1 1液压冲击产生的原因

　　1 2液压冲击的危害

　　2液压冲击的分析

　　有一较大的容腔和另一端装有阀门的相连，容腔的体积较大，认为其中的压力p是恒定的。阀门开启时，管道内的液体以流速v流过，当不考虑管中的压力损失时，压力均等于p；当阀门瞬间关闭时，管道中便产生液压冲击（ p）。其过程所述，液压冲击的实质主要是管道中的液体因突然停止运动而导致动能向压力能的瞬间转变，其产生的主要元器件是液压缸和换向阀。

　　容腔和管道交界面处压力不平衡，管道中压力大于容腔中压力t= l /c 2l /c由交界面开始，管中液体依次向容腔方向松动，以流速v向左运动，压力依次恢复正常压力p，认为有一正常压力波由容腔向阀门推进t= 2l /c管中液体恢复正常压力p，但以流速v向左运动，液体有脱离阀门的趋势从阀门开始管中液体依次停下，压力也依次下降为低压，认为有一低压波由阀门向容腔推进t= 3l /c整个管中液体v = 0，处在低压作用下，容腔和管道的交界面处压力又不平衡，容腔中的压力大于管道中的压力t= 3l /c 4l /c由容腔开始，液体依次向阀门方向流动，恢复正常压力p和正常流速v，认为一正常压力波由容腔向阀门推进t= 4l /c管中液体以流速v向右运动，压力为正常压力p，和液压冲击未发生前情况一样，如此结束液压冲击的一个循环t> 4l /c以后的过程周而复始地继续下去。但由于液体有粘性，液体和管道有弹性，所以在液压冲击过程要消耗能量，实际上，液压冲击时管道中的压力变化是一个围绕正常压力p的逐渐衰减的振荡过程。

　　3液压冲击的计算

　　3 1流体突然停止运动时所产生的液压冲击3 1 1流体突然停止运动而产生的冲击波传播速度的计算当阀门瞬间关闭时，管道流体突然停止而产生冲击波，这个冲击波在管道内传播速度的大小直接影响到冲击力的大小。

　　设在压力p作用下，长度为l，断面面积为A的管道内液体体积为V， V= Al.当产生液压冲击时，管道内的液体被压缩的体积为V 1，管道受压而膨胀体积为V 2，管道总的体积变化量为V，则管道被压缩的体积：V 1 = kV p= V p /K管道膨胀的体积：V 2 = l A管道总的体积变化量：V= V 1 + V 2 = l A+ V p /K（ 1）式中： k为液压油的压缩系数；K为液压油的体积模量；A为管道截面面积的增量。

　　液体的体积压缩，管道容积的增大，都需要新的液体填充这一空间。设在t时间内，平均速度为v的液体可以充满变化的容积，则有：vA t= l A + V p /K所以v= l t A + p K = c A + p K（ 2）其中设c= l t（冲击波的传播速度）A = 2 rdr r 2 = 2dr r = 2E = pd E（ 3）式中：为管道壁上的正应力， = pd 2；d为管道内径；为管道壁厚；E为管道材料的弹性模量。

　　由式（ 2）和（ 3）可得v= c pd E + p K = c p d+ 1 K（ 4）由动量定理： m v= pA t，得v= pAt m = pt l = p c（ 5）式中： m为油液的质量， m = A l；为液体密度。

　　由式（ 4）和（ 5）可得c= K1+ Kd E = 11 K + d E（ 6）3 1 2液压冲击压力的计算（ 1）当管路突然关闭，液体立即停止流动，流速变为0时液体的动能转化成弹性能和热能（热能在计算时忽略），根据能量守恒定律1 2 A lv 2 = 1 2 Al p 2 /K可得p = v K = v K / = cv（ 7）式中： K为计及管壁弹性后的液体等效体积模量，c= K /.冲击波在管道中的液压油内传播速度，一般为900 1 400m /s.

　　（ 2）当流速不是突然降为零，而是降为v时式（ 7）可写成p= c（v- v ）（ 8）设压力冲击波在管道中往复一次的时间为t c，t c = 2l/c当阀门关闭时间时t< t c，此时的压力峰值很大，称为直接冲击，其p值可按（ 7）或（ 8）计算；当阀门关闭时间时t> t c，压力峰值较小，称为间接冲击，这时p值可按下式计算p= c（v- v ）t c t（ 9）这样，可以把各种情况下关闭液流通道时管内液压冲击的压力升高值归纳于中。不论是哪一种情况，知道了液压冲击的压力升高值p后，便可求得出现液压冲击时管道中的*高压力：p max = p+ p（ 10）

　　3 2运动部件突然制动时产生的液压冲击

　　活塞以速度v驱动负载m向左运动，活塞和负载的总质量为 m.当突然关闭出口通道时，液体被封闭在左腔中。但由于运动部件的惯性而使腔内液体受压，引起液体压力急剧上升。运动部件则以受到左腔内液体压力产生的阻力而制动。

　　4液压冲击的控制

　　4 1对换向阀迅速关闭，或开启进、回油口时所产生的液压冲击的控制

　　（ 1）在保证换向精度和生产率的前提下，尽量减慢换向阀的关闭和开启进、回油口的速度。有效措施有：用带有阻尼器的电液换向阀代替电磁换向阀，或用节流阀调节换向阀阀芯移动速度等。

　　（ 2）在换向阀未完全关闭前减小液体的流速。