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□ 陈惠卿
人们通常把液压油比作液压系统的血液,液压油的性能指标是否满足工程机械压力系统中的润滑需要,对工程机械设备的正常运转十分关键。工程机械的液压系统与工业设备液压系统的结构和工况有着较大的区别,工程机械通常用于室外作业,环境温度变化大,工况复杂。近几年工程机械用液压泵压力不断增加,体积越来越小,液压油油箱容量也随之减小,这就对液压油的品质提出了更高的要求。
工程机械液压油的产品标准
目前国内外关于液压油的产品标准主要有ISO11158HV、德国的DIN51524等,我国目前采用的是1994年国家制定的GB11118.1-94标准,但以上所有标准的制定都是采用低压V104C叶片泵试验(试验压力为13.7 MPa,转速为1 200 r/min,温度为66 ℃)得出的结论,主要是针对工业设备设计的试验,与目前的工程机械所采用的柱塞泵的参数差距较大。除OEM的个别液压泵试验标准外,目前尚无针对于工程机械的完整液压油的产品标准。
为了建立一个工程机械液压油标准,JCMA(日本建设机械化协会)燃料和润滑委员会自1999年开始进行市场调研,调研表明,不同的OEM推荐的油品规格不尽相同,用户在为设备换油时往往会因为换用的油质量不好而引起润滑不良,用户迫切希望有一个工程机械专用液压油标准来减少使用中的问题。制定移动设备专用液压油标准的目的,不是为了延长换油期,而是为了提高液压系统的使用寿命。
由JCMA制定的适用于移动设备的液压油(HF)标准包括JCMAS HK和HKB两大类。JCMAS HK和HKB标准于2004年12月发布,HK是工程机械用的矿油型抗磨液压油标准, JCMAS HKB是工程机械用环保型油品标准。
工程机械液压油标准的制定
目前,液压油的标准中大都采用V104C的中压叶片泵做试验,实际上工程机械上既有叶片泵,也有柱塞泵,并且压力都较高,所以HK标准在制定时就增加了高压叶片泵和高压柱塞泵试验。此外,工程机械在运行过程中需要油品有较好的抗粘滑特性,加之泵用密封材料的多样性更要求润滑油有广泛的适应性,这就要求标准制定试验具备一定的普遍性。
高压柱塞泵试验
工程机械液压油的最重要的特性是极压抗磨性,针对工程机械液压系统的特点,JCMAS HK标准中增加了HPV35+35轴向高压柱塞泵试验,试验压力为34.3 MPa,转速2 100 r/min,油箱温度为95 ℃,试验周期为500 h。用此方法对一些油品的极压抗磨性和旧油的衰变程度,包括40 ℃粘度变化、酸值变化、水分和戊烷不溶物等进行实际评定。测试结果表明高锌含量和无灰的液压油抗极压抗磨性能表现好。
另外HK标准制定中增加了高压柱塞泵氧化稳定性试验(A2F-10泵试验)。A2F-10泵试验用轴向柱塞泵,最大压力为35 MPa,用油13 L,循环500 h,速度1 500 r/min,入口温度控制在80 ℃,并在泵的入口通入空气,加入了铜做催化剂,因此可以较好地模仿液压油的实际工况。试验主要测量油品粘度变化、酸值增长、油泥产生的数量和油品中的铜含量。用此方法测试结果表明,无锌液压油氧化稳定性是含锌油品的2倍。
2个测试方法与实际应用情况有很好的相关性。以上2个高压柱塞泵试验可任选其一。但A2F泵试验不适于评价油品的抗磨性能,如需抗磨性能测试,还需另外补充四球抗磨试验和FZG齿轮试验。
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