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汽车液压系统穴蚀的危害及预防

1.前言

    对汽车液压系统进行维护时,经常可以发现液压缸内壁或活塞杆表面有一些蜂窝状的孔穴。在拆洗分配阀、变速操纵阀等液压元件时,发现在它们的配合表面时常有发黑现象,而且还伴有一些麻坑,这些都是汽车液压系统出现的穴蚀现象。液压元件发生穴蚀现象的危害是相当大的,一方面会导致配合表面变黑,甚至出现小凹坑将阀芯卡住,从而造成压力失调。另一方面,当发动机气缸套内壁发生穴蚀时,在损压区内会出现许多形状不规则的小凹坑点,就好象其表面被强酸腐蚀过一样。当穴蚀严重时,凹坑点甚至会穿透气缸套壁,使发动机内的冷却液进入气缸,因而导致发动机发生严重事故。当穴蚀与其他型式的腐蚀共同作用时,将会成倍甚至几十倍地加速零件的腐蚀速度。

    2.影响汽车液压系统穴蚀的主要因素

    2.1穴蚀的实质分析

    穴蚀的产生是由于在油液压力低于油气分离压力时,溶于油液中析出的气体便在油液中形成“空穴”,随着压力的逐渐升高,空穴的体积逐渐变小,当压力升高到某一极限值时,这些气泡在高压的作用下,就会发生爆裂,从而将高温、高压的气体迅速作用到零件表面上,发生穴蚀现象,造成零件的损坏。

    2.2液压油的质量问题导致穴蚀

    首先,保证液压油的质量是防止产生穴蚀的一个重要因素。如果油液的抗泡沫性差,就会容易汽化而形成泡沫,从而导致穴蚀的发生。其次,油液压力的变化频率过高,也将直接影响空气泡的形成,加速空气泡的破裂速度。试验证明,压力变化频率高的部位,穴蚀速度就加快。如分配阀的阀芯与油道相对应的位置,由于压力变化的频率相对较高,穴蚀的程度也相对高于其它位置。另外,油位过高或过低,也是造成穴蚀的重要原因。油位过高,油液受机械搅拌而易使气体溶在油液内;油位过低,工作泵易吸入空气导致循环油液流量不足,从而加大了油液中空气或水形成气泡的机率。例如,液压变速器油位过低时,在变速泵进口处的压力就会低于油液的汽化压力,油液因此汽化或蒸发而析出气泡。当这些气泡流到高压区时,就会迅速破裂而产生穴蚀现象。除此之外,油液过热,也会使穴蚀现象增加。

    2.3冷却液质量问题导致穴蚀

    当冷却液中含有腐蚀介质,如各种酸根离子、氧化剂等,易发生化学腐蚀、电化学腐蚀,往往与穴蚀联合作用,加快了穴蚀的产生速度。冷却系统如果维护不好,也将对穴蚀创造有利条件。例如,冷却系统的散热器压力盖,如果维护得好散热器就可以保持冷却液的压力始终高于蒸气压力,从而防止穴蚀的产生。再如节温器,一个性能良好的节温器就可以使冷却液保持在合适的温度范围内,能够降低气泡破裂时所释放的能量。倘若维护不良,造成温度或压力失常,就会加快穴蚀速度。

    3.预防汽车液压系统穴蚀的措施

    虽然穴蚀的产生原因是多方面的,但如果进行积极预防,穴蚀现象还是可以避免的。下面针对穴蚀产生的原因而采取的相应预防措施。

    3.1选用质量和粘度等级合格的油液

    严格按照车用油液的标准选用液压油。选用质量好的液压油,就可以有效防止在液压系统工作过程中出现的油液压力低于油气分离压力的现象。选用油液时,应根据不同地区的最低气温进行选择,并按油尺标准加注液压油,同时还应保持液压系统的清洁(加注液压油时,应防止将水分和其它杂质带入;添加的冷却液,一定不要含有腐蚀物质)。经常检查液压油的油质、油位和油色,如果发现液压油中出现水珠、泡沫或变成乳白色时,应及时检查油液中空气的来源,检查油液冷却器和各管接头处的密封性。

    3.2防止油温过高,减少液压冲击

    防止油温过高,合理设计散热系统,是保持油温正常的关键。如果出现故障,应查找原因,及时排除。在操纵液压操纵杆、分配阀时,力求平稳,不宜过快、过猛;也不宜频繁地加大油门,以减轻液压油对零件的冲击。及时维护冷却系统,使冷却系统的温度保持在合适的范围内,以降低气泡破裂时释放的能量,在不影响冷却液的循环时,可以适当添加一定量的防腐添加剂,以抑制锈蚀。

    3.3保持各元件结合面的正常间隙

    在制造或修理时,按照装配的公差下限进行装配,可以很好地减少穴蚀的发生。如果元件已经发生穴蚀现象,则只能采用金相纸抛光技术除去积碳,切不可用一般的细砂纸进行打磨和处理。

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