郑根华：静电净油技术在液压污染控制中的应用

【第一工程机械网 独家报道】2013年9月13日，以“格局演变与规则重塑”为主题的2013中国工程机械后市场发展论坛暨2013中国工程机械工业协会维修及再制造分会年会、2013中国工程机械学会维修工程分会年会在武汉玛雅海滩酒店隆重召开。维修工程分会理事长马世宁，维修及再制造分会会长杜海涛，装甲兵工程学院教授、中国工程院院士徐滨士，工业和信息化部节能与综合利用司综合处副处长王孝洋，中国工程机械工业协会会长祁俊，斗山工程机械中国区产品服务部总经理孙培楠，千里马工程机械集团股份有限公司董事长杨义华、同济大学汽车后市场研究所所长陈荣章，山东临工工程机械有限公司副总经理姚金军，北京天顺长城液压科技有限公司副总经理杨安等行业企业领导莅临会议，现场300多名企业代表齐聚一堂，共探后市场发展之道。

山东恒业机电科技有限公司总经理郑根华作了题为《静电净油技术在工程机械液压污染控制中的应用》报告，以下为第一工程机械网记者总结的文字记录：

随着工程机械产业的发展，机电液一体化技术在现代工程机械上的应用得到了广泛的发展，液压系统工作性能的好坏，直接影响工程机械的作业性能。

在液压系统中，液压油是传递动力和信号的工作介质，同时还起到冷却、润滑和防锈的作用。液压油污染严重时，会导致液压元件磨损加剧、出现故障。

据统计，液压系统故障中70％以上的故障是由于油液污染而造成，其中75％以上是固体颗粒的污染。

液压系统故障原因构成

1、污染物的种类：

a.颗粒状污染物：铁锈、金属屑、焊渣、砂石、灰尘等；

b.纤维污染物：纤维、棉纱、密封胶带片、油漆皮等；

c.化学污染物：油液氧化或残存的清洗溶剂引起的油液劣化胶质等；

d.水或空气：从油箱或液压缸处带入水分、热交换器泄漏进水、油液中的空气混入等。

2、污染物的来源：

a.元件或装置的原有污染物：泵、阀、缸、马达、油箱、过滤器、阀块、管道、软管中原有的污染物；

b.外界侵入的污染物：油箱通气、液压缸密封、轴承密封等进入的污染物；系统组装、调试带入的外部污染物；

c.内部生成的污染物：系统运转或油液变质生成的污染物；

d.维护造成的污染物：系统维修、更换元件、拆装及加油造成的污染物。

液压污染物控制中的有关概念

1、高清洁度等于高可靠性

由于液压伺服系统的绝大多数故障是由于油液污染造成的，因此确保油液的高清洁度意味着获得系统工作的高可靠性。

2、新油是脏油

由于油液在储运和管理过程中有可能受到污染，即使是新油也必须看作是受过污染的脏油，必须经过精度足够高的净化，经检测满足要求后才允许加入到系统中去。

一般的新油的清洁度在NAS9-10级，而有的液压控制系统要求的清洁度为NAS5-8级，即使新油也无法满足要求。

3、动态间隙与间隙保护净化

液压元件在工作状态下的间隙称为动态间隙，典型液压阀的动态间隙：伺服阀1-5μm，比例阀3-8μm，换向阀3-10μm。

颗粒尺寸与动态间隙相当时最为危险，最容易导致阀芯卡死、交流电磁铁线圈烧坏、响应慢、不稳定、磨损加剧、系统失效等。要消除这些现象，把磨损降到最低，并最大限度地延长元件寿命，必须净化去除间隙尺寸颗粒。

4、有效去除10μm以下的污染颗粒同样重要

10μm以下的污染颗粒有效去除很容易被忽视，而恰恰是这些颗粒更容易导致液压系统的各类故障。

工程机械液压系统污染的危害

1、泵类元件：

会使泵的传动部件如柱塞泵中柱塞和缸孔，叶片泵的叶片和叶片槽，齿轮泵的齿轮和壳体等零部件产生磨损或卡死，使动作失灵；

2、阀类元件：

会堵塞节流孔和阻尼孔，使阀的性能变坏；

3、液压缸：

污染颗粒会加速密封件的磨损，使泄露量增大；

油在使用过程中，因压力、摩擦、环境等原因会产生异物，这些异物作为催化剂会触发油品氧化，形成不溶于油的游离物，造成油品污染。

随着污染的加大显现出粘度、酸度的变化，水分增加，油品颜色变化，随之诱发设备的故障，致使更换油品。

设备循环系统内残留的污染油与新油混合在一起，起到氧化催化作用，又会加快油品的污染速度，减少新油的使用时间。

所以，为了防止油品的污染，延长油品的使用寿命，必须迅速去除油品中形成的污染物和氧化物。

案例：液压伺服系统中伺服阀失效的模式及原因

1、伺服阀失效模式：

主阀冲蚀失效：当油液中大量微小的固体颗粒随高速油液流过阀口时，冲蚀阀芯与阀套上的节流棱边，致使节流棱边倒钝，导致伺服阀零区特性改变，压力增益降低，零位泄漏增大。

主阀淤积失效：不大于半径间隙的颗粒聚集于阀芯与阀套之间的环形间隙，致使阀芯与阀套的磨损加快，启动摩擦力加大，滞环增大，响应时间增长，工作稳定性变差，严重时出现卡涩现象。

主阀卡涩失效：阀芯和阀套环形间隙中不均匀的淤积形成侧向力，侧向力使阀芯和阀套的金属表面接触，从而出现微观粘附（冷压接触），造成卡紧。卡紧使启动摩擦力加大，造成阀的工作不稳定，严重卡紧时将引起卡涩失效。

主阀磨蚀失效：油液中的水分和油液添加剂中的硫或零件清洗中残留氯产生硫酸或盐酸，致使节流棱边腐蚀，造成与冲蚀相同的后果。

先导阀失效：伺服阀内装的过滤器堵塞是由喷嘴、挡板、反蚀杆端部小球的冲蚀、磨损所致，过滤器堵塞降低了阀的灵敏度及响应，严重时难以驱动功率滑阀。