2.7.1 阀门突然关闭引起液压冲击的物理过程

液压系统有各种各样的形式，为了说明液压冲击的原理，可以将该系统抽象成一个简单的物理模型，这个模型包括容器、管道和阀门K，如图2-25所示。

图2-25 液压冲击物理模型示意

设阀门K处于打开状态时，管道内的液体近似稳定流动，流速为v，管道内的工作压力为p。在某一瞬间，当阀门突然关闭时，靠近阀门且厚度为Δl的一层液体首先停止运动，其动能转换为压力能，压力升高Δp。由于Δp很大，故Δl层液体被压缩，密度增加；紧接着相邻的一层液体碰到停止不动的第一层液体时，也像碰到完全关闭的阀门一样，速度立即变为零，动能转换为压力能，将阀门关闭的影响从阀门向容器方向传播。从紧挨阀门的第一层液体开始，管道中的油液将一层一层地停止运动，油液的动能将逐层地转换为压力能。等到管道内的液体全部停止运动时，油液的动能全部转换为压力能，压力达到峰值。在管道内的液体全部停止运动、压力达到峰值后，管道内的压力比容器内的压力高。此时，显然不是平衡状态。在压力的作用下，管道内的液体开始逐层地流回容器，压力能逐渐转换为动能，管道内的压力逐渐释放，等到压力能全部转换为动能时管道内的压力降到最低点。此时，由于管道内的压力比容器内的压力低，容器内的液体又开始向管道内流动，进入下一个过程。如果没有能量损失，这个过程将会一直重复下去。但实际的液压系统冲击过程都是有阻尼的，经过若干周期后就会停下来。