液压系统故障排除：液压油箱、呼吸器和液压油污染物

液压油箱在液压回路设计中起着重要作用。当液压油不在液压系统中流动时，它会储存液压油。

在我们开始更详细地研究液压油箱之前，值得提醒我们自己液压系统的工作原理以及液压油箱在整个系统中所扮演的角色。

液压系统旨在通过使用加压液体以受控方式传输动力。系统中存在有限数量的液压油，这些液压油会在系统运行时不断储存和重复使用。这使得流体储存罐-油箱，成为任何液压系统的重要组成部分。

液压油箱实际上在液压系统中实现了许多功能，因为它：

容纳一定体积的液体

从系统转移热量

允许固体污染物沉淀，并且

促进流体中空气和水分的释放。

虽然“流体储存罐”似乎是一个非常简单的概念，但储存罐的设计和实施非常重要。即使是设计最完善的液压系统的效率也会因液压油箱设计不当而受到影响。

液压油箱时的设计考虑因素是什么?

1、油箱大小

液压油箱尺寸的一般规则取决于系统是开路还是闭路。对于大多数工业应用，油箱容积应为泵流量/分钟的 3 到 5 倍，至少为流量的 2.5 倍。虽然这在大多数情况下都是正确的，但在某些情况下可能需要比这更大的储罐-例如，以确保液位保持在泵入口管线上方。

相反，可能有更小的油箱可取的原因——例如，如果整体设计非常轻巧或紧凑。

值得注意的是，较小的尺寸可能具有较小的传热表面积，因此 可能需要在设计中增加热交换器或冷却器的功率，以确保流体温度保持在可接受的参数范围内。

此外，当液压流体返回油箱时，较小的油箱容积更容易起泡和搅动流体。采取一定措施或特殊的元件来降低返回流体的速度来帮助最大限度地减少这些问题。这很重要，因为充气流体会导致泵损坏、气蚀或过早失效。

2、污染物和过滤

如果液压系统中流体的污染程度过高，超过一半的液压元件会发生故障。

“较旧的液压系统具有较低的工作压力、简单的齿轮泵和杠杆操作的方向阀。颗粒污染物可能会导致一些退化，但这很少导致间歇性或灾难性故障。”

“现代液压系统的特点是阀门内部零件之间公差很小，以及使用较小力的比例电磁铁。

这意味着颗粒污染物很容易干扰正常操作。

现在，即使在封闭系统中，流体污染也可能来自各种内部或外部来源，但一个常见的来源是液压油箱中的空气呼吸器。

液压油箱需要呼吸器以允许空气进出油箱：

泵排油时，空气通过呼吸器被吸入液压油箱，流体被吸入液压缸;

当流体从油缸返回到油箱时，呼吸器释放空气。

如果空气从油箱中排出的通道受到限制或阻塞，内部压力可能会升高到安全水平以上，从而可能导致严重泄漏。

如果允许进入油箱的空气太少，则会产生部分真空，这会导致气蚀、损坏泵并降低系统内的流速。

因此，呼吸器设计中通常包含网状过滤器。必须对其进行监控以确保它不会被堵塞。压差开关可以指示过滤器何时堵塞。

但是，网状过滤器并不能解决所有问题。除了过滤掉灰尘和其他固体污染物外，过滤器还需要确保水不会进入水箱。在液压系统中，水会降低液压油的性能并导致运行不稳定或导致组件故障。由于空气中的水分，水可以通过呼吸器进入系统。

解决这个问题的方法是使用干燥过滤器呼吸器，它使用细颗粒过滤器和干燥剂，在空气进入液压油箱之前捕获空气中的水分。还需要监控和维护干燥剂、过滤器呼吸器，因为过滤器元件最终会被堵塞并且干燥剂会随着时间的推移而耗尽。

通过这种方式，您可以确保吸入液压油箱空间的任何空气都是清洁和干燥的——从而降低污染物进入液压系统的可能性。

3、附加过滤

传统上，液压油箱的尺寸被指定为允许污染物沉入油箱底部，从而防止污染物在液压系统中循环。

但是，可利用额外的入口和出口构成独立循环。这种回路由循环泵、过滤器和连接软管或管道组成。这样，流体可以被过滤并返回到液压油箱。

这种额外的过滤有助于进一步降低液压系统中污染物的风险。在工业上，这就是常见的循环过滤系统(包含过滤器、冷却器，甚或加热器等)

4、监控维护

我们已经提到过，过滤器和呼吸器必须受到监控和维护，以确保其持续有效运行。

如今传感器和通信的成本意味着为您的液压系统添加其他自动监控通常具有成本效益。例如，由于热量是液压油退化的主要原因，您可能希望在液压油箱中安装温度监控器。

虽然高温读数需要开关以安全、快速关闭，但在寒冷环境中可能需要恒温控制的流体加热器。寒冷、粘稠的流体也会对泵吸入管路和泵造成损坏。

最后，液位指示器是油箱设计中要包含的另一个重要特征。如果您不是自动测量，指定一个开关在液位变得危险地低时发出信号将有助于防止灾难性和昂贵的维修。