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多污染源液压系统污染控制方程的建立方法 赵琰 (中国矿业大学北京校区100083) 摘要本文分折了实际液压系统中存在多污染源的情况下擂染控制方程的建立方法．提出了等效过滤比和等效污染源的分 折方法．可以对任何液压过滤系统回路中任意点快速建立污染控制方程。 关键词 液压系统污染控制滤油器等效过滤比等效污染源 0前言 液压系统污染控制方程是对液压系统污染控制水平的数学描述，有了污染控制方程人们就可以对系统 的污染状况做进一步的理论分析和数学运算，设计出较为合理的过滤系统。 传统液压系统污染控制方程是建立在简化系统的基础之上的，由此得到的污染控制方程对分析多次通过滤 油器性能实验具有一定的意义。但这种建立方法不能直接反映液压系统中各种元件在污染控制中的作用． 不能直接应用于液压系统过滤器的安装位置和过滤精度的选择。本文介绍一种新的液压系统污染控制方程 的建立方法，可望解决上述问题。 1 传统液压系统污染控制方程的建立 液压系统污染控制方程的推导方法建立在多次通过实 验系统的基础上，即假定： l l=二!=竺l 1)污染物只从系统油箱处进人系统； 2)滤油器是系统中污染物脱离循环的唯一元件； ④。 3)系统中除滤油器外的其它元件不影响系统污染固体 颗粒数的数量和尺寸分布。 根据上述假设一个实际液压系统在进行污染分析时可以简 ◇廖 R 化成如图1所示的系统。 液压系统污染控制方程的数学模型是建立在系统中污 J No土 ? 染物颗粒数平衡原理的基础之上，即：油箱中的污染物颗粒 图1过滤系统简化图 数等于系统中原有的污染物颗粒数加上注入的污染物颗粒 数减去过滤掉的污染物颗粒数，以上颗粒数都是指尺寸大于 某一数值而言的。平衡方程式为： Ⅳ，V=NoV+lRdt一}(Ⅳ。一Nd)Qdt 式中 Ⅳ，——油箱内油液的污染颗粒浓度(粒，mL)： Ⅳ。——油液污染颗粒的初始浓度(粒，mI，)： Ⅳ．——滤油器上游的污染颗粒浓度(糊mL)； Ⅳ。——滤油器下游的污染颗粒浓度(粒，mI)； Q——通过滤油器的流量(mIJinin)： 卜一时间(rain)； y——在系统中循环的油液体积(mL)。 将过滤比声=N。。／Ⅳ。代人式(1-I)，整理得： 41 dN， ，口一1、r 尺 ——L—I-(!—一、二A dt 、口’V 式lI-2)称为基本液压系统污染控制方程。 2多污染源液压系统污染控制分析 实际系统中．在系统工作以前，系统油液中就含有一定数量的颗粒污染物。系统启动后，一方面滤油器 对经过它的油液进行过滤．没被滤除的颗粒则返回油箱：另一方面，周围环境中的污染物通过可能的侵八 专．如油箱活塞杆密封环、滑阀、油箱通气孔等进人系统油液：此外，油液中的污染颗粒一方面侄液压泉 等兀件中被破碎成较小颗粒，另一方面油液中的颗粒污染物使这些元件磨损加剧，生成新的颗粒。 从以上分析可以看出，液压系统中某一点的污染度取决于污染物侵入系统的位置、侵入速率、滤油器 的安装位置、滤油器的过滤精度和考察点的位置等一系列因素．当以油液污染浓度为考察对象时，任何液 压系统都可以看作是一个污染控制系统。因此，要精确分析系统的油液污染状况与各吲素之间的关系．必 须根据具体的过滤系统建立污染物平衡的数学模型， 下面我们建立多污染源液压系统污染控制方程。首先从基本的液压污染控制与‘程^手、考虑到系统内 部和外部污染源，液压系统的污染物总量平衡关系式(1一1)可以改写为： 式中i代表第i个污染源．k代表第k个过滤器，∑表示对所有的污染源人侵颗粒和过滤器过滤掉的颗粒求 和 考虑到N。=Nb／卢，式(2—11)对时间求导后整理得：