يشكل وجود الهواء في الأنظمة الهيدروليكية حالة تتعارض مع مبادئ التصميم الهندسي. في الظروف المثالية، يتم نقل الضغط الذي تولده المضخة مباشرة إلى المشغل (اسطوانة أو محرك) عبر الصمامات، مما يوفر حركة دقيقة وقوية، وذلك بفضل عدم قابلية الزيت للانضغاط. لكن الهواء الداخل إلى النظام يعطل بيئة العمل المثالية هذه. قابلية الهواء للانضغاط تجعل النظام يبدو “إسفنجيًا”. هذا يعني أن استجابة النظام ستكون متأخرة أو غير مكتملة عندما يقوم المشغل بتشغيل صمام أو إصدار أمر لاسطوانة. يتم استهلاك الضغط أولاً في ضغط الهواء بدلاً من نقله مباشرة إلى المشغل. هذا يمثل مشكلة كبيرة في تطبيقات الأتمتة التي تتطلب دقة عالية.

أحد الآثار المدمرة للهواء في الأنظمة الهيدروليكية هو الكافيتيشن. يبدأ الكافيتيشن في مناطق الضغط المنخفض (عادةً في خط شفط المضخة أو المقاطع الضيقة) حيث يتبخر الهواء والغازات المذابة في الزيت لتكوين فقاعات مجهرية. هذه الفقاعات تنهار فجأة عند دخولها إلى مناطق الضغط العالي، مما يولد موجات صدمية وضغوطًا محلية عالية جدًا (آلاف البارات). هذه الموجات الصدمية تسبب تآكلًا وفقدانًا للمادة على الأسطح المعدنية مثل ريش المضخات، أسطح الصمامات، والجدران الداخلية للاسطوانات، مما يؤدي إلى تآكل شديد بمرور الوقت. لا يقتصر تأثير الكافيتيشن على التآكل الميكانيكي فحسب، بل ينتج أيضًا ضوضاء واهتزازات عالية المستوى. هذه الاهتزازات يمكن أن تسبب ارتخاء المكونات الأخرى أو حدوث تشققات إجهادية.

بالإضافة إلى ذلك، يولد ضغط الهواء حرارة. وفقًا لمبدأ الانضغاط الأدياباتي، ترتفع درجة حرارة الهواء عند انضغاطه فجأة. عندما ينضغط ويتمدد الهواء باستمرار في النظام، يؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت الهيدروليكي بشكل مفرط. الزيت الساخن يفقد لزوجته، وتقل قدرته على التشحيم، ويصبح أكثر عرضة للتدهور الحراري (الأكسدة). الأكسدة تقصر عمر الزيت، وتسبب تكون رواسب وطين تسد المرشحات وتؤدي إلى التصاق الصمامات، مما يقلل الكفاءة العامة للنظام ويزيد تكاليف الصيانة.

علاوة على ذلك، تكسر فقاعات الهواء تجانس الزيت وتقطع طبقة التشحيم. هذا يزيد الاحتكاك بين الأجزاء المتحركة ويسرع التآكل. خاصة، الأجزاء ذات التفاوتات الدقيقة في المضخات الهيدروليكية قد تتعرض لعطل مبكر بسبب ضعف التشحيم. الهواء يؤثر أيضًا سلبًا على قدرة النظام على التعديل ودقة تحديد المواقع. عندما يتطلب المشغل وضع مشغل في موقع دقيق، فإن “الفراغ” أو “التأخير” الناتج عن وجود الهواء في النظام يجعل تحقيق الدقة المطلوبة مستحيلاً. هذا الوضع غير مقبول خاصة في تطبيقات الروبوتات، ماكينات CNC، وغيرها من أنظمة الأتمتة.

الأسباب الرئيسية لدخول الهواء إلى الأنظمة الهيدروليكية تشمل:

• انخفاض مستوى الزيت: وصول مستوى الزيت في خزان النظام الهيدروليكي إلى ما دون الحد الأدنى، مما يسمح لخط الشفط بسحب الهواء.
• تسرب خط الشفط: الوصلات المفكوكة، الخراطيم المتشققة، أو الحشوات التالفة في خط شفط المضخة يمكن أن تسحب الهواء من الخارج تحت الضغط السلبي.
• تلف موانع تسرب عمود المضخة: تآكل أو تلف موانع تسرب عمود المضخة أو المحرك يمكن أن يسمح بدخول الهواء.
• عدم تفريغ الهواء بشكل كافٍ: عدم اتباع الإجراءات الصحيحة لتفريغ الهواء بعد التركيب أو الصيانة.
• تكون الرغوة: التحريك المفرط للزيت، التلوث، أو استخدام زيت غير مناسب يمكن أن يسبب تكون الرغوة، مما يحبس فقاعات الهواء في النظام.
• مرشحات تهوية الخزان: المرشحات المسدودة أو التالفة يمكن أن تخلق فراغًا في الخزان، مما يؤدي إلى سحب الهواء عبر خط الشفط.