論液壓油如何保持“最佳粘度

寂靜天花板

  面對(duì)激烈的市場競爭,，企業(yè)需要不斷挖掘設(shè)備的潛能,。因?yàn)閷?duì)于企業(yè)而言,，即使是獲得微小的性能提升,，也可能存在盈利與虧損的天壤之別,。因而,，在實(shí)際工業(yè)和工程機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用中，減少液壓系統(tǒng)中的能量損失,，促進(jìn)設(shè)備的節(jié)能和增效成為各企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn),。
7 |# U' k/ U! b0 q6 R( \保持“最佳粘度”，想說愛你不容易,！

  L* F" z+ q" l2 h: _0 W            液壓泵將電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能,，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)（油缸/馬達(dá)）再將液壓能轉(zhuǎn)換為輸出的機(jī)械能。在能量轉(zhuǎn)換過程中,，液壓泵的效能無法達(dá)到100%,。常見的齒輪泵在這一過程中的能效僅為60-80%，柱塞泵也僅為75-90% ,。

            能量損失有兩種主要形式：機(jī)械損失（能量在摩擦中損失）和容積損失（液體在泵內(nèi)泄漏（損耗）造成的能量損失）,。泵內(nèi)機(jī)械和容積損失的量取決于液壓油的粘度和潤滑性：液壓油粘度越高，機(jī)械損失越高,；而液壓油粘度越低,，容積損失則越高（見圖1）。因此,，要想獲得最理想的液壓效率,，必須在最大程度上使運(yùn)行過程中的液壓油處于最佳的粘度范圍。
然而，要將液壓油的粘度保持在最佳效率的范圍并非易事,。由于液壓油的粘度會(huì)隨溫度的變化而變化,，溫度升高，粘度降低,，而溫度降低時(shí),，粘度升高。因此,，往往通過加入特殊的,、增強(qiáng)粘度的添加劑來增強(qiáng)高溫和低溫狀態(tài)下的液壓油粘度測定結(jié)果；但在使用過程中,，這些添加劑往往會(huì)受制于剪切力造成的負(fù)作用,，令實(shí)際效果大打折扣。因此,，只有采用能同時(shí)解決以上兩個(gè)關(guān)鍵問題的科學(xué)配方才能造就真正優(yōu)質(zhì)的液壓油,。  
粘度VS溫度，高VI當(dāng)仁不讓,！
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5 Q3 [+ P* X/ K# T4 m8 d            為了確保系統(tǒng)的效率,，液壓油在低溫時(shí)應(yīng)具有良好的泵送性能，而在高溫時(shí)則應(yīng)具有足夠的油膜厚度,。粘度與溫度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系也稱為流體的粘度指數(shù)(VI),，相比粘度指數(shù)(VI)較低的液壓油，具有較高粘度指數(shù)(VI)的液壓油,，其粘度隨溫度變化的速度較慢,。為了增強(qiáng)液壓油的粘度指數(shù)（VI），往往在配方中使用特殊的粘度指數(shù)改進(jìn)劑,，這些由高分子聚合物構(gòu)成的添加劑能夠較好地降低溫度對(duì)粘度的影響,，VI改進(jìn)劑隨溫度升高而膨脹，抵消了基質(zhì)液壓油粘度降低的影響,；而在低溫狀態(tài)下,，VI改進(jìn)劑收縮，此時(shí)液壓油的基礎(chǔ)油特性將成為影響液壓油粘度的主要因素,。
高VI下的隱憂,，剪切穩(wěn)定性！
            然而,，即使獲得了高VI的液壓油,，也不能高枕無憂。VI改進(jìn)劑受到剪切的長久影響會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響,。剪切力增強(qiáng)會(huì)降低液壓油的粘度和耐高溫特性,，液壓油的工作穩(wěn)定范圍(TOW：最高和最低的工作溫度范圍)會(huì)隨之減小,，粘度損耗很可能造成設(shè)備在高溫操作環(huán)境中磨損，并導(dǎo)致故障產(chǎn)生,。

$ l1 K/ C, s. N$ }            在完全一致的試驗(yàn)環(huán)境下對(duì)兩種高VI液壓油進(jìn)行測試,，剪切不穩(wěn)定的液壓油的粘度在設(shè)備運(yùn)行后很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)大幅下降，甚至無法達(dá)到ISO粘度級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn),；而能保證剪切穩(wěn)定的液壓油,，其粘度能在整個(gè)試驗(yàn)過程中保持一致；這兩種不同的液壓油對(duì)液壓系統(tǒng)的潤滑和運(yùn)行會(huì)帶來截然不同的效果,。
因此,，在選用高VI液壓油之前判斷他們的剪切穩(wěn)定性也同樣格外重要。通常采用的方法有三種：
6 M: K- w4 G1 O0 A0 p• DIN 51382–Bosch: 噴射器試驗(yàn)是三種方法中被認(rèn)為要求最低的一種,。試驗(yàn)液壓油在2550psi的壓力狀態(tài)下運(yùn)行250周然后測量其粘度的變化情況,。

9 Z+ d+ f6 T5 z: H. \: Q' j& B- v• ASTM D5621: 音速剪切法的操作如下：將液壓油式樣放入音速振蕩器中40分鐘并剪切，測量其粘度的變化,。美國的一些原始設(shè)備制造商非常推崇這種試驗(yàn),，但該試驗(yàn)?zāi)壳罢�在逐步被CEC L45-A-99 KRL圓錐滾柱軸承試驗(yàn)所取代。

• CEC L45-A-99:目前,，KRL圓錐滾柱軸承試驗(yàn)日益成為世界各地原廠制造商進(jìn)行試驗(yàn)的首選方法,。這種試驗(yàn)被認(rèn)為是要求最為嚴(yán)格,，也最為接近實(shí)踐現(xiàn)場性能關(guān)系的試驗(yàn)方法,。試驗(yàn)油料在裝配好的圓錐滾柱軸承內(nèi)流動(dòng)（設(shè)計(jì)載荷條件下）20小時(shí)。通過測量測試前后的不同粘度值,，進(jìn)行粘度損失的百分比對(duì)比,。（圖4顯示了在KRL圓錐滾柱軸承試驗(yàn)中，相較于剪切不穩(wěn)定的潤滑油,，剪切穩(wěn)定潤滑油其粘度損失降低了12.6%）,。
美孚DTE 10超凡™系列是美孚工業(yè)潤滑油研發(fā)的專門用來抵抗高速剪切的領(lǐng)先的液壓油。其優(yōu)秀的剪切穩(wěn)定性可以從受控的臺(tái)架測試中一目了然,。相關(guān)測試在模擬2,000psi和52C嚴(yán)苛工作條件下運(yùn)行的葉片泵上進(jìn)行,，在測試期間，美孚DTE 10超凡™系列在剪切力作用下始終保持著較高的粘度,；與之相對(duì)應(yīng)的,，參加測試的礦物潤滑油產(chǎn)品則在短短一天之內(nèi)就由于剪切作用的影響而導(dǎo)致粘度超出了控制范圍 。 綜上所述,，剪切穩(wěn)定,、粘度指數(shù)高是評(píng)價(jià)液壓油的重要前提，只有具備這樣的“自我修養(yǎng)”,，才可以在較廣泛的工作溫度范圍中保持液壓油的最佳粘度,，提供卓越的設(shè)備保護(hù),，并激發(fā)液壓系統(tǒng)的效率！
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