Гидравлическая жидкость

Гидравлическая жидкость или гидравлическая жидкость — это среда, с помощью которой мощность передается в гидравлических машинах . Обычные гидравлические жидкости изготавливаются на основе минерального масла или воды. ^{[ 1 ]} Примерами оборудования, в котором могут использоваться гидравлические жидкости, являются экскаваторы и экскаваторы-погрузчики , гидравлические тормоза , рулевого управления с усилителем системы , автоматические трансмиссии , мусоровозы , системы управления полетом самолетов , лифты и промышленное оборудование .

Гидравлические системы, подобные упомянутым выше, будут работать наиболее эффективно, если используемая гидравлическая жидкость имеет нулевую сжимаемость .

Функции и свойства

Основная функция гидравлической жидкости — передача мощности. Однако при использовании гидравлическая жидкость выполняет и другие важные функции, например, защиту компонентов гидравлической машины. В таблице ниже перечислены основные функции гидравлической жидкости и свойства жидкости, влияющие на ее способность выполнять эту функцию: ^{[ 2 ]}

Функция	Свойство
Среда передачи энергии и управления	Несжимаемый (высокий модуль объемной деформации ) Быстрый выпуск воздуха Низкая склонность к пенообразованию Низкая волатильность
Среда для теплопередачи	Хорошая теплоемкость и проводимость
Уплотняющая среда	Адекватная вязкость и индекс вязкости Устойчивость к сдвигу
Смазка	Вязкость для поддержания пленки Низкотемпературная текучесть Термическая и окислительная стабильность Гидролитическая стабильность/водоустойчивость Чистота и фильтруемость Деэмульгирующая способность Противоизносные характеристики Контроль коррозии
Эффективность насоса	Правильная вязкость для минимизации внутренних утечек Высокий индекс вязкости
Специальная функция	Огнестойкость Модификации трения Устойчивость к радиации
Воздействие на окружающую среду	Низкая токсичность в новом или разложившемся состоянии Биоразлагаемость
Функционирующая жизнь	Совместимость материалов

Состав

Базовый запас

Первоначальной гидравлической жидкостью, восходящей к временам Древнего Египта , была вода . ^{[ нужна ссылка ]} Начиная с 1920-х годов минеральное масло стало использоваться чаще, чем вода, в качестве базового масла из-за присущих ему смазочных свойств и способности использоваться при температурах выше точки кипения воды. Сегодня большинство гидравлических жидкостей основаны на базовых маслах минерального масла.

Натуральные масла, такие как рапсовое, используются в качестве базовых масел для жидкостей, где биоразлагаемость и возобновляемые источники считаются важными.

Другие базовые масла используются для специальных применений, например, для огнестойкости и экстремальных температур . Некоторые примеры включают: эфиры гликоля , фосфорорганические эфиры , полиальфаолефины , пропиленгликоль и силиконовые масла .

NaK -77, эвтектический сплав натрия и калия , может использоваться в качестве гидравлической жидкости в средах с высокими температурами и высоким уровнем радиации, в диапазоне температур от 10 до 1400 °F (от -12 до 760 °C). Его объемный модуль при 1000 ° F (538 ° C) составляет 310 000 фунтов на квадратный дюйм (2,14 ГПа), что выше, чем у гидравлического масла при комнатной температуре. Его смазывающая способность плохая, поэтому объемные насосы непригодны, и приходится использовать центробежные насосы. Добавление цезия смещает полезный диапазон температур от -95 до 1300 ° F (от -70 до 704 ° C). Сплав НаК-77 прошел испытания в гидравлических и жидкостных системах сверхзвуковой маловысотной ракеты . ^{[ 3 ]}

Другие компоненты

Гидравлические жидкости могут содержать широкий спектр химических соединений, в том числе: масла , бутанол , сложные эфиры (например, фталаты , такие как ДЭГФ , и адипаты , такие как бис(2-этилгексил)адипат ), полиалкиленгликоли (ПАГ), органофосфаты (например, трибутилфосфат ), силиконы, алкилированные ароматические углеводороды, полиальфаолефины (ПАО) (например, полиизобутены ), ингибиторы коррозии (в том числе поглотители кислот ), противоэрозионные присадки и т. д.

Биоразлагаемые гидравлические жидкости

Экологически чувствительные применения (например, сельскохозяйственные тракторы и морские дноуглубительные работы ) могут получить выгоду от использования биоразлагаемых гидравлических жидкостей на основе рапсового растительного масла , когда существует риск разлива масла из поврежденного маслопровода. Обычно эти масла доступны в соответствии со спецификациями ISO 32, ISO 46 и ISO 68. Стандарты ASTM ASTM-D-6006, «Руководство по оценке биоразлагаемости гидравлических жидкостей» и ASTM-D-6046, «Стандартная классификация гидравлических жидкостей по воздействию на окружающую среду» являются актуальными.

Противоизносные гидравлические жидкости

Противоизносные (AW) гидравлические масла производятся на основе жидкости на нефтяной основе и обычно содержат противоизносную присадку диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP) . Эта присадка защищает гидравлический насос. Они выпускаются в нескольких классах вязкости, которые имеют различное применение. Например, гидравлические масла AW 46 можно использовать для работы гидравлических систем внедорожной техники, такой как самосвалы, экскаваторы и экскаваторы-погрузчики, тогда как гидравлические масла AW 32 могут больше подходить для применения в холодных погодных условиях, например, в насосе снегоочистителя. ^{[ 4 ]}

Безопасность

Поскольку промышленные гидравлические системы работают при давлениях от сотен до тысяч фунтов на квадратный дюйм и температурах, достигающих сотен градусов Цельсия, отказы компонентов могут привести к серьезным травмам и смерти, поэтому всегда необходимо соблюдать осторожность при выполнении технического обслуживания гидравлических систем. ^{[ 5 ]}

Огнестойкость – это свойство, которым обладают специализированные жидкости. Водно-гликоль и полиол-эфир являются одними из этих специализированных жидкостей, которые обладают превосходными термическими и гидролитическими свойствами, что способствует огнестойкости. ^{[ 6 ]}

Использование

Тормозная жидкость

Тормозная жидкость — это подтип гидравлической жидкости с высокой температурой кипения , как в новом состоянии (определяется равновесной точкой кипения), так и после поглощения водяного пара (определяется температурой влажного кипения). Под воздействием тепла торможения как свободная вода, так и водяной пар в тормозной системе могут превратиться в сжимаемый пар , что приведет к выходу тормоза из строя. ^{[ 7 ]} Жидкости на основе эфира гликоля гигроскопичны , и поглощенная влага со временем значительно снижает температуру кипения. Жидкости на основе минерального масла и силикона не гигроскопичны.

Жидкость гидроусилителя руля

Жидкость гидроусилителя руля — это подтип гидравлической жидкости. Большинство из них представляют собой жидкости на основе минерального масла или силикона, а в некоторых используется жидкость для автоматических трансмиссий , изготовленная на основе синтетического базового масла. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} В автоматических трансмиссиях используются жидкости из-за их смазочных, охлаждающих и гидравлических свойств для вискомуфт .

Использование жидкости неподходящего типа может привести к выходу из строя насоса гидроусилителя рулевого управления. ^{[ 8 ]}

Гидравлические системы самолетов

По мере роста характеристик самолетов в середине 20-го века количество усилий, необходимых для управления механическим управлением полетом, стало чрезмерным, и для уменьшения усилий пилота были введены гидравлические системы. Гидравлические приводы управляются клапанами; они, в свою очередь, управляются непосредственно экипажем (гидромеханические) или компьютерами, подчиняющимися законам управления (по проводам).

Гидравлическая энергия используется для других целей. Его можно хранить в аккумуляторах для запуска вспомогательной силовой установки (ВСУ) для самостоятельного запуска основных двигателей самолета. Многие самолеты, оснащенные пушками семейства M61, используют гидравлическую энергию для привода артиллерийской системы, что обеспечивает надежную и высокую скорострельность.

Сама гидравлическая мощность поступает от насосов, приводимых в действие напрямую от двигателей, или от с электрическим приводом насосов . В современных коммерческих самолетах это насосы с электроприводом; Если все двигатели выйдут из строя в полете, пилот задействует пропеллерный электрогенератор, называемый воздушной турбиной (RAT), который спрятан под фюзеляжем. ^{[ 10 ]} Это обеспечивает подачу электроэнергии для гидравлических насосов и систем управления, поскольку двигатели больше не питаются. В этой и других системах электрические насосы могут обеспечить как резервирование, так и возможность работы гидравлических систем без работающих двигателей, что может быть очень полезно во время технического обслуживания.

Технические характеристики

База минерального масла

Согласно DIN 51502

Источник: ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

HL: С добавками для усиления защиты от коррозии и устойчивости к старению. Применяется в гидравлических системах, к которым не предъявляются требования по защите от износа.
HLP: Содержит добавки для усиления защиты от коррозии и устойчивости к старению. Подходит для большинства областей применения и компонентов.
HLPD: Как и HLP, но также используется в системах, где твердые или жидкие загрязнения необходимо временно удерживать во взвешенном состоянии.
HVLP: Содержит присадки для усиления защиты от коррозии, устойчивости к старению, уменьшения истирания в зонах смешанного трения и улучшения зависимости вязкости от температуры. Используется в системах, работающих в широком диапазоне температур.
HVLPD: Аналогично HVLP, но также используется в системах, где необходимо временно удерживать твердые или жидкие загрязнения.

Согласно MIL для военного применения

Источник: ^{[ 11 ]}

Mil-PRF-5606 (первоначально Mil-H-5606): минеральная основа, легковоспламеняющаяся, с довольно низкой температурой вспышки, применима от -65 °F (-54 °C) до 275 °F (135 °C), красный цвет, разработан в 1940-е годы ^{[ 13 ]}
MIL-PRF-6083: Пригоден для использования при температуре от -54 °C до 135 °C, когда требуется защита от коррозии и установлено, что гидравлическая жидкость MIL-PRF-46170 (FRH) не может использоваться. Это включает использование в механизмах отдачи и гидравлические системы для вращающегося оружия или устройств прицеливания тактического и вспомогательного артиллерийского оборудования, за исключением боевых бронированных машин/оборудования, требующих FRH. Гидравлическая жидкость также используется в качестве консервирующей жидкости для гидравлических систем и компонентов самолетов, где соответствует MIL-H-5606 (OHA). или MIL-PRF-87257 используется в качестве рабочей жидкости». ^{[ 14 ]}

Синтетическая углеводородная основа: Эти синтетические жидкости совместимы с гидравлическими жидкостями на минеральной основе и были разработаны для решения проблемы низкой точки воспламенения гидравлических жидкостей на минеральной основе. ^{[ 13 ]}

Mil-H-83282: синтетическая углеводородная основа, более высокая температура воспламенения, самозатухающий, обратная совместимость до -5606, красный цвет, номинал до -40 °F (-40 °C) градусов.
Mil-H-87257: Разработка жидкости -83282 для улучшения ее низкотемпературной вязкости.

Универсальное масло UTTO/STOU

Источник: ^{[ 11 ]}^{[ 15 ]}

UTTO: это аббревиатура от «Универсальное тракторное трансмиссионное масло». Это гидравлическое масло, которое также можно использовать в трансмиссиях и мокрых тормозах таких машин, как тракторы.
СТОУ: это аббревиатура от «Super Tractor Oil Universal». Это гидравлическое масло, которое также можно использовать в двигателе, трансмиссиях и мокрых тормозах. Поэтому его главное отличие от масла UTTO в том, что его можно использовать и в качестве моторного масла.

Фосфатно-эфирная основа

Военная спецификация США/НАТО — MIL-H-8446
Боинг Сиэтл - BMS3-11
Боинг Лонг-Бич - DMS2014
Боинг Лонг-Айленд - CDS5478
Локхид - LAC C-34-1224
Airbus Industry - NSA307110
British Aerospace — BAC M.333.B
Бомбардир - БАМС 564-003
SAE-Ac974
САЭ-АС1241
Скайдрол

Загрязнение

При обращении с авиационной гидравлической жидкостью требуется особая и строгая осторожность, поскольку для безопасности полета крайне важно, чтобы она не содержала загрязнений. Также необходимо строго придерживаться авторизованных рекомендаций при обслуживании или ремонте любой системы самолета. Пробы из гидравлических систем самолетов отбираются во время тяжелых проверок технического обслуживания самолетов (в первую очередь проверок C и D) для проверки загрязнения. ^{[ 16 ]}

Military Spec 1246C — это одна из спецификаций по загрязнению жидкости.

Шкала загрязнения жидкости ISO присваивает категорию загрязнения на основе количества и распределения частиц по размерам. ^{[ 17 ]}

Другое использование

Свойства гидравлического масла HLP 32 делают его идеальным для смазывания станков. ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]}

См. также

Дексрон
Гидравлический тормоз
Гидравлический предохранитель
Гидравлика Интернэшнл, ИНК.
Гидропневматическая подвеска - применение в автомобилях
Стойка Oleo - применение в самолетах
Осмос
Скайдрол

Ссылки

^ Гивенс В. и Майкл П., Справочник по топливу и смазочным материалам , изд. Г. Тоттена, ASTM International, 2003, стр. 373 ISBN 0-8031-2096-6
^ Пласек, Д., Синтетика, минеральные масла и смазочные материалы на биологической основе, L. ed., CRC Press, 2006, стр. 519 ISBN 1-57444-723-8
^ Шмитт, Вернон Р. (1 января 2002 г.). Управляемые бомбы и управляемые ракеты времен Второй мировой войны и холодной войны: история программ исследований и разработок изнутри . Общество инженеров автомобильной промышленности. ISBN 9780768009132 . Проверено 3 мая 2017 г. - через Google Книги.
^ Что означает AW? - Нефтяная Сервисная Компания
^ Лейборист, Карл (21 июля 2022 г.). «Является ли гидравлическая жидкость огнеопасной?» . Безопасность прежде всего . Проверено 30 октября 2022 г.
^ Питер, Скуг. «Изменяющаяся экономика огнестойких гидравлических жидкостей» (PDF) . Квакер химическая корпорация . Проверено 12 декабря 2014 г.
^ «Тормозная жидкость DOT против минерального масла – и победитель». EpicBleedSolutions.com . Проверено 3 мая 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Жидкость гидроусилителя руля» . www.AA1car.com . Проверено 3 мая 2017 г.
^ «Базовый состав ATF» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 27 мая 2015 г.
^ Канал Discovery - «Секунды до катастрофы»
^ Jump up to: ^а ^б ^с Бош Рексрот АГ (2023 г.). «Гидравлические жидкости на основе минерального масла и родственных ему углеводородов» (PDF) . www.etsгидро.com . Проверено 19 октября 2023 г.
^ Wodoil GmbH (3 августа 2023 г.). «Гидравлическое масло для дровокола: подробное руководство» . Wodoil GmbH (на немецком языке) . Проверено 19 октября 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 25 февраля 2017 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ «МИЛ-ПРФ-6083» . QCLubricants.com . Проверено 3 мая 2017 г.
^ Wodoil GmbH (16 августа 2023 г.). «Все, что вам нужно знать о маслах STOU и UTTO» . Wodoil GmbH (на немецком языке) . Проверено 19 октября 2023 г.
^ Паркер, Джеймс В. (1 января 1962 г.). «Краткий обзор загрязнений в системах гидравлической жидкости ВВС США и вспомогательных системах» . Центр оборонной технической информации . Архивировано из оригинала 20 июня 2023 г.
^ «Загрязнение гидросистем и чистота жидкостей в энергоблоках» . FlyTek GSE . 24 апреля 2017 г. Проверено 20 июня 2023 г.
^ «Масло, которое нужно знать о гидравлических маслах — Crown Oil» . www.crownoil.co.uk .
^ «Смазка станков» . www.lathes.co.uk .

Внешние ссылки

[1] Гивенс В. и Майкл П., Справочник по топливу и смазочным материалам , изд. Г. Тоттена, ASTM International, 2003, стр. 373 ISBN 0-8031-2096-6

[2] Пласек, Д., Синтетика, минеральные масла и смазочные материалы на биологической основе, L. ed., CRC Press, 2006, стр. 519 ISBN 1-57444-723-8

[3] Шмитт, Вернон Р. (1 января 2002 г.). Управляемые бомбы и управляемые ракеты времен Второй мировой войны и холодной войны: история программ исследований и разработок изнутри . Общество инженеров автомобильной промышленности. ISBN 9780768009132 . Проверено 3 мая 2017 г. - через Google Книги.

[4] Что означает AW? - Нефтяная Сервисная Компания

[5] Лейборист, Карл (21 июля 2022 г.). «Является ли гидравлическая жидкость огнеопасной?» . Безопасность прежде всего . Проверено 30 октября 2022 г.

[6] Питер, Скуг. «Изменяющаяся экономика огнестойких гидравлических жидкостей» (PDF) . Квакер химическая корпорация . Проверено 12 декабря 2014 г.

[7] «Тормозная жидкость DOT против минерального масла – и победитель». EpicBleedSolutions.com . Проверено 3 мая 2017 г.

[aa1car.com-8] Jump up to: ^а ^б «Жидкость гидроусилителя руля» . www.AA1car.com . Проверено 3 мая 2017 г.

[9] «Базовый состав ATF» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 27 мая 2015 г.

[10] Канал Discovery - «Секунды до катастрофы»

[:0-11] Jump up to: ^а ^б ^с Бош Рексрот АГ (2023 г.). «Гидравлические жидкости на основе минерального масла и родственных ему углеводородов» (PDF) . www.etsгидро.com . Проверено 19 октября 2023 г.

[12] Wodoil GmbH (3 августа 2023 г.). «Гидравлическое масло для дровокола: подробное руководство» . Wodoil GmbH (на немецком языке) . Проверено 19 октября 2023 г.

[shell.com-13] Jump up to: ^а ^б «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 25 февраля 2017 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[14] «МИЛ-ПРФ-6083» . QCLubricants.com . Проверено 3 мая 2017 г.

[15] Wodoil GmbH (16 августа 2023 г.). «Все, что вам нужно знать о маслах STOU и UTTO» . Wodoil GmbH (на немецком языке) . Проверено 19 октября 2023 г.

[16] Паркер, Джеймс В. (1 января 1962 г.). «Краткий обзор загрязнений в системах гидравлической жидкости ВВС США и вспомогательных системах» . Центр оборонной технической информации . Архивировано из оригинала 20 июня 2023 г.

[17] «Загрязнение гидросистем и чистота жидкостей в энергоблоках» . FlyTek GSE . 24 апреля 2017 г. Проверено 20 июня 2023 г.

[18] «Масло, которое нужно знать о гидравлических маслах — Crown Oil» . www.crownoil.co.uk .

[19] «Смазка станков» . www.lathes.co.uk .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

v т и Гидравлика
Concepts	Hydraulics Hydraulic fluid Fluid power Hydraulic engineering
Modeling	Bernoulli's principle Darcy–Weisbach equation Groundwater flow equation Hazen–Williams equation Hydrological optimization Open-channel flow (Manning formula) Pipe network analysis
Technologies	Machinery Accumulator Brake Circuit Cylinder Drive system Manifold Motor Power network Press Pump Ram Rescue tools Seal
Public networks	Liverpool London Manchester