污染导致流体系统故障的基本模式主要有两种:突发性故障和渐进性故障

1.突发性故障

突发性是随机性和隐蔽性的综合体现,表现为故障部位和时机是随机的,没有征候,元件突然工作不稳定,工作失灵甚至损坏,故障难以模拟复现。这种故障出现后,有时极可能造成严重后果;有时故障能自动消失,系统工作又恢复正常,地面停机后往往无法检查。颗粒的淤积、堵塞和卡滞往往导致这种故障形式。

2.渐进性故障

这种故障模式主要是磨损引起的,一般是逐渐发生并可预料的。例如,液压元件由于受污染物的磨损和侵蚀后,运动副间隙增大或密封面破坏,内泄漏随着增大,从而导致性能逐渐衰降,当元件的工作性能降低到容许的最低限度以下时,则元件丧失正常的工作性能而报废。某些液压泵经常因过度磨损而提前报废,就属这类故障模式。

此外,附件性能衰降在一些情况下表现为累积性能下降,即在相当一段时间内附件性能没有明显变化,到一定时间后则发生急剧下降,如图2-14,污染引起的疲劳磨损往往导致这种形式的性能衰降。

一些典型附件的常见故障模式如下:

(1)泵类附件:污染颗粒使泵的相对运动部件磨损,如柱塞泵的柱塞和缸孔、滑履和

斜盘,叶片泵的叶片和叶片槽、转子端面和配流盘,齿轮泵的齿轮端面和侧板、齿轮和壳体等,造成元件表面损坏,配合间隙增大,内漏加大,导致性能衰降,缩短使用寿命。

(2)阀类附件:多是一些重要的控制附件,具有滑阀式配合机构,运动副之间通常采

用高精度的间隙密封,如伺服阀、助力器和控制活门等附件的滑阀机构的阀芯与阀套之间的配合精度很高,配合间隙小到几微米,此外,滑阀机构要求具有高度的灵活性和相对的稳定性,驱动阀芯的力很小,通常只有不到几牛顿,要求滑阀机构的运动副保持完全的液体润滑状态。因此,这类机构对污染极其敏感。当固体颗粒随高速液流流经这里时,会对元件的精密棱边造成冲蚀磨损,同时,在缝隙流动的附加作用下,颗粒较易滞留下来,破坏润滑油膜,增大摩擦阻力,进一步造成切削磨损、疲劳磨损和粘着磨损,产生颗粒淤积和卡滞,轻则导致滑阀运动的灵活性、稳定性和其它性能降低,缩短附件寿命,重则导致突发性卡死故障,因此这里是污染故障的重灾区。此外,污染颗粒还会堵塞阀内的节流孔或阻尼孔,导致意想

不到的突发性故障。

(3)液压缸:污染颗粒会加速密封件的磨损,造成泄漏量加大。

(4)轴承元件:污染颗粒会造成轴承和轴颈的严重磨损,使摩擦阻力增加并导致旋转部件的不平衡,最终使轴承和轴失效。无论机械磨损、卤化物的化学腐蚀、气污染造成的局部高温、高压对附件的损伤,水污染后的生成物,最终绝大多数是以颗粒的形式存在于系统的流体介质中。而在流体系统中除过滤器是颗粒污染的净化元件外,其余的元件都在工作过程中生成污染物,所以都属于污染元件。流体系统的污染程度则表现在系统工作介质—油液的污染度。系统中油液污染度的检测应受到高度的重视,开展流体系统油液颗粒污染物的监控分析是杜绝系统故障发生的重要手段。