高压柱塞泵气蚀现象及控制

由于气泡溃灭过程发生于瞬间(微秒(miǎo)级)，在局部会产生极高的瞬时压力和高温，当溃灭发生在固體(tǐ)表面附近时，不断溃灭的气泡所产生的压力和高温反复作用(yòng)就会破坏固體(tǐ)表面，导致气蚀，又(yòu)称空蚀，且气泡溃灭时伴有(yǒu)强烈的噪声和振动，并伴随有(yǒu)微弱的光，对液压系统和元件的工作性能(néng)、寿命和效率都有(yǒu)极大的影响。

1、柱塞泵中气穴及气蚀易发生位置

為(wèi)减小(xiǎo)配流冲击、降低噪声，高压柱塞泵的柱塞腔在吸排油转换的过程中必须进行预升压和预卸压，预升压过程是柱塞腔机械闭死压缩和通过减振三角槽从排油口引入高压油实现的;预卸压过程是柱塞腔机械闭死膨胀和通过减振三角槽引出高压油到吸油口实现的，由于预升压和预卸压过程中，减振三角槽的两端均作用(yòng)较大的变化的压差，减振三角槽中的油液产生较大速度的压差流，根据伯努利能(néng)量守恒方程，动能(néng)大的地方压力能(néng)必定低，所以减振三角槽中将会有(yǒu)低压區(qū)出现，压力低于油液的空气分(fēn)离压时，溶解在油液中的气體(tǐ)析出，形成气穴，气泡再破裂时将产生气蚀，从而破坏配流盘和缸體(tǐ)表面。

由于直接对柱塞泵配流盘上减振槽中油液流动进 穴显示试验的结构实现难度太大，又(yòu)考虑到柱塞泵的配流盘上减振槽和非全周开口滑阀中的节流槽的结构和工作过程完全相似，所以，对透明液压阀中节流槽中流动气穴可(kě)视化试验进行讨论。

节流槽有(yǒu)两种典型结构：第一种是具有(yǒu)等截面段的节流槽，其截面形状可(kě)以是矩形、三角形、梯形等，节流槽截面為(wèi)矩形，称為(wèi)U形节流槽(或U形槽);第二种為(wèi)渐扩形节流槽，其截面形状也可(kě)以有(yǒu)多(duō)种，常见的為(wèi)三角形截面，称為(wèi)V形节流槽(或V形槽)。图1给出了节流槽的结构特征，图中标示的流向為(wèi)流入方向(IN)。柱塞泵配流盘上的减振槽多(duō)用(yòng)V形槽，图2给出了V形槽在流入和流出方向时的气穴显示结果。

1.2柱塞泵配流盘气蚀破坏显示气穴位置

一些柱塞泵在实际使用(yòng)

由图4可(kě)见:预升压减振槽中的射流将气泡带到柱塞腔配流窗孔中，射流在配流窗孔内的固體(tǐ)壁面附近形成回流，将部分(fēn)气泡带到配流盘表面，气泡溃灭时产生的高压和高温在配流盘表面形成蚀坑，同时产生灼烧。

2、柱塞泵中气蚀的控制方法

气蚀的主动控制有(yǒu)两种方法：一是减小(xiǎo)减振槽中气穴产生的體(tǐ)积含量，二是控制气穴发生的區(qū)域即让气泡遠(yuǎn)离配流盘和缸體(tǐ)的表面，在减振槽或柱塞腔油液中出现和破裂，避免对配流盘和缸體(tǐ)表面造成破坏，如图5所示。