表4.1 各种液压系统的过滤精度要求 系统类别 润滑 传动系统 伺服
工作压力(MPa)
精度d(m)
0~2.5
100
14
25~50
14~32
25
32
10
21
5
6
4.1.2 过滤器的类型及特点
The Type and Characteristics of Filter
按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网式 (Mesh Filter)、线隙式(Wire-wound Filter)、纸质滤 芯式(Pleated Paper Filter)、烧结式滤油器(Sintered Metal Filter)及磁性滤油器等。按滤油器安放的位置 不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器，考 虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。
线隙式滤油器如图4.2所 示，用铜线或铝线密绕在筒 形骨架的外部来组成滤芯， 依靠铜丝间的微小间隙滤除 混入液体中的杂质。其结构 简单、通流能力大、过滤精 度比网式滤油器高，但不易 清洗。多为回油过滤器。
图4.2 线隙式滤油器
9
1
(3) 纸质滤油器
Paper Filter
滤芯为微孔滤纸制 成的纸芯，将纸芯围绕 在带孔的镀锡铁做成的 骨架上，以增大强度。 为增加过滤面积，纸芯 一般做成折叠形。其过 滤精度较高，一般用于 油液的精过滤，但堵塞 后无法清洗。
(4.3)
用于保压时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分 进行，可认为是等温变化过程，这时取n=1； 作辅助或应急动力源时，释放液体的时间短，热交换不充 分，这时可视为绝热过程，取n=1.4。
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4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算
Calculating the Volume of Accumulator Used as Shock Absorber
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图4.8 气囊式蓄能器
l——充气阀 2——气囊 3——壳体 4——提升阀 5——放气螺塞 6——油口
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(3) 薄膜式蓄能器 Diaphragm Accumulator (4) 弹簧式蓄能器 Spring Loaded Accumulator
(5) 重力式蓄能器 Weight Loaded Accumulator
V2 — 气体膨胀后相应于时的气体体积
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4.2.3.1 作辅助动力源时的容量计算
p0V0n p1V1n p2V2n (4.1)
体积差 V V2 V1 为供给系统油液的有效体积，将它代
入式(4.1)，使可求得蓄能器容量 V0 ，即
p2 p2 V0 V2 p p 0 0
一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。
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4.2 蓄能器
Accumulator
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4.2 蓄能器 Accumulators
4.2.1 蓄能器的作用 Function of Accumulators
(1) 作辅助动力源 在间歇工作或周期性动作中，蓄能器可以把泵输出的多余
压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放出来。这样可
粗滤油器用来保护泵，使其不致吸入较大的机械杂质。为 了不影响泵的吸油性能，防止发生气穴现象，滤油器的过滤能 力应为泵流量的两倍以上，压力损失不得超过： 0.01~0.035MPa。
(2)泵出口油路上——高压滤油器 High Pressure Filter 主要用来滤除进入液压系统的污染杂质，一般采用过滤精 度10~15m的滤油器。它应能承受油路上的工作压力和冲击压 力，其压力降应小于0.35MPa，并应有安全阀或堵塞状态发讯 装置，以防泵过载和滤芯损坏。
又称工作容积
p0, V0
p1, V1
p2, V2
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4.2.3.1 作辅助动力源时的容量计算
Calculating the Volume of Accumulator Used as Auxiliary Power Source
当蓄能器作动力源时，蓄能器储存和释放的压力油容量和 皮囊中气体体积的变化量相等，而气体状态的变化遵守玻义耳 定律，即
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3
充气阀
Gas Valve
(2)皮囊式蓄能器 Bladder Accumulator 皮囊式蓄能器中气体和 油液用皮囊隔开。皮囊用耐 油橡胶制成，内充入惰性气 体，壳体下端的提升阀能防 止皮囊膨胀挤出油口。
1 2
皮囊
Bladder
壳体
Shell
提升阀
Poppet Valve
图4.8 皮囊式蓄能器
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4.1.3 过滤器的安装部位 Filter Location
(3)系统回油路上——低压滤油器 Low Pressure Filter 因回油路压力很低，可采用滤芯强度不高的精滤油器，并 允许滤油器有较大的压力降。 (4)安装在系统以外——旁路过滤系统 Bypass Line Filter 大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油ห้องสมุดไป่ตู้系统， 滤除油液中的杂质，以保护主系统。
第四章 液压辅助元件
HYDRAULIC ACCESSORIES
本章提要
液压辅助元件有滤油器(Filter)、蓄能器(Accumulator)、管 件(Pipe)、密封件、油箱(Reservoir)和热交换器(Heat Exchanger) 等。 液压辅助元件和液压元件一样，都是液压系统中不可缺少 的组成部分。它们对系统的性能、效率、温升、噪声和寿命的 影响不亚于液压元件本身。 通过学习，要求掌握液压辅件的结构原理，熟知其使用方 法及适用场合。
图4.3 纸质滤油器
2 3 4
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(4) 烧结式滤油器
Sintered Metal Powder Filter
滤芯用金属粉末烧 结而成，利用颗粒间的 微孔来挡住油液中的杂 质通过，其滤芯能承受 高压差。
图4.4 烧结式滤油器
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4.1.3 过滤器的安装部位 Filter Location
(1)泵入口——吸油粗滤器 Suction Filter
过滤器 (d＜1 m) 。
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4.1.1 对过滤器的要求
(过滤精度 filtration fineness)
一般对过滤器的基本要求是：
(1) 能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸
的杂质进入系统。 (2) 滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。
(3) 通流能力大，压力损失小。
(4) 易于清洗或更换滤芯。
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q p — 液压泵的流量
下面根据教材中图4.9所示的油箱结构示意图分述设计要 点如下: (1) 泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可能远些， 管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管径的2-3倍， 以免吸空和飞溅起泡。吸油管端部所安装的滤油器，离箱壁 要有3倍管径的距离，以便四面进油。回油管口应截成45斜 角，以增大回流截面，并使斜面对着箱壁，以利散热和沉淀 杂质。 (2) 在油箱中设置隔板，以便将吸、回油隔开，迫使油液 循环流动，利于散热和沉淀。
重力式蓄能器主要用冶金等大型液压系统的恒压供油，其 缺点是反应慢，结构庞大，现在已很少使用。
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4.2.3 蓄能器的容量计算
Calculation of the Volume of Accumulators 容量是选用蓄能器的依据，其大小视用途而异。现以皮囊 式蓄能器为例加以说明。
V -- 可供液容积
以减少液压泵的额定流量，从而减小电机功率消耗。
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4.2.1 蓄能器的作用
(2)系统保压或作紧急动力源 对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的系统， 可用蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某些系统要求当
泵发生故障或停电时，执行元件应继续完成必要的动作时，需
要有适当容量的蓄能器作紧急动力源。 (3)吸收系统脉动，缓和液压冲击 蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，也能吸收液压泵工 作时的流量脉动所引起的压力脉动。
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本章教学内容
4.1 滤油器 4.2 蓄能器 4.3 油箱 4.4 管件和管接头 4.5 热交换器 本章小结 习 题
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4.1 滤油器
FILTERS
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4.1.1 对过滤器的要求 Requirements for Filters
当蓄能器用于吸收冲击时，一般按经验公式计算缓冲最 大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即
式中：
0.004qp1 (0.0164L t ) V0 p1 p2
(4.4)
p1 — 允许的最大冲击(MPa) p 2 — 阀口关闭前管内压力(MPa)
V0 — 用于冲击的蓄能器的最小容量(L)
L — 发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度(m) t — 阀口关闭的时间( s )，突然关闭时取t=0
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(1) 网式滤油器 Wire Screen Filter (Strainer)
滤芯以铜网为过滤材料，在 周围开有很多孔的塑料或金属筒 形骨架上，包着一层或两层铜丝
网，其过滤精度取决于铜网层数
和网孔的大小。这种滤油器一般
用于液压泵的吸油口。
图4.1 网式滤油器
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(2)线隙式滤油器
Wire Wound Filter
(4.2)
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4.2.3.1 作辅助动力源时的容量计算 充气压力p0在理论上可与p2相等，但是为保证p2在时蓄能 器仍有能力补偿系统泄漏，则应使 p0<p2，取p0 =(0.8~0.85) p2
1 1/ n 1 1/ n 1 V V0 p0 / n p1 p2
p0V0n p1V1n p2V2n
(4.1)
式中：
p0— 皮囊的充气压力(precharge pressure)
V0 — 皮囊充气体积，此时皮囊充满壳体内腔，故亦即蓄能器容量
p1 — 系统最高工作压力，即泵对蓄能器充油结束时的压力 V1 — 皮囊被压缩后相应于时的气体体积
p 2 — 系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力
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4.2.2蓄能器的结构形式 Construction of Accumulator
( a) ( b) ( c) ( d) ( e)
重力式
弹簧式
活塞式
皮囊式 Bladder Type
膜片式 Diaphragm Type
Weight Loaded Spring Loaded Piston Type
液压油中往往含有杂质，会造成液压元件相对运动表面的
磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中安装一定精度的滤
油器，是保证液压系统正常工作的必要手段。 过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大 小，以直径d作为公称尺寸表示。按精度可分为粗过滤器 (d＜
100m)、普通过滤器(d＜10 m)、精过滤器 (d＜5 m)、特精
由上式得
1/ n
1/ n
p2 V1 V p 0
1/ n
p 1 / n 2 V0 V p0
p2 V p0 V0 1/ n p2 1 p1
1/ n
图4.6 蓄能器的结构形式
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(1) 活塞式蓄能器 Piston Accumulator 活塞式蓄能器中的气体和油 液由活塞隔开。活塞1的上部为压 缩空气，活塞1随下部压力油的储 存和释放而在缸筒2内来回滑动。 这种蓄能器活塞有一定的惯性，O 形密封圈存在较大的摩擦力，所 以反应不够灵敏。
图4.7 活塞式蓄能器
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4.3 油箱 Reservoirs
4.3.1 油箱的基本功能 Basic Function of Reservoirs
① 储存油液
② 散掉系统累积的热量
③ 促进油液中空气的分离 ④ 沉淀油液中的污垢 按油面是否与大气相通，可分为开式油箱与闭式油箱。开 式油箱广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下和高空 无稳定气压的场合，这里仅介绍开式油箱。
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4.3.2 油箱的容积与结构
在初步设计时，油箱的有效容量可按下述经验公式确定
V mq p
(4.5)
式中： V
— 油箱的有效容量(Effective Volume)
低压系统：m=2~4 中压系统：m=5~7 m — 经验系数 (Empirical Coefficient) 中高压或高压系统：m=6~12 对功率较大且连续工作的液压系统，必要时还要进行热平 衡计算，以此确定油箱容量。
