刘 念，王 帆

(中国空气动力研究与发展中心，四川 绵阳 621000)

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引言

当液体中某处的压力低于空气分离压，原先溶解在液体中的空气就会分离出来形成空气泡，如果液体的压力进一步降低到了相应温度的饱和蒸气压以下时，液体本身会迅速汽化，产生大量蒸汽泡，这种现象称为气穴。液压系统中的气穴现象除了会造成流量和压力的脉动，产生振动和噪声，影响液压系统的工作性能外，还会使系统的效率降低，缩短液压元件的寿命[1-8]。

针对某阀控非对称缸系统实验台，介绍了活塞杆伸出时，油缸无杆腔容易产生气穴的现象。利用推导建立的阀控缸系统稳态数学模型，分析了气穴现象产生的原因，提出了解决方法，并进行了实验验证。

1 现象描述

某阀控缸系统实验台原理框图如图1所示，主要包括液压油源、伺服比例阀、单伸杆非对称缸、油缸内置直线位移传感器、两腔压力传感器和运动控制器。

图1 阀控缸系统实验台原理框图

对称节流边，单边额定压差3.5 MPa，所对应的额定流量40 L/min；位移传感器采用MTS磁致伸缩直线位置传感器，SSI数字接口，分辨率0.5 μm；压力传感器量程为0～20 MPa(表压)，精度0.5%；运动控制器由MLC-L45及液压接口模块组成，接口模块采集油缸实际位置和两腔压力信号，输出电压信号控制伺服比例阀；油源供油压力设定为7 MPa，伺服比例阀回油口直接连油箱。

将阀控缸系统置于开环控制模式，阀开度控制实验结果如图2所示。当向阀输入15%、加减速时间1 s的开度信号时，油缸无杆腔进油，活塞杆伸出，油缸速度存在抖动，无杆腔压力小于0 MPa，发生气穴，当阀开度置为0 mm后，油缸并非处于静止状态，而是以某一速度缓慢“回弹”，直到油缸两腔压力恢复正常，气穴消失；……