液压系统中液压冲击的原因与预防处理

液压系统中液压冲击的原因与预防处理
摘要：液压冲击造成的危害十分巨大，给液压系统埋下了重大的安全隐患，液
压元件和测量仪表也易于遭到破坏，酿成的经济损失不可估量，因此加强液压冲
击的防治是十分必要的。

本文将对液压系统中液压冲击的原因以及预防处理的有
效措施加以探讨和分析，以期最大程度的减少和避免液压冲击的发生，确保液压
系统的稳定可靠运行。

关键词：液压系统；液压冲击；原因；预防处理措施
引言：
随着科技的快速发展，生产自动化已经成为了一种必然趋势，在机械设备中
液压系统发挥着不容忽视的作用，其组成元件众多，内部构造也十分精密，一旦
出现液压冲击，不但会直接破坏各类元件的结构，还会引起元件误动作，机械设
备的故障概率随之升高，使用效果也会大打折扣，严重损害了企业的利益。

为了
有效遏制液压冲击问题，必须要明确其产生原因，并以此为依据制定预防和处理
措施，才能有的放矢，将液压冲击造成的危害降到最低，在此情况下企业的经济
利益也能得到根本的保障。

一、液压系统中出现液压冲击的原因
一个完整的液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）
和液压油5个部分组成。

动力元件将原动机的机械能转换成液体的压力能；执行
元件将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动；控制
元件在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向；辅助元件则主要指液压
系统中的油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀等；液压
油是液压系统中传递能量的工作介质。

液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，用于控制工作油液的流量、压力和方向；执
行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求进行选择。

通常液压系统分为信
号控制和液压动力，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。

通过对液压系统结构和工作原理的分析可知，导致液压冲击的原因有多个层面，具体涉及到下面几点：
（1）管路中阀口突然关闭。

液压冲击的实质主要是，管路中流体因突然停止流动而导致其动能向压能的瞬间转变。

而当阀门开启时，设管路中压力恒定不变，若阀门突然关死，则管路中流体立即停止运动，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。

这样就很容易产生完全液压
冲击。

（2）高速运动的部件突然被制动。

液压系统的工作过程中油缸部件往往需要转换方向，此时排油管路会自动关闭，防止油液的流出，但是活塞仍然在继续动作，使得油缸压力在短时间内迅速增加，液压冲击也会随之发生。

其根本原因在
于换向阀的关闭速度过快，没有考虑到活塞在惯性的驱使下仍在运动，导致液压
系统中频频出现了液压冲击问题。

（3）某些元件动作不够灵敏。

液压元件会因使用频繁而出现磨损，连接处也会发生松动，这会削弱液压元件的性能，使之无法在系统下达指令以后迅速响应，比如说液压系统的压力超过标准范围时通常需要打开溢流阀，如果这一操作的时
间过长，将会导致液压系统的压力超过正常工作压力的数倍，发生这一现象既有
可能是设计方面的缺陷，选择的液压元件不能满足系统运行的实际需要，也有可
能是后期的维护保养不到位，这些问题都亟待得到解决。

二、液压冲击的预防处理措施
1、处理措施
液压冲击可导致冲击压力高达正常工作压力的3～4倍，使液压系统中的元件、管道、仪表等遭到破坏，且压力继电器误发信号，对液压系统产生了干扰，影响
液压系统的工作稳定性和可靠性，所以在发生液压冲击的第一时间启动应急预案，将其危害控制在最小范围内，这点尤为关键。

而液压冲击的处理措施如下所示：（1）如果管路中阀口突然关闭造成完全液压冲击，就必须要减慢换向阀的关闭速度，即延长换向时间。

可以选择采用比交流的液压冲击要小的直流电磁阀，
或采用可通过调节阻尼以及控制通过先导阀的压力和流量来减缓主换向阀阀芯的
换向（关闭）速度的带阻尼的电液换向阀。

其次，增大管径，减小流速，从而减
小流速的变化值，以减小缓冲压力；缩短管长，避免不必要的弯曲；采用软管也
是解决管路中阀口突然关闭造成完全液压冲击的重要方式。

（2）对于高速运动的部件突然被制动造成的液压冲击，可以从以下几个方面着手：首先，在油缸的行程终点采用减速阀，缓慢关闭油路而缓解了液压冲击；
然后，在油缸端部设置缓冲装置（如单向节流阀）控制油缸端部的排油速度，使
活塞运动到缸端停止时，平稳无冲击；或者是在油缸回油控制油路中设置平衡阀
和背压阀，以控制快速下降或水平运动的前冲冲击，并适当调高背压压力；还可
以采用带阻尼的液压换向阀，并调大阻尼值，即关小两端的单向节流阀。

抑或者
是设置蓄能器，以吸收冲击压力，如果情况严重，甚至可以重新选配活塞或更换
活塞密封圈，并适当降低工作压力，可减轻或消除液压冲击现象。

（3）在液压系统的设计阶段要秉持认真负责的态度，精挑细选液压元件，在使用元件之前应检测其质量和性能，确定合格后才能运用于液压系统之中。

系统
后期的维护管理也要落到实处，定期检查元件性能，损坏的元件要及时更换，对
于元件的连接处要进行加固处理，制定详细的维修计划，作为维修工作的主要依据，从根本上杜绝液压元件引起的液压冲击问题。

2、预防措施
（1）高速运动会产生液压冲击，因而要注意减慢阀门的关闭或换向动作速度。

（2）安全阀在液压系统中是关键性元件，在液压油缸的液流进出口安装控制液压油压力升高的安全阀。

（3）单向阀失灵或节流阀开口过大，造成换向阀芯滑动过快，也会形成液压冲击。

因此要对换向部位的节流阀和单向阀进行清洗检査。

（4）降低液压系统压力，提高油缸中活塞的背压力，检査液压油温是否过高（如果油温偏高，可加大冷却水流量）及进行一次液压油中气体的排除工作。

（5）注意在液压系统中控制液压油流速在较适宜的范围内。

（6）改进换向阀阀控制边的结构（在阀芯的棱边上开长方形或V型槽或做成锥形截流锥面），液压冲击可大为减小，使阀芯的滑动工作得到缓冲。

（7）通过电气控制的方式预防液压冲击，这类方法比较简洁、方便和高效，不需要对液压系统进行更大的调整。

首先，液压系统的响应时间一般为10ms级别，时间过长会影响系统的响应
速度，时间太短起不到减少液压冲击的目的，因而，可以在启动液压阀时先输出
电磁阀控制信号，然后输出系统压力流量控制信号，关闭液压阀时先清零系统压
力控制信号，然后再关闭液压阀控制信号，在此过程中增加延时环节，一般取
0.1s。

这样就可以保证开关液压阀时系统环境是低压或者是无压状态，可以有效
降低液压冲击。

其次，由于程序中每个动作都会设置不同的压力流量上升下降斜
坡，默认值设定为0～9.9s，为了避免锁模压力过冲的问题，可以有效灵活地利用比例压力，流量信号输出斜坡将可以大大提高液压系统平稳性和控制精度。

综上所述，液压系统中液压冲击的根本原因是液体流速的突变，有效的防治措施包括两个方面，一是要设法降低液流速度的突变，二是要设法吸收或释放冲击能量，防止瞬时压力的剧增。

另外，要重视对液压系统的维护保养，定期更换液压元件，消除系统潜在的隐患，并在系统故障时及时进行分析和处理，使之尽早恢复正常运行，确保液压系统运行的高效性，提高液压系统工作的可靠性。

参考文献：
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