压力P与流量Q，它们是怎样的存在

液压工程师，必须了解的两个最基本的概念，一个是压力P，一个是流量Q。它们在我们的实际系统中，是怎样的存在呢？

在所有的液压教材里面，有两句经典的关于压力P和流量Q的阐述，就是：

压力取决于负载。

速度取决于流量。

这就是液压人必须熟悉的pQHydraulic。

今天，我们就来继续认识它们。

许多人认为压力是由泵产生的。但事实并非如此。

这里，我们将区分压力和流量之间的差异，并检查它们之间的关系。

此外，我们将讨论压力产生的原因，以及是什么导致压力上升或下降的。

我们也将讨论影响流量的各个方面，以及它对执行器的影响。

这些知识不仅仅是理论。高效的故障处理者不仅能够很好的理解压力与流量之间的不同，并能很好的利用这些理解来进行故障判断。

流体阻力

如果我们使用一个每分钟移动一加仑 (1 gpm) 的泵并连接一根直径为一英寸 (1')、距离其出口长一英尺 (1') 的软管，然后我们在泵的末端安装一个压力表，我们应该期望在仪表上看到任何明显的压力读数吗？

不，在压力表上没有读数。这，并不是泵的问题。如果泵输入1gpm的流量，泵会好好工作的。

显然，没有压力，是因为流体流动没有阻力的原因。

需要清晰的概念是：泵，或者更准确的说，泵出的动作，既不产生也不决定系统的压力。

重要的事情再说一遍：压力是因为流体流动的阻力而产生的。

那么是什么阻碍了流动呢？ 首先，太小的软管或管道会阻碍流动。

在流体介质有流动的回路中，压力表所显示的压力值仅仅是下游存在阻力的结果。

压力表显示的仅仅是背压，这就意味着，液压系统中压力最高的部分，就存在泵的出口。

当液压流体试图流过重负载的执行器时，会出现更大的流动阻力来源。

重载执行器可能是试图沿着矿井中的传送带移动重材料的液压马达，或者是试图提升起重机上的动臂的油缸。

因此，最基本的表述或概念就是：压力，是流体流动阻力的表达。

决定压力的因素

仪表上显示的准确系统压力由整个系统的阻力决定。

这包括配件、软管、阀门、油缸、马达、过滤器等。在此示例中，假设系统中唯一的阻力来自油缸要提升的负载。

如果泵将流体推入需要举起 10,000 磅的砖块的油缸中，会有多少压力？

为了确定压力，我们还需要知道活塞的表面积。

如果活塞为 10 平方英寸，则系统压力表读数为 1000 磅/平方英寸 (psi)。

系统中的压力是由流动阻力产生的，当重量和执行器表面积已知时，这很容易计算。

每当管路出现挤压或堵塞时，系统中也会产生压力。这可能是由于故障或节流阀（例如流量控制阀或节流阀）的设置引起的。

压力限定

在带有简单泵（非补偿）的系统中，如果油缸过载，压力会显著增加。这是因为正排量泵，如此处所示的齿轮泵，几乎没有或没有滑动。

我们已经知道阻力或堵塞会产生压力，实际上，没有任何组件可以承受无限的压力。

液压油也许压缩不够那么好，所以总得产生点什么。

在几秒钟内，这就是结果。

我们可以做什么来限定压力，并阻止这些危险的事情发生呢？

为了保护泵，或者软管与接头的损坏，系统中就有必要设置安全溢流阀。溢流阀在压力高于设定值一点点的时候就会打开。

流量与速度

在讨论流体流动时，我们最感兴趣的有两个因素。一个因素是流量，另一个是速度。

容积泵的流量在其额定压力范围内应相同。换句话说，无论系统是否有艰苦的工作，每分钟都应该在系统中运行相同的加仑。

流量：在一定时间内经过管路的油液体积。典型的单位就是加仑/分钟，即gpm，或者升/分钟，即L/min。

如果泵的排量为 10 gpm，那么这就是系统的流速。但是，软管的尺寸将决定油的速度。

如果 10 gpm 通过 1/2' 软管，其速度将远高于使用 3' 软管。

速度：流体经过管路或软管时的线性速度，典型单位是m/s或mm/s。

同样流量的介质流经不同管径的管路时，其在大管径的速度，显然低于在小管径的速度。