液压系统用油的合理选用

1、 液压系统用矿物油基液压油粘度的合理选用 LMS Service 王晋生关键词：液压系统；液压油的种类和它的（运动）粘度，粘温特性及粘度指数。1 概述随着科学技术的日益发展，液压技术在工程技术的各个领域的应用也得到相应越来越 广泛的应用。但是，由于在我国各个液压技术应用领域使用者的技术水平参差不齐，对液压技术的认识和理解也不尽相同，特别是由于缺乏有关液压油的选用和保养的相关知识而造成液压系统甚至整个设备不应有的故障和损坏，给企业和国家造成不必要的损失。液压油液对于系统和设备相当于人类的血液对人体一样重要，所以学习掌握有关液压油合理地选用的相关知识，对能否正确地使用液压设备并使其发挥应有的最大效

2、能是至关重要的。液压油的合理选用是一门很复杂的科学。本文仅从应用者的角度出发，以最常用的矿物油基抗磨和高粘度指数液压油为对象，从对使用者非常重要的方面 液压油的粘度的选择加以阐述，并希望对液压设备的使用者有所帮助。2 液压油的粘度，粘度指数及液压油的牌号液压油的粘度是对在剪切应力或张应力作用下流体产生形变时阻力（抗力）的测定。常用液压油的运动粘度加以度量，其单位为厘斯（ cSt ）。粘度高的油，我们说“稠”；粘度低的油，我们说它“稀”。国际标准液压油的常用粘度分级分为：VG22 ， VG32，VG46，VG68和 VG100 。 液压油的粘度指数是对液压油的运动粘度随油温的变化而变化的度量，用

3、VI加以表示。液压油的牌号是由液压油的所属类别，例如HM为抗磨液压油（ISO11158）；HV为高粘度指数液压油（VI>130）和液压油在40摄氏度时对应的运动粘度值所组成。例如，HM46表示常说的46号抗磨液压油；HV46表示46号高粘度指数液压油。3 液压油粘度的合理选择随着液压技术应用的日益广泛，针对应用领域，应用场合，使用条件等情况的不同而选用不同粘度的液压油，无论对液压系统的设计者还是应用者都应该是保证系统正常工作的首要工作。3.1 液压油的粘温特性液压油的粘度随油温的变化而变化（油温越高其粘度越低）的特性即所谓的粘温特性（见附图），它是液压油的重要应用特性之一，也是选择液压油

4、的重要依据之一。不同应用的液压系统（如工业液压系统或工程机械液压系统等）由于系统的工作环境和条件的差别很大（环境温度及其变化的差别很大），所以对液压油的粘度等级和其粘温特性的要求也不同。此外，为一个系统选择液压油时，应以系统中的重要液压元件（通常以液压泵）对油的要求为准。现将选择液压油时应针对所涉及的液压系统注意以下问题：3.2 系统冷起动时允许的液压油最高粘度对一个液压系统，允许的液压油的最高粘度是指当液压系统或设备在冷机状态下（新设备首次投入运行或长时间停机且无加热设备）起动时对液压油粘度的要求。对该参数限定的主要目的是为了保证系统所用的液压泵在其允许的自吸（油）能力极限内工作，进而保证在

5、冷起动过程中液压泵不会受到不应有的损伤（过度磨损甚至破坏性损伤）。 1/5换言之，由于对不同的系统相应的环境温度的差别也很大且设备在冷机状态下，液压系统中的液压油的油温与相应的环境温度相同，所以我们以对应于系统可能遭受的最低冷起动环境温度的液压油粘度和系统所用液压泵对液压油最高粘度的要求作为判断依据。液压泵用于不同回路时对液压油的最高粘度要求也不同。例如力士乐公司的轴向柱塞泵对液压油最高粘度的要求： 开式回路 1000 cSt （mm2/s） 闭式回路 1600 cSt （mm2/s）3.3 系统允许的液压油最低粘度液压油的允许最低粘度限定是为了确保系统工作中液压油在可能的最高油温情况下仍能保

6、证系统元件在不受损的条件下正常工作的能力。液压油的最高油温取决于最高环境温度加系统的最高工作温升（后者取决于系统的散热能力）。对于设备和系统的使用者应以系统液压油的高温报警温度值和所用液压泵要求的最低粘度值为选择液压油的依据。例如，力士乐轴向柱塞泵允许的最低粘度为 ： 10 cSt值得特别加以注意的是： 对于许多应用情况，诸如在环境温度变化很大的地区工作 的户外作业的工程机械，为了避免频繁更换液压油往往使用适 和较宽温度范围的高粘度指数液压油，即HVI液压油。使用这 类油时必须注意的是 由于此类油中的粘度指数改善添加 剂使油成为非牛顿流体，当工作中液压油受到剪切（如流过节 流口和缝隙）时，其粘

7、度有产生永久下降的趋势。通常以粘度 下降30加以考虑。也就是说，使用高粘度指数液压油时， 应将允许的最低粘度值相应提高30。例如，应将10 cSt提 高到 13 cSt。 另外，高粘度指数改善添加剂对油的抗乳化性能及空气分 离能力均有不良影响，所以，除非受温度条件所迫尽可能不要 使用此种油！3.4 液压油的最佳工作粘度（范围）液压油的最佳工作粘度（范围）是指可使液压油各项性能处于最佳状态进而使系统和元件处于最佳工作状态并保证系统的元件和材料可达较长的使用寿命的粘度范围。例如，对力士乐轴向柱塞元件，液压油的最佳工作粘度为16 cSt 36 cSt 。该工作参数的控制主要由设备操作者掌控，主要涉及

8、到应使系统达到最佳工作粘度范围（即达到系统最佳工作油温）后，再使系统投入重负荷作业。这样可大大降低系统的故障率，同时有效延长系统及元件的使用寿命。这就要求设备或系统操作者在设备起动后应现在无载或轻载状态下对设备加以预热操作，当系统油温达到规定的工作温度后再使设备投入满负荷工作。4. 选择实例 例如对于不同牌号（不同粘度等级）的抗磨液压油，按照最高冷起动粘度为1000 cSt及最低工作粘度为10 cSt 考虑时，它们所适应的最低环境温度和最高工作油温范围如下（参见液压油粘温特性曲线图）： VG 22 - 20 +65 摄氏度 VG 32 - 15 +75 摄氏度 2/5 VG46 - 5 +85

9、 摄氏度 VG68 0 +95 摄氏度 VG100 +5 +105 摄氏度注1：液压油所适应的最高环境温度可根据系统的散热能力，以最高允许的工作油温减去 系统中液压油的工作温升而获得。例如对于液压挖掘机液压系统，液压油的工作温升 通常按45摄氏度左右考虑。注2：严格来讲，环境温度是指设备工作现场的环境温度。它与地区的气象预报的气温是有 区别的。有时它们的区别是明显不同的，必须加以注意 ！5. 含清洁弥散剂的液压油 DIN51524 HLPD 此种油具有良好的水乳化能力 . 即如果油中有水,则水不能从油中分离出来. 乳化的 水会降低润滑油的润滑性和可过滤性;可引起腐蚀和气蚀并降低油的使用寿命.

10、所以 要求油中的水含量 < 0.1 % . 这对任何高性能液压系统都不是一个低的水含量指标! 其优点是可防止油污泥和沥青沉积物的生成;它们将导致阀的粘结,静摩擦力大大增加, 以及其它不稳定因素. 所以不宜用在易进水及潮湿环境的应用中! 3/5 4/5 润滑油相关标准1. 常用标准制定机构代号API (American Petroleum Institute) 美国石油协会SEA ( Society of Automotive Engineers Inc. )ASTM ( American Society for Testing and Materials)ACEA ( Associati

11、on des Constructeurs Europeens Automobiles )2. 常用标准ACEA 发动机油质量标准E 重负荷柴油发动机油E4 - 安定性好的品质稳定; 提供对活塞清洁,磨损,煤烟处理和润滑稳定性优良.适用于满足Euro I , II , III, IV 和V 排放要求以及在极恶劣条件下工作的大功率柴油发动机.例如,制造商推荐的明显延长的换油周期. 适于无颗粒过滤器的发动机,某些带EGR的发动机和某些配备了降低SCR NOx 系统的发动机.E6 同上; 且还适用于带或不带颗粒过滤器的EGR发动机以及配备了降低SCR NOx 系统的发动机. E6油特别推荐用于带颗粒过

12、滤器且与低硫燃油共同使用的发动机.E7- 品质稳定,对活塞清洁,孔腔磨光能有效控制.更进而还可提供优良的抗磨,煤烟处 理和润滑稳定性.建议用于满足欧I, II, III, IV和V排放要求,且在苛刻条件下工作的大 功率柴油机. 例如, 按厂家推荐的较长时间的换油周期. 适于无颗粒过滤器的柴油 机,多数EGR发动机和大多数配备SCR NOx减排系统的发动机.E9 - 同E7; 适于带或不带颗粒过滤器的发动机,大多数EGR发动机和大多数配备SCR NOx 减排系统的发动机. E9特别适于配备颗粒过滤器并要求与低硫燃油共同使用 发动机.API C 重负荷柴油机油CH-4 - 1998年代替CG-4. 适于含硫量 > 0.5 % .CI -4 - 2002年起实施. 适于含硫量 >= 0.5% 的场合.GL-4 适用于从轻载到重载不同的应用,含有 <= 4.0 %的有效抗磨添加剂. 可用于轴位 小的伞齿轮和准双曲面齿轮传动的卡车齿轮箱和车桥箱 . 推荐用于美国卡车的拖 拉机, 大客的异步齿轮箱以及其