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关于液压伺服系统热特性研究综述 　　液压伺服系统通过对位移、速度、力等输出量的闭环控制，实现输出量自动、快速而准确地随输入量的变化而变化，同时可将输出功率大幅度放大。液压伺服系统响应速度快、负载刚度大、控制功率大、功率体积比大的特点使其在舵机控制系统及随动系统中得到广泛的应用。液压伺服系统对温度变化较为敏感，温度的升高会使泄漏量增大，导致液压伺服系统性能降低，也影响液压元件的使用寿命;此外，在如雷达、火炮和制导系统等具有红外侦测要求的应用中，温度的升高会对红外侦测的准确性和快速性造成干扰和不利影响。因此，液压伺服系统的发热机理、系统热平衡特性及温度控制的理论和实验研究，对于限制液压伺服系统的温升、提高系统的性能将起到重要的理论指导作用，对液压伺服系统的稳定运行、减小温升对其它元件和系统的影响和干扰具有重要的意义。 　　通过现阶段国内外液压系统，尤其是液压伺服系统热特性的研究现状的综述，本文分析了液压伺服系统温度控制的意义，以及现阶段液压伺服系统发热机理、热特性建模与仿真方法、温度控制等方面的研究成果，论述了今后液压伺服系统热特性研究的方向和重点。 　　1液压伺服系统温度控制的意义 　　液压伺服系统的温度控制主要体现在液压油的温度控制和液压伺服系统元件的温度控制两个方面，两者在系统运行过程中相互影响和作用。液压油温度的升高通过对流换热将热量传递给液压伺服元件的金属表面造成液压伺服系统元件温度的升高，从而使液压元件处于低性能和低效率的工作状态。液压元件的低效率工作使其能量损失转化为液压油的内能，使液压油温度升高，由此形成恶性循环。 　　在液压油的性能方面，液压油温度的升高造成其粘度降低，使液压伺服系统的泄漏增加、容积效率降低;此外，由温升造成的液压油油膜强度的降低使其润滑性能下降、系统的摩擦和磨损增加;高温还会使液压油加速氧化，降低油液性能和使用寿命。从密封效果来看，液压伺服系统温度升高加剧了系统中橡胶密封件、软管等的老化，影响系统的密封效果。在液压元件的性能和工作状态方面，温度的升高使液压元件发热变形，由此导致不同膨胀系数的运动副产生配合间隙的变化，可能造成机械卡死和破坏应有的精度，这种现象常表现为电液伺服阀的磨损、卡死、卡滞、压力损失增加或泄漏增加。 　　液压伺服系统温度的升高会对系统的密封可靠性、工作效率和稳定性、系统性能带来了不利的影响，液压伺服系统温度控制的意义即在于通过控制液压伺服系统的温度来提高系统的性能。 　　2 液压伺服系统的发热机理 　　2.1液压油温度升高的原因 　　液压系统能量损失大、效率低，原因在于液压系统存在两次能量转换，首先要通过动力装置将原动机的机械能转化为液体的压力能，其次再通过液压执行元件将液体的压力能转化为机械能，这样就不可避免地产生了两次能量损失。液压油温度升高的原因主要在于液压系统的能量损失转化为液压油的内能，这__些能量损失包括流经各种阀时存在如节流损失和局部压力损失、液压油在管道中流动时的沿程压力损失和局部压力损失、以及在阀控过程中的溢流损失和泄漏损失等，其中液压控制阀一般具有较大的节流损失，其发热量是影响系统温度变化的重要因素。此外，液压系统机械部件的相对运动所产生的摩擦热被液压油吸收也是油温升高的原因之一。 　　一般地，阀控系统在油源采用定量泵供油下的效率理论上最大只有38%，油源采用变量泵供油下的效率理论上最大值也仅有67%。 　　由于液压系统各部件具有不同的工作特点和功能，各个部件的产热量也不相同。对装载机工作装置液压系统的热特性的研究表明各种阀的功率损失产热量占到总产热量的40%，液压泵和执行元件的产热量分别占总产热量的23%和20%，而管路的产热量仅占总产热量的17%，各种阀的较大的产热量的原因在于液压系统的频繁换向导致溢流损失较大，同时多路阀阀口的流动阻力也较大，从而致使压力损失全部转化成热量导致系统产热量较多。对空客A320 的液压系统各部件的产热量进行的分析和计算表明液压系统中伺服子系统的产热量占到了整个液压系统总产热量的71.6%，液压泵的产热量占整个液压系统总产热量的22.9%，液压管路的产热量占整个系统产热量的4.8%，而单向阀的产热量仅占系统总产热量的0.8%。 　　在液压系统的设计过程中，低效率的动力、执行元件，不恰当规格的控制调节元件和液压辅件的选择，也造成了整个系统能源效率偏低，大量的能量都转移到液压油的内能中去，势必会造成液压油的温度升高。例如，油箱容积过小，油面过低，将使液压系统没有足够的流量带走其产生的热量，使液压系统中的油液没有足够的循环和冷却条件，会使油温升高。 　　液压油黏度选择不当是油温升高的另一影响因素。液压油的黏度太高，造成流体摩擦增