液压集成块孔道结构压力损失分析（2）
2 典型孔道结构局部压力损失
在集成式液压系统中，液压集成块成为液压系统中关键的零件，集成块中的孔道与其液压元件中的孔道相连通，构成一定的回路，实现液压系统连接要求，如图33所示。集成块上面要安装多个液压元件，将导致集成块内部的孔道结构比较复杂。集成块结构越复杂，液压系统的局部压力损失越大，效率越低。液流流过时流速越高，能量损失就越大。在流速和孔道直径相同的条件下，直角弯道、“Z”形孔道、“T”形孔道等压力损失不同。
图33 集成阀快
1）直角弯道
直角弯道是液压集成块内部最常见的结构形式之一，液压集成块内部的孔道采用钻孔、扩孔、铰孔等加工方法加工而成，为保证集成块内部流道的完全贯通，加工时钻头在孔道的末端会形成一段刀尖角区域。直角弯道结构如图34所示，箭头表示液流的方向，相关条件和结构参数如表5所示，直角弯道结构的流速及压力损失如表6所示。
表5 直角弯道结构相关条件和结构参数
图34 直角弯道结构示意图
从表6可知：相同的条件下，孔道结构不同导致局部压力损失不同，通过两组数据对比得出A形流道局部压力损失Δpa均比B型流道Δpb大，说明直角弯道流道的内阻受刀尖角结构的影响。A形结构的流道能量损失相对更大一些，液压集成块设计时，在结构和空间允许的情况下应尽量选用B形结构的流道形式。
表6 直角弯道结构的流速及压力损失
2)“Z”形孔道
集成块为连接不在同一平面上的2个液压元件，或者是在其他孔道的干涉情况下，通常采用“Z”形结构孔道，如图35所示，箭头表示液流流动方向，结构参数如表7所示。
由表8可知“Z”形弯道结构的压力损失Δp为0.27MPa，把“Z”形孔道看做两个直角弯道的组合，则在相同的边界条件下(如直角弯道B形结构)，则Δp>2Δpb，“Z”形流道中的压力损失要大于两个直角弯道流道压力损失之和。
表8 “Z”形结构压力损失及最大流速
造成这些损失的原因是二次漩涡，当液流在经过第一个直角弯道后未到达第二个直角弯道的过渡时期，流体的速度还未达到平稳，不平稳的液流束再次进图孔道时，形成二次漩涡。过渡区域段孔道的不同参数对比如表9所示。
表9 “Z”形结构不同孔道参数对压力损失的影响
选择合适的过渡孔道，可以减少管路能量损失。因此在集成块“Z”形孔道设计时，在满足安装的位置情况下，尽量选择合适的过渡孔道距离，以改善流道内部的流动状态，减少局部压力损失，提高液压系统的效率。
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