液压油液的物理性质探究

1.密度

单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为V、质量为m的液体的密度ρ为

重度 单位体积液体的重量称为液体的重度。体积为V、重量为G的液体的重度γ为

矿物型液压油的密度和重度是随温度和压力而变化的（随着温度的上升而减小，随着压力的提高而稍有增加），但其变动值很小，可认为其为常数。一般矿物油系液压油在20℃时密度约为850～900kg/m³（0.85～0.9g/cm³）。10号航空液压油在20℃时密度值为850kg/m³。

2.可压缩性

液体受压力作用而发生体积变化的性质称为液体的可压缩性。液体的压缩性可用体积压缩系数k表示。

式中 k——体积压缩系数，和温度、压力以及含在油液中的空气有关，不同的实验方法和实验装置所得的k值也各不相同，一般石油型液压油在分析时可取k=（6～14）×10^-5MPa；

Δ_p——液体被压缩前后压力的变化值（MPa）；

ΔV——液体被压缩前后体积的变化值（cm³）；

V₀——液体被压缩前的体积（cm³）。

因此，液体受Δp压缩后的体积V可由下式计算：

V=V₀-ΔV=V₀（1-kΔp） （2-10）

液体体积压缩系数的倒数，称为液体的体积弹性模量，以β表示，即

液压油的体积弹性模量和温度、压力以及含在油液中的空气有关。

封闭在容器内的液体在外力作用下的情况极像一个弹簧（称为液压弹簧）：外力增大，体积减小；外力减小，体积增大。

液体的可压缩性很小，在一般情况下当液压系统在稳态下工作时可以不考虑可压缩的影响。但在高压下或受压体积较大以及对液压系统进行动态分析（液流的冲击力、抗振稳定性、工作的过渡过程及远距离操纵的液压机构）时，就需要考虑液体可压缩性的影响。

3.其他性质

物理和化学性质

1）比热容c是指单位质量的液体，当温度升高1℃时所需要的热量。

一般石油型液压油平均可取： c=（0.4～0.5）×4187J/kg·K （2-12）

必须注意，所有液压油的比热容几乎都是随温度的上升而增大的。

2）热导率λ表示液体内热传导的难易程度，其表达式为

式中 Q_n——所传导的热量（W）；(www.xing528.com)

A——传热面积（m²）；

t₂-t₁——温度差（K）；

L——与热流成直角方向的物质厚度（m）；

λ——热导率，一般石油型液压油在常温下可取λ=0.116～0.151 [（W/m）·K]。

3）温度膨胀：由温度t引起的液压工作介质的体积V和密度ρ的变化为

V=V₀（1+α_VΔt） （2-14）

ρ=ρ₀（1-α_VΔt） （2-15）

式中 V₀——常温下工作介质的体积（ml）；

ρ0——常温下工作介质的密度（g/ml）；

Δt——由常温起算的温度差，Δt=t-t₀（℃）；

α_V——液体膨胀系数（℃^-1）。

一般石油型液压油α_V=（8.5～9.0）×10^-4/℃，平均取α_V=8.7×10^-4/℃

4）闪点：闪点是在规定的开形杯或闭形杯内用规定容量的油样加热到它蒸发的油气与空气混合后，在与规定火焰接触能发生闪光时，油样的最低温度。

闪点用来评价油液中含有低沸点的馏份的程度。闪点高，表明低沸点馏份少，油液在高温下的安全性好；闪点低就不宜在高温下使用。10号航空液压油的闪点（开口）不低于92℃。

5）凝点和倾点（也称流动点）：凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同。油品并没有明确的凝固温度，所谓“凝固”只是作为整体来看失去了流动性，并不是所有的组分都变成了固体。

液压油的凝点是表示液压油低温流动性的一个重要质量指标。凝点高的液压油不能在低温下使用。相反，在气温较高的地区则没有必要使用凝点低的液压油。因为液压油的凝点越低，其生产成本越高，造成不必要的浪费。应结合油品的凝点、低温粘度及粘温特性全面考虑。因为低凝点的油品，其低温粘度和粘温特性亦有可能不符合要求。10号航空液压油的凝点不高于-70℃。

倾点是油液在试验条件下，冷却到能够流动的最低温度。一般来讲，倾点较凝点高2～3℃。

液压油的低温流动性与倾点有关，一般认为，在倾点以上5℃使用时，液压油的流动性是好的。

6）中和值（也称酸值）：中和值是中和液压油中的全部酸性物质所需氢氧化钾的毫克数，以mgKOH/g表示。中和值是控制液压油使用性能的重要指标之一。中和值大容易造成元件的腐蚀，还会促进油液变质、增加机械磨损。10号航空液压油的酸值不大于0.05mgKOH/g。

7）腐蚀：腐蚀是液压油在规定条件下，对规定金属试片的腐蚀作用。液压油要求腐蚀试片合格。

腐蚀试验按GB/T 5096进行，10号航空液压油的腐蚀性不大于2级。