液压油液使用设计参数说明

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液压油液使用设计参数说明

一、密度

1．液压油密度

单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为V 、质量为m 的液体的密度ρ为

ρ＝ m/V （1-1）

矿物型液压油的密度随温度和压力而变化的，但其变动值很小，可认为其为常数，一般矿物油系液压油在20℃时密度约为850～900 kg/m 3 左右, 在计算时，液压油密度常取ρ＝900 kg/m 3;

液压油液的密度因液体的种类而异。常用液压油液的密度数值见下表。

重度：对于均质液体，单位体积内的液体重量被称为重度λ。

λ＝G/V

2．可压缩性

液体受压力作用而发生体积变化的性质称为液体的可压缩性。 液体的压缩性可用体积压缩系数κ表示。 V V p ∆∆−

=1κ

式中 V——压力变化前，液体的体积；

Δp——压力变化值；

ΔV——在Δp 作用下，液体体积的变化值。

液体体积压缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，以K 表示，

即

p V

V K ∆∆−==κ1

石油基液压油体积模量的数值是钢（K ＝2.06×105 MPa ）的1/（100 ~ 150），即它的可

压缩性是钢的100 ~ 150倍。液压油的体积弹性模量和温度、压力以及含在油液中的空气有关。K ≈（1.2～2）×103 MPa ，实际（油混气）工程中取（0.7～1.4）×103

MPa

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封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一个弹簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。 液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统在稳态下工作时可以不考虑可压缩的影响。但在高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态分析时，就需要考虑液体可压缩性的影响。

流体所混入的气体量决定了流体的压缩性大小。这一特性会对液压驱动的准确性产生影响。

开环和闭环控制中流体的压缩性会影响系统的响应时间。如果大量的压力油快速释压，喜用就会产生压力冲击。流体的压缩性定义为一个与流体有关的系数（压缩系数），该系数会随着温度上升而增大，随着压力上升而降低。

对于矿物油，压缩系数的理论参考值为每100bar 0.7~0.8%； 水的压缩系数为每100bar 0.45%；（力士乐参考值）

二、粘性

1．粘性的概念

液体在外力作用流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。

液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。 实验表明，液体流动时相邻液层间的内摩擦力F f 与液层接触面积A 和液层间的速度梯度du/dy 成正比，

即： （1-5） μ为比例常数，有时称为粘性系数或粘度。以F f 表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，这就是牛顿的液体内摩擦定律。

2．粘度

液体的粘性大小可用粘度来表示。粘度的表示方法有动力粘度μ、运动粘度ν、相对粘度。

（1）动力粘度μ

式（1-5）中μ为由液体种类和温度决定的比例系数，它是表征液体粘性的内摩擦系数。如果用它来表示液体粘度的大小，就称为动力粘度，或称绝对粘度。 动力粘度μ的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。f du

F A

dy µ=

动力粘度的单位为Pa·s（帕·秒，N·s/m2）。

3 以前沿用的单位为P（泊，dyne·s/c m2）。单位换算关系为

1Pa·s = 10P（泊）= 1000 cP（厘泊）

（2）运动粘度ν

液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值，称为液体的运动粘度ν，

即

ν=μ/ρ（1-6）

运动粘度的单位为m2 /s。以前沿用的单位为St（斯）。单位换算关系为

1 m

2 /s=104St（斯）=106cSt（厘斯）

就物理意义来说，ν不是一个粘度的量，但习惯上常用它来标志液体粘度，液压油液的

粘度等级是以40℃时运动粘度（以mm2/s计）的中心值来划分的。

例如，牌号为L—HL22的普通液压油在40℃时运动粘度的中心值为22 mm2/s（L表示润

滑剂类，H表示液压油，L表示防锈抗氧型）。

（3）相对粘度

相对粘度又称条件粘度，它是按一定的测量条件制定的。根据测量的方法不同，可分为

恩氏粘度°E、赛氏粘度SSU、雷氏粘度Re等。我国和德国等国家采用恩氏粘度。

3. 粘度的影响因素

液体的粘度随液体的压力和温度而变。

（1）与压力相关的粘度特性

当油液所受的压力增加时，其分子间的距离就缩小，内聚力增加，粘度也有所变大。但

是这种影响在低压时并不明显，可以忽略不计；当压力大于50MPa时，粘度将急剧增大。

在压力超过200bar液压系统的设计阶段，就必须考虑这一因素。在压力大于400bar

时，粘度会变成平时的2倍。（力士乐参考值）

（2）与温度相关的粘度特性

液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时，粘度下降。在液压技术中，希望工作

液体的粘度随温度变化越小越好。

如果气压因素导致流体温度上升，则矿物油体积会增加。如果系统使用的流体量较大，

就必须考虑工作温度的因素。

温度每增加10℃，矿物油体积增加0.7%；（力士乐参考值）

4 粘度随温度变化特性，可以用粘度－温度曲线表示。

三、其它性质

5 1. 物理性质：

（1）比热容：单位质量的物质作单位温度变化1℃时所需要的热量，kj/（kg.℃）。

（2）含气量：液压介质中所含空气的体积百分比；

液压介质中的空气分混入空气和溶入空气两种。溶入空气均匀地溶解于液压介质中，对

体积弹性模量及黏度没有影响；而混入空气则以直径为0.25~0.5mm的气泡状态悬浮于液压

介质中，对体积弹性模量及黏度有明显影响；

空气污染的危害：

空气在液压油中的溶解量5%~10%，超过2%时油开始变浑。

游离态气体在油中形成直径200～500μm的气泡，使工作介质可压缩性增大，执行机构动作迟滞，起重能力和速度不足，功率损失增大。

在系统低压处压力低于“空气分离压”时，大量气泡逸出会导致气蚀，并产生噪声和振动，使油压不稳，压力表指针抖动。

气体压缩容易发热，会加快油液氧化速度。

（3）空气分离压