液压传动工作介质的选用
液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体.1doc
液压传动的工作原理：以油液为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部压力传递动力。
液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体。
气压传动所用的工作介质为空气。
在液压和气压传动中，工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。
活塞的运动的速度取决于进入液压缸的流量，而与流体压力大小无关。
液压与气压传动系统主要由几个部分组成：1、能源装置（把机械能转换成流体的压力能的装置）2、执行装置（把流体的压力能转换成机械能的装置）3、控制调节装置4、辅助装置5、传动介质矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加。
液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。
可压缩性：液体受压力作用而发生体积减小的特性。
液体的粘度随液体的压力和温度而变。
（压力增大时，粘度增大。
温度升高，粘度下降。
）（液压油）工作介质的选用原则：1、液压系统的工作条件2、液压系统的工作环境3、综合经济分析液体静止：指的是液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性而言，至于盛装液体的容器，不论它是静止的或是匀速、匀加速运动都没有关系。
压力的表示方法有两种，一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力。
另一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力。
大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。
真空度：液体中某点处的绝对压力小于大气压，这时在这个点上的绝对压力比大气压小的那部分数值在密封容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到各点静压传递原理或称帕斯卡原理。
把既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。
单位时间内通过某通流截面的液体的体积称为流量。
在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称为空穴现象。
在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
液压动力元件是把原动机输入的机械能转变成液压能输出的装置。
2工作介质
进行能量的转换和传递。此外，它还对液压元
件和系统进行润滑和冷却。
2.1 工作介质的主要物理性质
工作介质的物理性质对液压传动系统的工
作性能有很大的影响，应认真理解和掌握。
2.1.1 粘性 1、粘性的定义
如图所示，将A、B
两圆盘浸在某种液体中
，当A盘被电动机带动以 一定转速旋转时，可以 发现B盘经一定时间后也 将以低于A盘的转速旋转
plim ）时，过饱和 为饱和状态，当压力继续降低到某一值（
的空气将从油液中分离出来形成气泡，该压力值称为空气 分离压。
2 气穴与气蚀现象
若压力继续降低到相应温度油液饱和蒸汽压时，油液将
沸腾汽化产生大量气泡。气泡混杂在油液中，产生了不连
续的空间，该空间即为气穴。 由于气穴的产生，使原来充满在管道和元件中的液体 成为不连续状态，这种现象称为气穴现象。 通常在液压技术中，常把Pabs是否< Plim作为产生气 穴的标志。
研究发现，工作介质的温度愈高，其氧化过程愈快。
对于一般的液压系统，当采用矿物油类的工作液体时,其
工作温度不应超过65℃，短期运转不许超过80℃；机床液 压系统的工作温度一般为55℃。国家标准为ZBE341014。
5、良好的抗锈蚀性能
空气和水对液压元件都有锈蚀作用。锈蚀严重时，也 会破坏系统的正常体空间或流体中的固体而言，可 以忽略不计，并且流体质点是均匀地分布在连续介质之中。
长江
钱塘江
乱石穿空，惊涛拍岸，卷起千堆雪…
一线潮
钱塘江
粘性分析 图中：Ⅰ和Ⅱ为互相平行的两块平板，其间充满流体。 经实验得知，两平板间各层流体的速度变化如图中
所示，各层间产生的内摩擦力T，与接触面积A，
称为乳化液。
液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体.1doc
液压传动的工作原理：以油液为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部压力传递动力。
液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体。
气压传动所用的工作介质为空气。
在液压和气压传动中，工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。
活塞的运动的速度取决于进入液压缸的流量，而与流体压力大小无关。
液压与气压传动系统主要由几个部分组成：1、能源装置（把机械能转换成流体的压力能的装置）2、执行装置（把流体的压力能转换成机械能的装置）3、控制调节装置4、辅助装置5、传动介质矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加。
液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。
可压缩性：液体受压力作用而发生体积减小的特性。
液体的粘度随液体的压力和温度而变。
（压力增大时，粘度增大。
温度升高，粘度下降。
）（液压油）工作介质的选用原则：1、液压系统的工作条件2、液压系统的工作环境3、综合经济分析液体静止：指的是液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性而言，至于盛装液体的容器，不论它是静止的或是匀速、匀加速运动都没有关系。
压力的表示方法有两种，一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力。
另一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力。
大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。
真空度：液体中某点处的绝对压力小于大气压，这时在这个点上的绝对压力比大气压小的那部分数值在密封容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到各点静压传递原理或称帕斯卡原理。
把既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。
单位时间内通过某通流截面的液体的体积称为流量。
在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称为空穴现象。
在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
液压动力元件是把原动机输入的机械能转变成液压能输出的装置。
第二章 液压传动基础知识1
1、液压油 2、液体静力学 3、液体动力学
目的任务：
了解油液性质、静压特性、方程、传递规律
掌握静力学基本方程、压力表达式和结论
重点难点：
液压油的粘性和粘度 粘温特性 静压特性 压力形成 静力学基本方程
第一节 液压传动的工作介质—液压油
油液的物理性质
常用液压油及其选用
三、液压油的合理使用
（一）防止污染
（1）加强油液库存及现场管理，建立严格 的油料管理制度和化验制度。 （2）保持液压元件的清洁，特别是油箱周 围的清洁 （3）经常清洗滤网，滤芯，换油。 （4）油液要定期检查更换。
（二）防止油温过高
（1）油液黏度降低，泄漏量增加。
（2）油液的氧化加快，油液变质 （3）元件受热膨胀，配合间隙减小 （4）密封胶圈迅速老化变质 （三）防止空气混入液压油 （1）在油箱中，防止空气被油液带入系统中
结论： 液体在管道中流动时，流过各个断面的流量 是相等的，因而流速和过流断面成反比。
三、伯努利方程及其应用
能量守恒定律：理想液体在管道中稳定流 动时，根据能量守恒定律， 同一管道内任一截面上的总 能量应该相等。 或：外力对物体所做的功应该等 于该物体机械能的变化量。
理想液体伯努利方程的推导
理想液体伯努利方程
Pa
测压两基准
绝对压力—以绝对零压为基准所测 相对压力—以大气压力为基准所测
三种压力之间的相互关系
四、静压传递原理
（一）液压系统压力的形成
p = F/S F=0 p=0 F↑ p↑ F↓ p↓ 结论：液压系统的工作压力取决 于负载，并且 随着负载的变化而变 化。
F
（二）静压传递原理（帕斯卡原理）
0E
液压传动基础知识
液体的可压缩性一般用体积弹性模量K来表示 K
温度增加时，K值减小，在正常工作范围内，有5%~25%的变化；
整理课件
压力增大时，K值增大，当p≥3MPa时，K基本上不再增大；
当工作介质中混有气泡时，K值将大大减小。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
3、粘性
粘度与温度、压力的关系：
温度升高，粘度下降。变化率的大小直接影响液压传动 工作介质的使用。粘度对温度的变化十分敏感。 压力增大，粘度增大，在整一理课般件 液压系统使用的压力范围 内，增大的数值很小，可忽略不计。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
4、其它性质 液压传动介质还有其它一些性质，如：
可认为是常值
压力提高，密度稍有增加。
我国采用20℃时的密度作为油液的标准密度，以ρ20表示。
《液压与气压传动》
一、液压传动工作介质的性质
2、可压缩性 压力为p0、体积为V0的液体，如压力增大△p时，体积减小 △V，则体积的可压缩性可用体积压缩系数来表示
1 V
p V0
即单位压力变化下的体积相对变化量
稳定性（热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性
等）
抗泡沫性 抗乳化性 防锈性 润滑性 相容性（对所接触的金属整、理密课件封材料、涂料等的作用程度）
《液压与气压传动》
二、对液压传动工作介质的要求
不同的工作机械、不同的使用情况对工作介质的要求有很大不同。 液压传动工作介质应具备如下性能： ➢合适的粘度，ν40=（15-68）×10-6m2/s，较好的粘温特性 ➢润滑性能好 ➢质地纯净，杂质少 ➢对金属和密封件有良好的相容性 ➢对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性 ➢抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好 ➢体积膨胀系数小，比热容大 整理课件 ➢流动点和凝固点低，闪点和燃点高 ➢对人体无害，成本低
液力传动油概述
液力传动油的选择
按车辆使用说明书的规定，选用适当品种的液力传动油； 轿车和轻型货车应选用8号油（PTF-1油）；进口轿车要求
用GMA型、A—A型或Dexron型自动变速器油的均可用8 号油代替； 重型货车、工程机械的液力传动系统则应选用6号油 （PTF-2油）。
液力传动油使用注意事项
注意保持油温正常； 经常检查油平面；
➢ 车辆停在平地上，发动机保持运转，油应在正常工作温度下(如果车辆在长途行驶或 拖带挂车后，要在过半小时后检查)，此时油平面应在自动变速器油标尺上、下两刻 线之间，不足时及时添加；
➢ 如油面下降过快，可能是由于漏油引起，应及时查明原因予以排除；
按车辆使用说明书的规定更换液力传动油和过滤器或清洗滤网，同 时拆洗自动变速器油底壳，并更换其密封垫。通常每行驶10 000 km应检查油面一次，每行驶30 000 km应更换油液；
因此，自动变速器油比一般液力传动油要求有更高的性能，在液力传动油的分类 中分为L－HA自动传动（变速器）油与一般液力变矩器和液力偶合器适用的L－ HN液力传动油两类。
液力传动油分类与应用
液力传动油
PTF-1 PTF-2用于 Nhomakorabea车、轻型货车 用于越野车、载货车、工程机械
PTF-3
用于农用车、建筑野外机械
汽车养护
液力传动油概述
液力传动油(也称作自动变速器油，国外称为ATF油)，是液力传动装置的工作介 质，主要是液力变矩器和液力偶合器的工作介质；
随着汽车安装了自动变速器及自动变速器制造业的发展，自动传动液（ATF）也 在不断的发展，在现代汽车、船舶、飞机等的液压传动装置中，装备的自动变速 器（AT）中装有液力变矩器、离合器、齿轮系统、调速器和液压装置等，因此 要求在自动变速器中使用的自动变速器油具有多方面的性能；
液压件的应用及选型
液压件的应用及选型液压件是指利用液体（通常为油）作为工作介质，通过液体的流动和压力传递，实现力的传递和控制的元件。
液压件具有传输力矩大、调速平稳、运动可变、控制精度高等优点，广泛应用于工程机械、冶金设备、船舶、航空航天、军事装备、汽车制造等领域。
液压件的应用可以分为以下几个方面：1. 工程机械：工程机械是液压件最主要的应用领域之一。
例如，挖掘机、装载机、起重机等都采用了液压传动系统。
液压件在工程机械中起到了传动力矩、调速和运动控制的重要作用，提高了机械的工作效率和可靠性。
2. 冶金设备：在冶金设备中，液压件主要用于金属压力加工和轧制过程中的辊压系统。
由于液压传动系统能够提供大的力矩和较小的速度波动，能够满足金属材料变形的需求，因此在冶金设备中得到了广泛应用。
3. 船舶：在船舶中，液压件主要用于船舶的起重装卸系统、舵机系统、推进器调节系统等。
液压传动系统具有传输力矩大、调速平稳等特点，在船舶中能够实现高效的力的传递和控制。
4. 航空航天：在航空航天领域，液压件主要应用于飞机的起落架、刹车系统、翼展控制系统等关键部位。
液压件在航空航天领域要求具有高的可靠性和安全性，能够在恶劣环境和高速飞行状态下保持系统的性能稳定。
5. 军事装备：液压件在军事装备中有广泛的应用，例如坦克、装甲车、工程车等。
液压传动系统能够提供大的力矩和较小的速度波动，在军事装备中起到了至关重要的作用。
液压件的选型主要依据以下几个方面：1. 工作压力：根据系统设计的工作压力确定液压件的承载能力。
工作压力是衡量液压件使用性能的重要指标，应根据实际工作压力要求选择合适的液压件。
2. 流量和流速：根据液压系统的流量要求确定液压件的尺寸和流体通道的直径。
流量和流速是液压件设计和选型的重要指标，也是液压系统性能和稳定性的关键参数。
3. 工作温度：根据液压系统的工作环境和工作温度范围选择具有适应性的液压件。
液压件在高温和低温环境下的工作性能可能会有较大的变化，应根据实际工作条件选择合适的液压件。
液压油的选用原则与正确使用
液压油的选用原则与正确使用随着现代化程度的逐步提高和控制技术的发展，液压传动系统由于其自身的优越性在各类行业当中得到了广泛的应用。
液压系统的工作介质是液压油，它被称为液压系统的“血液”，其品质的好坏将直接影响到整个系统的正常运行。
日常对油液正确的使用和维护管理是保证液压油能够长期运行的关键措施。
1.液压油应具备主要性质适宜的粘度和良好的粘温特性，优良的润滑性能（抗磨性能），优良的热、氧化安定性、水解安定性、剪切安定性，良好的抗乳化性，良好的防锈、抗腐蚀性，良好的抗泡性和空气释放性，良好的密封材料适应性，良好的清洁性和过滤性。
2.液压油的分类矿物性液压油：按照ISO规定，采用40℃时油液的运动粘度（mm2/s)作为油液粘度牌号，共分为10、15、22、32、46、68、100、150等8个等级。
难燃液压液：乳化液、高水基液压液、海水或淡水。
根据我国矿物型和合成烃型液压油的产品标准GB*****.1－94，液压油又包括HL、HM、HG、HV、HS五个品种的技术规格。
介绍如下：L－HL液压油抗氧防锈型液压油；L－HM液压油抗磨液压油，在HL基础上改善了抗磨性；L－HG液压油液压导轨油，在HM基础上添加减摩剂改善粘滑性；L－HV液压油低温液压油，在HM基础上改善了低温特性；L－HS液压油低温液压油，比HV有更低的倾点。
高压抗磨液压油在HM液压油优等品基础上增强了抗磨性，通过了高压泵台架试验。
3.液压油的选用原则液压油的种类繁多，但每种液压油都有其适应的应用场合，液压油选用不当会影响到整个系统的正常运行或带来巨大的经济损失，因此正确选用液压油及其重要。
由于系统工况、环境条件及温度、液压泵及液压阀的类型等条件都影响到液压油的正确选用，选用液压油时应细致。
3.1 液压油粘度的选择选用液压油液首先考虑的是粘度。
不同种类的液压油有着不同的粘温特性。
粘温特性好的液压油，粘度随温度的变化较小。
粘温特性通常用粘度指数表示。
液压传动基础知识—液压传动的工作介质
2.1 液压传动的工作介质
三、液压油的污染与控制
➢ 液压油使用一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯卡死，并 使油封加速磨耗及液压缸内壁磨损。造成液压油污染的原因有 以下三个方面：
01 污染 1）外部浸入的污物 2）外部生成的不纯物
02 恶化
液压油的恶化速度与含水量、气泡、压力、油温、金属粉末等 有关，其中以温度影响最大，故液压设备运转时，须特别注意油温 之变化。
01 温度
温度上升，粘度降低，造成泄漏、磨损增加、效率降低
1
等问题；温度下降，粘度增加，造成流动困难及泵转动不易
等问题。
02 压力
当液体所受的压力增加时，其分子间的距离将减小，于是
1
内摩擦力将增加，即粘度也将随之增大。在中、低压液压系统 中由于压力变化很小，因而通常压力对粘度的影响忽略不计。
2.1 液压传动的工作介质
2.1 液压传动的工作介质
第2章 液压传动基础知识 1 液压传动的工作介质
教学 内容
2 液压传动的主要参数 3 液体流动时的能量 4 液体流经小孔和间隙时的流量 5 液压冲击和空穴现象
2.1 液压传动的工作介质
➢ 液压系统中完全靠液压油把能量从液压泵经管路、控制阀传递 到执行元件，根据统计，许多液压设备的故障，皆起因于液压 油的使用不当，故应对液压油要有充分的了解。
01
液压油的用途：
传递运动与动力；润滑；密封；冷却
液压油的种类：
02
石油基液压油、难燃型液压液、高
水基液和水介质等
2.1 液压传动的工作介质
一、液压油的主要性质
01 1、粘性
02 2、可压缩性
1、粘性
粘性 液体分子之间存在内聚力，液体在外力作用下流动时，液体分子 间的相对运动导致内摩擦力的产生，液体流动时具有内摩擦力的性质 被称为粘性。
液压传动的工作介质
• 一、黏性 • 1定义：液体分子之间存在内聚力，液体在外力作用下流动时， 液体分子之间的相对运动导致内摩擦力的产生，液体流动时具 有内摩擦力的性质称为黏性。 • 2特点： 静止液体丌呈现黏性。 在流动截面上各点的流速丌同。 3作用： 阻滞流体内部相互滑动； 4黏度： 以40度时运动黏度的中心值来划分的 例：N32=32mm²/s 5影响因素： 温度：温度升高→黏度下降 压力：压力增大→分子间距减小→内摩擦力增大→黏度增加 二、可压缩性 定义：液体受到压力后容积发生变化的性质称为液体的可压缩 性。
液压油的主要性质
二、液压传动介质的选用 选用液压传动介质的种类要考虑设备的性能、使用环境等 综合因素。例如，一般机械可采用普通液压油；设备在高 温环境下，就应选用抗燃性能好的介质；在高压、高速的 工程机械上，可选用抗磨液压油；当要求低温时流动性好， 则可用加了降凝剂的低凝液压油。液压油黏度的选用应充 分考虑环境温度、工作压力、运动速度等要求。例如：温 度高时可以选用高黏度油，温度低时可用低黏度油；压力 越高，选用的黏度越高；执行元件的速度越高，选用的黏 度越低。
三、工作介质的污染和控制
• • • • • • 一、正确使用和防止液压油的污染； 二、控制油液的污染常用的措施； 减少外来的污染； 滤除系统产生的杂质；（设置过滤器。） 控制液压油液的工作温度；（控制油温。） 定期检查更换液压油液；（定期抽检、定期更换。）
2.1液压传动的工作介质
要求：了解液压系统中工作介质的主要性质极其 选用和污染控制。
14G电维5班 杜珂
一、工作介质的分类
一、定义； 工作介质是液压系统丌可缺少的组成部分，主要的作用是 完成能量的转换和传递，除此之外，还有散热、减少摩擦 和磨损、沉淀和分离丌可溶污物的作用。 二、液压油； 用的工作介质有石油基液压油、难燃型液压油、高水基 液和水介质（海水、淡水）等，一般称为液压油。
液压系统基础知识
液压系统基础知识§1 工作介质——液压油液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起这润滑、冷却和防锈作用。
液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。
故此，合理的选用液压油也是很重要的。
一、工作介质的性质1、密度ρρ = m/V [kg/ m3]一般矿物油的密度为850~950kg/m32、重度γγ= G/V [N/ m3]一般矿物油的重度为8400~9500N/m3因G = mg 所以γ= G/V=ρg3、液体的可压缩性当液体受压力作用二体积减小的特性称为液体的可压缩性。
体积压缩系数β= - ▽V/▽pV0▽体积弹性模量K = 1 /β4、流体的粘性液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。
由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时，流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。
粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。
粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。
二、对工作介质的要求液压油是液压传动系统的重要组成部分，是用来传递能量的工作介质。
除了传递能量外，它还起着润滑运动部件和保护金属不被锈蚀的作用。
液压油的质量及其各种性能将直接影响液压系统的工作。
从液压系统使用油液的要求来看，有下面几点：1.适宜的粘度和良好的粘温性能。
2.应具有良好的润滑性能。
为了改善液压油的润滑性能，可加入添加剂以增加其润滑性能。
3.良好的化学稳定性，即对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性。
4.对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性5.对金属材料具有防锈性和防腐性6.抗泡沫性好，抗乳化性好7.油液纯净，含杂质量少8.流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度)和燃点高三、工作介质的分类及选用1、分类普通液压油专用液压油1)、石油基液压油抗磨液压油高粘度指数液压油合成液压油——磷酸酯液压油2)、难燃液压油水——乙二醇液压油含水液压油油包税乳化液乳化液水包油乳化油3)乳化液乳化液属抗燃液压油，它由水、基础油和各种添加剂组成。
液压系统工作介质使用规范
5~6
3~5
阀
验机，大型重要设备
-/16/13
7
高压柱塞泵、叶片 泵、比例阀、高压液压
要求较高可靠性的高压系统
6~10
5~10
阀
-/18/15
柱塞泵、叶片泵、 一般机械和行走机械液压系
9
中高压常规液压阀 统，中等压力系统
10~14
10~15
-/19/16
叶片泵、齿轮泵、 大型工业用低压液压系统，农
10
a) 齿轮泵为主油泵的液压系统采用 HH、HL、HM 液压油。16MPa 以上压力的齿轮泵应优先选 用 HM 液压油。
b) 叶片泵为主油泵的液压系统不管其压力高低应选用 HM、HV、HR、HS 液压油。高压时应使 用高压型 HM、HV、HR、HS 液压油。
c) 柱塞泵为主油泵的液压系统可用 HM、HV、HS 液压油。高压柱塞泵应选用含锌量低于 0援07豫 (一般为 0援03豫耀0援04豫) 的低锌或不含锌及其他金属盐的无灰 HM (优等品)、HV、HS 液压油。
HH、HL、HR、HM、HV、HS
HM （优等品）、HV、HS
注：1 HV、HS 具有良好的低温特性，可用于-10益以下，具体适用温度与供应商协商。 注：2 HM (优等品)、HV、HS 具有良好的高温特性，可用于 80 益以上，具体适用温度与供应商协商。
工作介质的起始温度决定于工作环境温度，在寒冷地区野外工作时，当环境温度在-5~-25 益时， 可用 HV 低温抗磨液压油；当环境温度在-5~-40 益时，可用具有更好低温性能的 HS 低凝抗磨液压油； 环境温度低于-40 益使用的工作介质应与供应商协商确定。 2援3援2 工作介质的工作温度对液压系统是相当重要的。温度过高，会加速其氧化变质，氧化生成的酸 性物质对液压系统的元件有腐蚀作用并会污染工作介质。长时间在高温下工作，工作介质的寿命会大 大缩短。
液压介质
液压介质
液压介质的分类：
液压油类产品分组：
液压传动系统所用工作介质，根据其使用特性和化学组成的不同分成若干组，其组别名称和组别代号见下表：
液压油类产品的代号
液压介质分类：
液压介质的ISO分类法：
国际标准化组织（ISO）将液压介质分为矿油型液压油和抗燃型液压油两大类。
各类液压介质的组别代号以及和我国组别代号对照见下表：
液压油性质： 液压油密度：
液压油的密度与温度的关系为：
式中：
、
o--温度为t 和to 时的液体密度。
当to=20o
C 时,ß和
o 的关
系见下表： o kg/m
液压油的粘度：
液压油的粘度常用的油动力粘度µ、运动粘度v 和恩氏粘度ºE。
恩氏粘度ºE 与运动粘度v 之间的换算为：
当ºE>3.2时
当1.35<=ºE<=3.2时
恩氏粘度ºE 与运动粘度v 之间的换算可在此查出 粘度与温度的关系：
对于液压系统常用的矿油型液压油，当40o C 的运动粘度小于135mm 2
/s ，温度在30-150o
C 范围内，可用下列公式计算不同温度时的液压油的运动粘度：
式中：v 40--温度为40o
C 时液压油的运动粘度
n--指数，见下表：。
工作介质
1液压与气压传动的工作介质液压与气压传动是以流体(液压液或压缩空气)作为工作介质对能量进行传递和控制的一种传动形式。
工作介质在传动及控制中起传递能量和信号的作用。
流体传动及控制(包括液压与气动)，它在工作、性能特点上和机械、电气传动之间的差异主要取决于载体的不同，前者采用工作介质。
液压与气压传动系统，特别是液压传动系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于系统中所使用的工作介质。
因此，掌握液压与气动技术之前，必须先对其工作介质有一清晰的了解。
1.1 液压传动的工作介质1.1.1 液压传动工作介质的基本要求和种类在液压系统中，工作介质传递动力和信号。
同时，它还起到润滑、冷却和防锈的作用。
液压系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于系统中所用的工作介质。
工作介质应当具备的性质如下：①可压缩性可压缩性尽可能小，响应性好。
②粘性温度及压力对粘度影响小，具有适当的粘度，粘温特性好。
③润滑性能对液压元件滑动部位充分润滑。
④安定性不因热、氧化或水解而变质，剪切稳定性好，使用寿命长。
⑤防锈和抗腐蚀性对铁及非铁金属的锈蚀性小。
⑥抗泡沫性介质中的气泡容易逸出并消除。
⑦抗乳化性除含水液压液外的油液，油水分离要容易。
⑧阻燃性燃点高，挥发性小，最好具有阻燃性。
⑨洁净性质地要纯净、尽可能不含污染物，当污染物从外部侵入时能迅速分离。
⑩相容性对金属、密封件、橡胶软管、涂料等有良好的相容性。
⑪其它无毒性和臭味；比热容和热导率要大；体胀系数要小等。
能够同时满足上述各项要求的理想的工作介质是不存在的。
液压系统中使用的工作介质按国际标准组织(ISO)的分类如表1.1所示。
目前大多数液压设备采用的是石油级液压油液。
矿物油型液压油是以机械油为基料，为了改善液压油液的性能，往往在油液中加入各种各样的添加剂。
添加剂有两类：一类是用以改善油液物理性能的，如增粘剂、抗泡剂、抗磨剂等；另一类是用以改善油液化学性能的，如抗氧化剂、防腐剂、防锈剂等。
液压与气压传动技术液压传动基础知识
1.3 液体动力学
• 应用伯努利方程时必须注意的问题：
– （1） 断面1、2需顺流向选取（否则hw为负值）， 且应选在缓变的过流断面上。
– （2） 断面中心在基准面以上时，h取正值；反之取 负值。通常选取特殊位置水平面作为基准面。
1.3 液体动力学
• 例1-1 如图1-10所示，液体在管道内作连续流动，截面1-1 和1-2处的通流面积分别为和，在1-1和1-2处接一水银测压 计，其读数差为，液体密度为，水银的密度为，若不考虑 管路内能量损失，试求：1）截面1-1和1-2哪一处压力高？ 为什么？；2）通过管路的流量为多少？
– 液体中压力相等的液面叫等压面，静止液体的 等压面是一水平面。
•
– 当不计自重时，液体静压力可认为是处处相等 的
– 在一般情况下，液体自重产生的压力与液体传 递压力相比要小得多，所以在液压传动中常常 忽略不计。
图1-4 重力作用下的静止液体
1.2液体静力学 • 静压力方程的物理本质
– 式 中表示单位质量液体的位能，常称为位置水头；
1.3.3 伯努利方程
– 伯努利方程也称为能量方程，它实际上是流动液体 的能量守恒定律。
– 理想液体伯努利方程
• 流动液体中的能量:
– 压力能
– 位能
– 动能。
1.3 液体动力学 • 理想液体伯努利方程
• 实际液体的伯努利方程
– 式中
• α——动能修正系数动能修正系数（层流时α=2，紊流时α=1） • ——单位重量液体所消耗的能量
但在高压下或研究系统动态性能及计算远距离操纵的液压 系统时，必须予以考虑。
1.1 液压传动工作介质
3.粘度 • 液体的粘性：
– 物理本质
• 液体在外力作用下流动时,分子间的内聚力会 阻碍分子间的相对运动而产生一种内摩擦力。
液压传动是以液体为工作介质
液压传动是以液体为工作介质，通过能量转换来实行执行机构所需运动的一种传动方式。
首先，液压泵将电动机（或其它原动机）的机械能转换为液体的压力能，然后，通过液压缸（或液压马达）将以液体的压力能再转化为机械能带动负载运动。
二．液压系统的组成液压传动系统通常由以下五部分组成。
1.动力装置部分。
其作用是将电动机（或其它原动机）提供的机械能转换为液体的压力能。
简单地说，就是向系统提供压力油的装置。
如各类液压泵。
2.控制调节装置部分。
包括压力、流量、方向控制阀，是用以控制和调节液压系统中液流的压力、流量和流动方向，以满足工作部件所需力（或力矩）、速度（或转速）和运动方向（或运动循环）的要求。
3.执行机构部分。
其作用是将液体的压力能转化为机械能以带动工作部件运动。
包括液压缸和液压马达。
4.自动控制部分。
主要是指电气控制装置。
5.辅助装置部分。
除上述四大部分以外的油箱、油管、集成块、滤油器、蓄能器、压力表、加热器、冷却器等等。
它们对于保证液压系统工作的可靠性和稳定性是不可缺少的，具有重要的作用。
三．液压缸液压缸是把液压能转换为机械能的执行元件。
液压缸常见故障有：液压缸爬行、液压外泄漏、液压缸机械别劲、液压缸进气、液压缸冲击等。
1.液压缸爬行故障分析及处理（1）缸或管道内存有空气，处理方法：设置排气装置；若无排气装置，可开动液压系统以最大行程往复数次，强迫排除空气；对系统及管道进行密封。
（2）缸某处形成负压，处理方法：找出液压缸形成负压处加以密封；并排气。
（3）密封圈压得太紧，处理方法：调整密封圈，使其不松不紧，保证活塞杆能来回用手拉动。
（4）活塞与活塞杆不同轴，处理方法：两者装在一起，放在V形块上校正，使同度误差在0.04mm以内；换新活塞。
（5）活塞杆不直（有弯曲），处理方法：单个或连同活塞放在V形块上，用压力机控直和用千分表校正调直。
（6）导轨或滑块夹得太紧或与液压缸不平行，处理方法：调整导轨或滑块的压紧（条）的松紧度，既保证运动部件的精度，又保证滑动阻力要小；若调整无效，应检查缸与导轨的平行度，并修刮接触面加以校正。
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在流体中取两面积各为1m2，相距
1m，相对移动速度为1m/s时所产生的阻
力称为动力粘度。单位Pa.s（帕.秒）。过
去使用的动力粘度单位为泊或厘泊。
1、液压油的物理性质
1、液压油的物理性质
相对黏度
相对黏度又称为条件黏度，是液体 黏度与水的黏度比较的相对值所表示的 黏度。因测定的方法不同，各国采用的 相对黏度也不同，中国、德国和俄罗斯 用恩式黏度（°E），英国采用雷式黏度 （R1S），美国采用赛式黏度（SUS）， 法国采用巴氏黏度（°B）。
4 、 帕斯卡原理
如果垂直液压缸的活塞上没有负载，即F1=0， 则当略去活塞重量及其他阻力时，不论怎样推动 水平液压缸的活塞也不能在液体中形成压力。这 说明液压系统中的压力是由外界负载决定的，这 是液压传动的一个基本概念。
三、液体动力学基础
3、 液体动力学基础
在液压传动系统中，液压油总是在 不断的流动中，因此要研究液体在外力 作用下的运动规律及作用在流体上的力 及这些力和流体运动特性之间的关系。
四、液压冲击与气穴现象
4、液压冲击与气穴现象
1、 液压冲击 在液压系统中由于某种原因，液体压 力在一瞬间会突然升高,产生很高的压力 峰值,这种现象称为液压冲击。 液压冲击产生的压力峰值往往比正 常工作压力高好几倍，且常伴有噪声和 振动，从而损坏液压元件、密封装置、 管件等。
4、 液压冲击与气穴现象
盛放在密闭容器内的液体，其外 加压力P0发生变化时，只要液体仍保持 其原来的静止状态不变，液体中任意 一点的压力均将发生同样大小的变化。 这就是帕斯卡原理，或称静压传递原 理。帕斯卡原理是液压传动的一个基 本原理。
裂实验
帕斯卡在1648年表演了 一个著名的实验：他用一个 密闭的装满水的桶，在桶盖 上插入一根细长的管子，从 楼房的阳台上向细管子里灌 水。结果只用了几杯水，就 把桶压裂了，桶里的水就从 裂缝中流了出来。 这就是著名的帕斯卡裂 桶实验。
3、液压油的污染与防治措施
3.防止污染的措施 为防止油液污染，在实际工作中应采 取如下措施：
（1）使液压油在使用前保持清洁。 (2)使液压系统在装配后、运转前保持清洁。 (3)使液压油在工作中保持清洁。 (4)采用合适的滤油器。 (5)定期更换液压油。 (6)控制液压油的工作温度。
二、 液压传动中的压力和流量
1.液压冲击的类型 （1）液流通道迅速关闭或液流迅速换向使液流 速度的大小或方向突然变化时，由于液流的惯 力引起的液压冲击。 （2）运动着的工作部件突然制动或换向时，因 工作部件的惯性引起的液压冲击。 （3）某些液压元件动作失灵或不灵敏，使系统 压力升高而引起的液压冲击。 2. 产生原因 (1)阀门突然关闭引起液压冲击。 (2)运动部件突然制动或换向时引起液压冲击。
3、液压油的污染与防治措施
2.油液污染的危害 液压油污染严重时，直接影响液压系 统的工作性能，使液压系统经常发生故障， 使液压元件寿命缩短。造成这些危害的原 因主要是污垢中的颗粒。对于液压元件来 说，由于这些固体颗粒进入到元件里，会 使元件的滑动部分磨损加剧，并可能堵塞 液压元件里的节流孔、阻尼孔，或使阀芯 卡死，从而造成液压系统的故障。水分和 空气的混入使液压油的润滑能力降低并使 它加速氧化变质，产生气蚀，使液压元件 加速腐蚀，使液压系统出现振动、爬行等。
5、 伯努利方程
5、 伯努利方程
对伯努利方程可作如下的理解。 （1）伯努利方程式是一个能量方程式，它表明在空 间各相应通流断面处流通液体的能量守恒规律。 （2）理想液体的伯努利方程只适用于重力作用下的 理想液体作恒定流动的情况。 （3）任一微小流束都对应一个确定的伯努利方程式， 即对于不同的微小流束，它们的常量值不同。 伯努利方程的物理意义为：在密封管道内作定常流 动的理想液体在任意一个通流断面上具有三种形成 的能量，即压力能、势能和动能。三种能量的总合 是一个恒定的常量，而且三种能量之间是可以相互 转换的，即在不同的通流断面上，同一种能量的值 会是不同的，但各断面上的总能量值都是相同的。
1、液压油的物理性质
2.压缩性和热膨涨性 液体的压缩性是指液体受压力作用 后体积减小的性质。 液体的热膨胀性是指在液体因温度 升高而体积增大的性质。
1、液压油的物理性质
3.液体的粘度 液体在外力作用下流动时，分子间 的内聚力会阻碍分子间的相对运动而产 生一种内摩擦力。这一特性称作液体的 粘性。粘性的大小用粘度表示，粘性是 液体重要的物理特性，也是选择液压油 的主要依据。粘性使流动液体内部各液 层间的速度不等。
项目二 液压传动工作介质选用
【本章要点】 能正确选择、使用液压油。 能计算液压系统的压力损失的大小。 【知识目标】 掌握液压油的物理性质和选用原则。 掌握液体静力学基础知识。 掌握液体动力学基础知识。 了解液压冲击与气穴现象。
主要内容
任务一：选用液压油 任务二：液压传动中的压力和流量
1、液体静压力及其特性
静压力特性
1、液体静压力垂直于承压面，其方向和 该面的法线方向一致。 2、静止液体内任一点所受的压力在各个 方向上都相等，如果某一点受到的压力 在某个方向上不相等，那么液体就会流 动。
2、静力学基本方程
3、压力的表示方法
液压系统中的压力就是指压强，液 体压力通常有绝对压力、相对压力(表压 力)、真空度三种表示方法。
1、液压油的物理性质
恩式黏度
恩式黏度用恩式黏度计测定，即将 200ml被测液体装入底部有Ф2.8mm的小 孔的容器中，在某一特定温度下，测定 液体在自重作用下流过小孔所需要的时 间t1，和同体积的蒸馏水在20°C时流过 同一小孔所需要的时间t2之比值，便是该 液体在该温度下的恩式黏度。
1、液压油的物理性质
3、液压油的污染与防治措施
1.液压油被污染的原因 液压油被污染的原因主要有以下几方面。 (1)液压系统的管道及液压元件内的型砂、切屑、 磨料、焊渣、锈片、灰尘等污垢在系统使用前冲 洗时未被洗干净，在液压系统工作时，这些污垢 就进入到液压油里。 (2)外界的灰尘、砂粒等，在液压系统工作过程中 通过往复伸缩的活塞杆，流回油箱的漏油等进入 液压油里。另外在检修时，稍不注意也会使灰尘、 棉绒等进入液压油里。 (3)液压系统本身也不断地产生污垢，而直接进入 液压油里，如金属和密封材料的磨损颗粒，过滤 材料脱落的颗粒或纤维及油液因油温升高氧化变 质而生成的胶状物等。
减少压力损失的措施：
减少流速、缩短管路长度、减少管路 的突变，提高管壁加工质量等，都可以使 压力损失减少。在这些因素中，流速的影 响最大，特别是局部压力损失与速度的平 方成比例关系。故在液压传动系统中，管 路的流速不应过高。但流速过低，又会使 管路及阀类元件的尺寸加大，造成成本增 高，有时在结构上也不允许。
1、液压油的物理性质
1.油液的密度 液体单位体积内的质量称为密度，通常 用 “������”表示，单位为kg/m3。 ������ =m/v 式中：m——液体质量，kg； v——液体体积，m3 。
我国采用油温为20°时的油压密度为液压 油的标准密度，工程机械常用的液压油密度为 ρ20 =880Kg/M3。
3.1 基本概念
1）理想液体 既具有黏性又可压缩的液体称为实际液 体。理想液体就是指没有黏性、不可压缩 的液体。 2）恒定流量 液体流动时，液体中任意点处的压力、 流速和密度都不随时间而变化，称为恒定 流动。反之，流体的运动参数中，只要有 一个运动参数随时间而变化，液体的运动 就是非定常流动或非恒定流动。
6、流动液体的压力和流量损失
液体在管路中流动时会产生能量损 失，即压力损失。这种能量损失转变为 热量，使液压系统温度升高，泄漏量增 加，效率下降和液压系统性能变坏。 在液压技术中，研究阻力的目的是： ①为了正确计算液压系统中的阻力；② 为了找出减少流动阻力的途径；③为了 利用阻力所形成的压差 p来控制某些液压 元件的动作。
5、 伯努利方程
能量守恒是自然界的客观规律，流 动液体也遵守能量守恒定律，这个规律 是用伯努利方程的数学形式来表达的。 伯努利方程是一个能量方程。
5、 伯努利方程
上式适用的条件如下。 （1）稳定流动的不可压缩液体，即密度为 常数。 （2）液体所受质量力只有重力，忽略惯性 力的影响。 （3）所选择的两个通流截面必须在同一个 连续流动的流场中是渐变流（即流线近于平 行线，有效截面近于平面）。而不考虑两截 面间的流动状况 （4）流体为理想流体。
主要作用。
1、液体的流动状态
雷诺数
2、沿程压力损失
液体在直管中流动时的压力损失是由液体流动时的摩擦引起 的，称之为沿程压力损失。它主要取决于管路的长度、内径、液 体的流速和粘度等。液体的流态不同，沿程压力损失也不同。液 体在圆管中层流流动在液压传动中最为常见，因此，在设计液压 系统时，常希望管道中的液流保持层流流动的状态。液体在等径 直管中流动时多数情况下为层流。
1、液压油的物理性质
3.液体的粘度 油液的黏度直接影响液压系统的正 常工作、效率和灵敏性，在机械系统中 所用的油液主要是根据黏度来选择的。
1、液压油的物理性质
3.液体的粘度 黏度的表示方法有三种，即动力黏 度、运动黏度和相对黏度。 1）动力黏度 2）运动黏度 3）相对黏度
绝对黏度
1、液压油的物理性质
油液黏度与压力和温度的关系
油液的黏度随压力和温度的变化有所不 同，随着压力的增大，分子间距离将减小， 内摩擦力增大，因此黏度会随之增大。 油液的黏度对温度的变化十分敏感，当 油液的温度升高时，其黏度显著降低。油 液黏度随温度变化的性质叫做黏温特性。 油液黏度的变化直接影响液压系统的工作 性能和泄漏量。
1、液压油的物理性质
几种国产液压油的黏温特性曲线如图所示。
1、液压油的物理性质
4.其他性质 （1）闪点和燃点 （2）流动点和凝点 (3) 酸值 （4）腐蚀 （5）化学稳定性和热稳定性