液壓系統(tǒng)用油的合理選用

1、 液壓系統(tǒng)用礦物油基液壓油粘度的合理選用 LMS Service 王晉生關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；液壓油的種類和它的（運(yùn)動(dòng)）粘度，粘溫特性及粘度指數(shù)。1 概述隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，液壓技術(shù)在工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也得到相應(yīng)越來越 廣泛的應(yīng)用。但是，由于在我國(guó)各個(gè)液壓技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域使用者的技術(shù)水平參差不齊，對(duì)液壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)和理解也不盡相同，特別是由于缺乏有關(guān)液壓油的選用和保養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)而造成液壓系統(tǒng)甚至整個(gè)設(shè)備不應(yīng)有的故障和損壞，給企業(yè)和國(guó)家造成不必要的損失。液壓油液對(duì)于系統(tǒng)和設(shè)備相當(dāng)于人類的血液對(duì)人體一樣重要，所以學(xué)習(xí)掌握有關(guān)液壓油合理地選用的相關(guān)知識(shí)，對(duì)能否正確地使用液壓設(shè)備并使其發(fā)揮應(yīng)有的最大效

2、能是至關(guān)重要的。液壓油的合理選用是一門很復(fù)雜的科學(xué)。本文僅從應(yīng)用者的角度出發(fā)，以最常用的礦物油基抗磨和高粘度指數(shù)液壓油為對(duì)象，從對(duì)使用者非常重要的方面 液壓油的粘度的選擇加以闡述，并希望對(duì)液壓設(shè)備的使用者有所幫助。2 液壓油的粘度，粘度指數(shù)及液壓油的牌號(hào)液壓油的粘度是對(duì)在剪切應(yīng)力或張應(yīng)力作用下流體產(chǎn)生形變時(shí)阻力（抗力）的測(cè)定。常用液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度加以度量，其單位為厘斯（ cSt ）。粘度高的油，我們說“稠”；粘度低的油，我們說它“稀”。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)液壓油的常用粘度分級(jí)分為：VG22 ， VG32，VG46，VG68和 VG100 。 液壓油的粘度指數(shù)是對(duì)液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度隨油溫的變化而變化的度量，用

3、VI加以表示。液壓油的牌號(hào)是由液壓油的所屬類別，例如HM為抗磨液壓油（ISO11158）；HV為高粘度指數(shù)液壓油（VI>130）和液壓油在40攝氏度時(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)粘度值所組成。例如，HM46表示常說的46號(hào)抗磨液壓油；HV46表示46號(hào)高粘度指數(shù)液壓油。3 液壓油粘度的合理選擇隨著液壓技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛，針對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)合，使用條件等情況的不同而選用不同粘度的液壓油，無論對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者還是應(yīng)用者都應(yīng)該是保證系統(tǒng)正常工作的首要工作。3.1 液壓油的粘溫特性液壓油的粘度隨油溫的變化而變化（油溫越高其粘度越低）的特性即所謂的粘溫特性（見附圖），它是液壓油的重要應(yīng)用特性之一，也是選擇液壓油

4、的重要依據(jù)之一。不同應(yīng)用的液壓系統(tǒng)（如工業(yè)液壓系統(tǒng)或工程機(jī)械液壓系統(tǒng)等）由于系統(tǒng)的工作環(huán)境和條件的差別很大（環(huán)境溫度及其變化的差別很大），所以對(duì)液壓油的粘度等級(jí)和其粘溫特性的要求也不同。此外，為一個(gè)系統(tǒng)選擇液壓油時(shí)，應(yīng)以系統(tǒng)中的重要液壓元件（通常以液壓泵）對(duì)油的要求為準(zhǔn)。現(xiàn)將選擇液壓油時(shí)應(yīng)針對(duì)所涉及的液壓系統(tǒng)注意以下問題：3.2 系統(tǒng)冷起動(dòng)時(shí)允許的液壓油最高粘度對(duì)一個(gè)液壓系統(tǒng)，允許的液壓油的最高粘度是指當(dāng)液壓系統(tǒng)或設(shè)備在冷機(jī)狀態(tài)下（新設(shè)備首次投入運(yùn)行或長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)且無加熱設(shè)備）起動(dòng)時(shí)對(duì)液壓油粘度的要求。對(duì)該參數(shù)限定的主要目的是為了保證系統(tǒng)所用的液壓泵在其允許的自吸（油）能力極限內(nèi)工作，進(jìn)而保證在

5、冷起動(dòng)過程中液壓泵不會(huì)受到不應(yīng)有的損傷（過度磨損甚至破壞性損傷）。 1/5換言之，由于對(duì)不同的系統(tǒng)相應(yīng)的環(huán)境溫度的差別也很大且設(shè)備在冷機(jī)狀態(tài)下，液壓系統(tǒng)中的液壓油的油溫與相應(yīng)的環(huán)境溫度相同，所以我們以對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)可能遭受的最低冷起動(dòng)環(huán)境溫度的液壓油粘度和系統(tǒng)所用液壓泵對(duì)液壓油最高粘度的要求作為判斷依據(jù)。液壓泵用于不同回路時(shí)對(duì)液壓油的最高粘度要求也不同。例如力士樂公司的軸向柱塞泵對(duì)液壓油最高粘度的要求： 開式回路 1000 cSt （mm2/s） 閉式回路 1600 cSt （mm2/s）3.3 系統(tǒng)允許的液壓油最低粘度液壓油的允許最低粘度限定是為了確保系統(tǒng)工作中液壓油在可能的最高油溫情況下仍能保

6、證系統(tǒng)元件在不受損的條件下正常工作的能力。液壓油的最高油溫取決于最高環(huán)境溫度加系統(tǒng)的最高工作溫升（后者取決于系統(tǒng)的散熱能力）。對(duì)于設(shè)備和系統(tǒng)的使用者應(yīng)以系統(tǒng)液壓油的高溫報(bào)警溫度值和所用液壓泵要求的最低粘度值為選擇液壓油的依據(jù)。例如，力士樂軸向柱塞泵允許的最低粘度為 ： 10 cSt值得特別加以注意的是： 對(duì)于許多應(yīng)用情況，諸如在環(huán)境溫度變化很大的地區(qū)工作 的戶外作業(yè)的工程機(jī)械，為了避免頻繁更換液壓油往往使用適 和較寬溫度范圍的高粘度指數(shù)液壓油，即HVI液壓油。使用這 類油時(shí)必須注意的是 由于此類油中的粘度指數(shù)改善添加 劑使油成為非牛頓流體，當(dāng)工作中液壓油受到剪切（如流過節(jié) 流口和縫隙）時(shí)，其粘

7、度有產(chǎn)生永久下降的趨勢(shì)。通常以粘度 下降30加以考慮。也就是說，使用高粘度指數(shù)液壓油時(shí)， 應(yīng)將允許的最低粘度值相應(yīng)提高30。例如，應(yīng)將10 cSt提 高到 13 cSt。 另外，高粘度指數(shù)改善添加劑對(duì)油的抗乳化性能及空氣分 離能力均有不良影響，所以，除非受溫度條件所迫盡可能不要 使用此種油！3.4 液壓油的最佳工作粘度（范圍）液壓油的最佳工作粘度（范圍）是指可使液壓油各項(xiàng)性能處于最佳狀態(tài)進(jìn)而使系統(tǒng)和元件處于最佳工作狀態(tài)并保證系統(tǒng)的元件和材料可達(dá)較長(zhǎng)的使用壽命的粘度范圍。例如，對(duì)力士樂軸向柱塞元件，液壓油的最佳工作粘度為16 cSt 36 cSt 。該工作參數(shù)的控制主要由設(shè)備操作者掌控，主要涉及

8、到應(yīng)使系統(tǒng)達(dá)到最佳工作粘度范圍（即達(dá)到系統(tǒng)最佳工作油溫）后，再使系統(tǒng)投入重負(fù)荷作業(yè)。這樣可大大降低系統(tǒng)的故障率，同時(shí)有效延長(zhǎng)系統(tǒng)及元件的使用壽命。這就要求設(shè)備或系統(tǒng)操作者在設(shè)備起動(dòng)后應(yīng)現(xiàn)在無載或輕載狀態(tài)下對(duì)設(shè)備加以預(yù)熱操作，當(dāng)系統(tǒng)油溫達(dá)到規(guī)定的工作溫度后再使設(shè)備投入滿負(fù)荷工作。4. 選擇實(shí)例 例如對(duì)于不同牌號(hào)（不同粘度等級(jí)）的抗磨液壓油，按照最高冷起動(dòng)粘度為1000 cSt及最低工作粘度為10 cSt 考慮時(shí)，它們所適應(yīng)的最低環(huán)境溫度和最高工作油溫范圍如下（參見液壓油粘溫特性曲線圖）： VG 22 - 20 +65 攝氏度 VG 32 - 15 +75 攝氏度 2/5 VG46 - 5 +85

9、 攝氏度 VG68 0 +95 攝氏度 VG100 +5 +105 攝氏度注1：液壓油所適應(yīng)的最高環(huán)境溫度可根據(jù)系統(tǒng)的散熱能力，以最高允許的工作油溫減去 系統(tǒng)中液壓油的工作溫升而獲得。例如對(duì)于液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)，液壓油的工作溫升 通常按45攝氏度左右考慮。注2：嚴(yán)格來講，環(huán)境溫度是指設(shè)備工作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度。它與地區(qū)的氣象預(yù)報(bào)的氣溫是有 區(qū)別的。有時(shí)它們的區(qū)別是明顯不同的，必須加以注意 ！5. 含清潔彌散劑的液壓油 DIN51524 HLPD 此種油具有良好的水乳化能力 . 即如果油中有水,則水不能從油中分離出來. 乳化的 水會(huì)降低潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性和可過濾性;可引起腐蝕和氣蝕并降低油的使用壽命.

10、所以 要求油中的水含量 < 0.1 % . 這對(duì)任何高性能液壓系統(tǒng)都不是一個(gè)低的水含量指標(biāo)! 其優(yōu)點(diǎn)是可防止油污泥和瀝青沉積物的生成;它們將導(dǎo)致閥的粘結(jié),靜摩擦力大大增加, 以及其它不穩(wěn)定因素. 所以不宜用在易進(jìn)水及潮濕環(huán)境的應(yīng)用中! 3/5 4/5 潤(rùn)滑油相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1. 常用標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)代號(hào)API (American Petroleum Institute) 美國(guó)石油協(xié)會(huì)SEA ( Society of Automotive Engineers Inc. )ASTM ( American Society for Testing and Materials)ACEA ( Associati

11、on des Constructeurs Europeens Automobiles )2. 常用標(biāo)準(zhǔn)ACEA 發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)E 重負(fù)荷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)油E4 - 安定性好的品質(zhì)穩(wěn)定; 提供對(duì)活塞清潔,磨損,煤煙處理和潤(rùn)滑穩(wěn)定性優(yōu)良.適用于滿足Euro I , II , III, IV 和V 排放要求以及在極惡劣條件下工作的大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī).例如,制造商推薦的明顯延長(zhǎng)的換油周期. 適于無顆粒過濾器的發(fā)動(dòng)機(jī),某些帶EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)和某些配備了降低SCR NOx 系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī).E6 同上; 且還適用于帶或不帶顆粒過濾器的EGR發(fā)動(dòng)機(jī)以及配備了降低SCR NOx 系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī). E6油特別推薦用于帶顆粒過

12、濾器且與低硫燃油共同使用的發(fā)動(dòng)機(jī).E7- 品質(zhì)穩(wěn)定,對(duì)活塞清潔,孔腔磨光能有效控制.更進(jìn)而還可提供優(yōu)良的抗磨,煤煙處 理和潤(rùn)滑穩(wěn)定性.建議用于滿足歐I, II, III, IV和V排放要求,且在苛刻條件下工作的大 功率柴油機(jī). 例如, 按廠家推薦的較長(zhǎng)時(shí)間的換油周期. 適于無顆粒過濾器的柴油 機(jī),多數(shù)EGR發(fā)動(dòng)機(jī)和大多數(shù)配備SCR NOx減排系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī).E9 - 同E7; 適于帶或不帶顆粒過濾器的發(fā)動(dòng)機(jī),大多數(shù)EGR發(fā)動(dòng)機(jī)和大多數(shù)配備SCR NOx 減排系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī). E9特別適于配備顆粒過濾器并要求與低硫燃油共同使用 發(fā)動(dòng)機(jī).API C 重負(fù)荷柴油機(jī)油CH-4 - 1998年代替CG-4. 適于含硫量 > 0.5 % .CI -4 - 2002年起實(shí)施. 適于含硫量 >= 0.5% 的場(chǎng)合.GL-4 適用于從輕載到重載不同的應(yīng)用,含有 <= 4.0 %的有效抗磨添加劑. 可用于軸位 小的傘齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)的卡車齒輪箱和車橋箱 . 推薦用于美國(guó)卡車的拖 拉機(jī), 大客的異步齒輪箱以及其