液壓系統(tǒng)用油現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

液壓系統(tǒng)是以油液作為工作介質(zhì)，利用油液傳遞壓力，并通過控制閥門等附件操縱液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的整套裝置。液壓系統(tǒng)主要由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。

    動(dòng)力元件指液壓系統(tǒng)中的油泵，可以將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。執(zhí)行元件，如液壓缸和液壓馬達(dá)的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？刂圃?，即各種液壓閥，在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位計(jì)、油溫計(jì)等。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，目前常用的有礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。

    液壓系統(tǒng)通常具有體積小、重量輕等特點(diǎn)，因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時(shí)，不會(huì)發(fā)生大的沖擊；能夠在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度，并可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速；換向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換；液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制；由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運(yùn)動(dòng)表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；操縱控制簡便，自動(dòng)化程度高；容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

    但是液壓系統(tǒng)工作過程中，也有以下方面的問題：使用液壓傳動(dòng)對維護(hù)的要求高，工作介質(zhì)要始終保持清潔；對液壓元件制造精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高；液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平；礦物油類工作介質(zhì)，存在火災(zāi)隱患。

    液壓油是起到傳遞能量、散熱、潤滑和抑制腐蝕的工作介質(zhì)，是液壓系統(tǒng)的“血液”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓系統(tǒng)故障約有70%是由于液壓油方面的原因引起的，嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)和工作，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何科學(xué)有效的選擇、使用、維護(hù)液壓油尤為重要。目前，液壓油的種類繁多，根據(jù)化學(xué)組成，主要分為礦物油型、乳化液型和合成型液壓油。

    礦物油型液壓油是指以通過物理蒸餾方法從石油中提煉出的基礎(chǔ)油為主要成分的液壓油，潤滑好，價(jià)格低。但是，礦物油型液壓油易于燃燒，高溫性能差，安全性能低。礦物油在提煉過程中因無法將雜質(zhì)清除干凈，因此該類液壓油傾點(diǎn)較高，不適合低溫作業(yè)使用。礦物油型液壓油中成分復(fù)雜，高溫時(shí)粘度下降，潤滑變差，易產(chǎn)生油泥。

    乳化液型液壓油通常指水包油型或油包水型液壓油，由于水分的存在，通常具有較高的閃點(diǎn)、燃點(diǎn)，但是隨著使用過程中水分的蒸發(fā)，性能和質(zhì)量會(huì)隨之發(fā)生變化。

    合成型液壓油是以化學(xué)合成方法精制加工而成的化合物為基礎(chǔ)成分并輔以各種功能添加劑調(diào)制而成的液壓油。合成型液壓油具有以下特點(diǎn)：它可以滿足礦物油脂或天然油脂所不能滿足的使用要求，如低溫、高溫、高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速、強(qiáng)氧化介質(zhì)以及長壽命等。合成潤滑油的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，可以說，凡使用礦物油的部位均可以使用合成油代替。此外，由于合成油具有許多礦物油所不及的特殊性能，因此有些部位只能使用合成潤滑油。

    作為合成型液壓油的一種，合成酯型液壓油是在20世紀(jì)30年代中期發(fā)展起來的，它是采用有機(jī)合成方法制備的，具有一定化學(xué)結(jié)構(gòu)和特殊性能的潤滑油。合成酯閃點(diǎn)、燃點(diǎn)高，蒸發(fā)損失小，粘度指數(shù)高，抗腐蝕性強(qiáng)、潤滑性好、與非金屬材料適應(yīng)性優(yōu)異，有機(jī)生物降解率為80% ~ 100%（按照CEC-L-33-AA）方法，毒性極小，替換傳統(tǒng)礦物油型潤滑油品時(shí)不必對系統(tǒng)的材質(zhì)進(jìn)行更換，對人體無害，不污染環(huán)境，是符合環(huán)保要求的綠色潤滑油。與礦物潤滑油相比，它的使用范圍寬，可以適應(yīng)現(xiàn)代各種機(jī)械設(shè)備對良好潤滑性、長換油期和低能耗等方面日益苛刻的要求，其價(jià)格比礦物潤滑油高，但性能優(yōu)良、使用壽命長、機(jī)械磨損小。因此，合成酯作為礦用潤滑油的基礎(chǔ)油具優(yōu)勢。

目前市場上已有部分合成酯型液壓油的品牌，但還存在著對潤滑性、安定性、橡膠相容性、水解性等等問題需要解決。為適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對工作介質(zhì)的要求，以及滿足高溫、高速、高負(fù)荷、抗燃、環(huán)保等性能要求，研制開發(fā)新一代適合國情的合成酯型液壓油品顯得尤其重要。在合成酯型液壓油的研究過程中，如何進(jìn)一步提高其閃點(diǎn)、燃點(diǎn)及高溫抗燃性能是研究者共同關(guān)注的一個(gè)話題。此外，隨著潤滑油的廣泛使用，人們會(huì)越來越關(guān)注它對環(huán)境產(chǎn)生的影響，研究環(huán)境友好型合成酯型液壓油將成為一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。