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（運動）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，由于在我國各個液壓技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域使用者的技術(shù)水平參差不齊，對液壓技術(shù)的認識和理解也不盡相同，特別是由于缺乏有關(guān)液壓油的選用和保養(yǎng)的相關(guān)知識而造成液壓系統(tǒng)甚至整個設(shè)備不應(yīng)有的故障和損壞，給企業(yè)和國家造成不必要的損失。液壓油液對于系統(tǒng)和設(shè)備相當于人類的血液對人體一樣重要，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，對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)液壓油為對象，從對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)及液壓油的牌號液壓油的粘度是對在剪切應(yīng)力或張應(yīng)力作用下流體產(chǎn)生形變時阻力（抗力）的測定。常用液壓油的運動粘度加以度量，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”。國際標準液壓油的常用粘度分級分為：VG22 ， VG32，VG46，VG68和 VG100 。 液壓油的粘度指數(shù)是對液壓油的運動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攝氏度時對應(yīng)的運動粘度值所組成。例如，HM46表示常說的46號抗磨液壓油；HV46表示46號高粘度指數(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，針對應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)用場合，使用條件等情況的不同而選用不同粘度的液壓油，無論對液壓系統(tǒng)的設(shè)計者還是應(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），所以對液壓油的粘度等級和其粘溫特性的要求也不同。此外，為一個系統(tǒng)選擇液壓油時，應(yīng)以系統(tǒng)中的重要液壓元件（通常以液壓泵）對油的要求為準。現(xiàn)將選擇液壓油時應(yīng)針對所涉及的液壓系統(tǒng)注意以下問題：3.2 系統(tǒng)冷起動時允許的液壓油最高粘度對一個液壓系統(tǒng)，允許的液壓油的最高粘度是指當液壓系統(tǒng)或設(shè)備在冷機狀態(tài)下（新設(shè)備首次投入運行或長時間停機且無加熱設(shè)備）起動時對液壓油粘度的要求。對該參數(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，進而保證在

5、冷起動過程中液壓泵不會受到不應(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，所以我們以對應(yīng)于系統(tǒng)可能遭受的最低冷起動環(huán)境溫度的液壓油粘度和系統(tǒng)所用液壓泵對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對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，當工作中液壓油受到剪切（如流過節(jié) 流口和縫隙）時，其粘

7、度有產(chǎn)生永久下降的趨勢。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， 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性能處于最佳狀態(tài)進而使系統(tǒng)和元件處于最佳工作狀態(tài)并保證系統(tǒng)的元件和材料可達較長的使用壽命的粘度范圍。例如，對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)達到最佳工作粘度范圍（即達到系統(tǒng)最佳工作油溫）后，再使系統(tǒng)投入重負荷作業(yè)。這樣可大大降低系統(tǒng)的故障率，同時有效延長系統(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)備起動后應(yīng)現(xiàn)在無載或輕載狀態(tài)下對設(shè)備加以預(yù)熱操作，當系統(tǒng)油溫達到規(guī)定的工作溫度后再使設(shè)備投入滿負荷工作。4. 選擇實例 例如對于不同牌號（不同粘度等級）的抗磨液壓油，按照最高冷起動粘度為1000 cSt及最低工作粘度為10 cSt 考慮時，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。例如對于液壓挖掘機液壓系統(tǒng)，液壓油的工作溫升 通常按45攝氏度左右考慮。注2：嚴格來講，環(huán)境溫度是指設(shè)備工作現(xiàn)場的環(huán)境溫度。它與地區(qū)的氣象預(yù)報的氣溫是有 區(qū)別的。有時它們的區(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 水會降低潤滑油的潤滑性和可過濾性;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 % . 這對任何高性能液壓系統(tǒng)都不是一個低的水含量指標! 其優(yōu)點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. 所以不宜用在易進水及潮濕環(huán)境的應(yīng)用中! 3/5 4/5 潤滑油相關(guān)標準1. 常用標準制定機構(gòu)代號API (American Petroleum Institute) 美國石油協(xié)會SEA ( Society of Automotive Engineers Inc. )ASTM ( American Society for Testing and Materials)ACEA ( Associati

11、on des Constructeurs Europeens Automobiles )2. 常用標準ACEA 發(fā)動機油質(zhì)量標準E 重負荷柴油發(fā)動機油E4 - 安定性好的品質(zhì)穩(wěn)定; 提供對活塞清潔,磨損,煤煙處理和潤滑穩(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)動機.例如,制造商推薦的明顯延長的換油周期. 適于無顆粒過濾器的發(fā)動機,某些帶EGR的發(fā)動機和某些配備了降低SCR NOx 系統(tǒng)的發(fā)動機.E6 同上; 且還適用于帶或不帶顆粒過濾器的EGR發(fā)動機以及配備了降低SCR NOx 系統(tǒng)的發(fā)動機. 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)動機.E7- 品質(zhì)穩(wěn)定,對活塞清潔,孔腔磨光能有效控制.更進而還可提供優(yōu)良的抗磨,煤煙處 理和潤滑穩(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. 例如, 按廠家推薦的較長時間的換油周期. 適于無顆粒過濾器的柴油 機,多數(shù)EGR發(fā)動機和大多數(shù)配備SCR NOx減排系統(tǒng)的發(fā)動機.E9 - 同E7; 適于帶或不帶顆粒過濾器的發(fā)動機,大多數(shù)EGR發(fā)動機和大多數(shù)配備SCR NOx 減排系統(tǒng)的發(fā)動機. 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)動機.API C 重負荷柴油機油CH-4 - 1998年代替CG-4. 適于含硫量 > 0.5 % .CI -4 - 2002年起實施. 適于含硫量 >= 0.5% 的場合.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 小的傘齒輪和準雙曲面齒輪傳動的卡車齒輪箱和車橋箱 . 推薦用于美國卡車的拖 拉機, 大客的異步齒輪箱以及其