浅谈节能环保液压传动工作介质的发展

    本文介绍了液压传动技术的工作介质在环保节能方面的两个不同得发展方向，一是发展全新的以水
为工作介质的水液压系统，二是发展生物可降解液压油。并且分别阐述了它们各自的特性以及需要解决

  

的问题。
   近年来，资源枯竭和环境污染问题受到世界各国的高度重视，各国在节省能源、发掘可再生资源、保

   

护环境方面做了大量的工作，并且制定了相关的法律规定。
    液压传动技术是一种在工业中应用较普遍的一种传动技术，与机械传动和电气传动相比，它有自己
独特的优点，如：功率质量比大、工作压力和流量可调性好、可实现无级调速等优点。但是目前各类机械
设备的液压系统大多采用石油型液压油作为工作介质，不仅消耗了大量的石油资源，而且造成了环境

   

污染。因此，世界各国纷纷研究环保节能的液压传动技术，使液压传动技术更具生命力和竞争力。
    液压传动技术要实现环保节能，最重要的一点是选择既环保有可再生的新型工作介质。笔者认为，节
能环保型的工作介质目前有两个发展方向。一是以无污染的纯水（或海水）为工作介质，开发出相应的

    

水液压系统。二是开发以食用油为基础的环保型生物基液压油。
    

    

下面分别作以简单的介绍。

    1

   

、水液压系统

    水液压技术其实是在第一次工业革命中兴起的古老技术，是液压传动技术的初始阶段，而后随着石
油工业的发展，液压油取代了水作为工作介质，而随着世界各国对节能环保的呼声越来越高，许多科
学又把目光投向了水这一环保工作介质。液压传动技术向水液压传动技术的发展研究，不是技术的简单

    

的重复和循环，而是要向更高的阶段发展。
    1.1 

   

水液压技术的优点

    从经济性、环保性、难燃性、与工作环境的相容性以及可持续发展等方面考虑，自来水（或海水）都是

    

一种理想的工作介质。
    它的主要优点有：1)成本较低；2)对生产产品无污染；3)抗燃性好;4)

    

可压缩性小。

    1.2 

   

需要解决的难题

    

   

水液压技术虽然有许多优点，但是要使这项技术真正得到应用，需要解决以下几个方面的问题。

    泄漏：液压元件中大部分的运动副采用间隙配合的方式，其缝隙量的大小对泄漏量的多少影响很大 ，
而水的粘度比液压油的粘度低，同等条件下，水比油的泄漏量要大，使系统的容积效率更低。所以，在
水液压传动中，一方面要控制好配合间隙的大小，这就需要对水液压元件进行结构设计，设计出适合

   

水液压系统的元件。另一方面，要研究新型的密封材料和密封方法，从而减少系统的泄漏。
    1.3 

   

防腐和润滑

    由于水的油膜强度较低，使水比油的润滑性差的多，并且水能腐蚀许多金属，导致金属表面剥落。因
此选用合适的材料是水液压系统需要解决的关键问题。其中结构陶瓷由于其具有耐磨性好、抗气蚀性好、
化学稳定性好、摩擦系数低等优点，用其代替部分金属材料也会大大改善液压元件的性能。但是结构陶
瓷的加工工艺难度更高。目前对于水液压系统的材料开发仍处于研发阶段。但是随着材料科学的发展，

    

水液压系统有望被广泛应用。
    1.4 

    

气蚀

    由于水的饱和蒸汽压比油高，因此水液压系统更容易产生气蚀现象。由于气蚀现象主要发生在泵的吸

   

油口处和节流阀口处，因此气蚀现象的解决可以从以下两个方面考虑：
    1) 改进现有阀，设计更加平滑的流道和阀口形状，从而减小经过阀口的压力损失。
    2)

    

将泵放在水箱的液面以下，以提高泵的自吸能力。

    1.5 水在 0℃

    

以下会结冰

    如果环境的温度降到 0 ℃以下，就必须在水中加防冻液。传统的防冻液含有对环境和人体有害的物