的来源。液体黏性越高,阻力就越大。