長城高性能液壓油在鉸接式卡車的應(yīng)用

程安國 雷凌 覃雪梅

1 中國石化潤滑油有限公司北京研究院

2 中國石化潤滑油有限公司茂名分公司

廣西、貴州、云南等地區(qū)擁有豐富的銅礦、鋁礦等有色金屬礦產(chǎn)資源，但這些地區(qū)也是世界最著名的喀斯特地貌地區(qū)［1］，因丘陵、石峰林立，天坑、溶洞隨處可見，給礦石的運輸帶來了巨大的困難。礦藏多是零散的分布，俗稱雞窩礦［2］。由于雞窩礦儲量小，平地筑路的運輸方式建設(shè)周期長、經(jīng)濟性差的原因，不適合應(yīng)用于該地區(qū)的礦產(chǎn)開發(fā)。

鉸接式卡車通過鉸接的方式把前車架與后車架鏈接，然后通過液壓泵和液壓馬達將發(fā)動機的動力輸出至前、后驅(qū)動。駕駛室、發(fā)動機固定在前車架上，車廂固定在后車架上，因此具有機動靈活、操作方便快捷的特點，且車輛結(jié)構(gòu)簡單，噪音低，耗油少，維護成本低，被廣泛地應(yīng)用于山區(qū)、丘陵等簡陋道路的運輸［3］。因此，鉸接式卡車被廣泛應(yīng)用于廣西、貴州等地區(qū)的礦山開發(fā)中。

礦區(qū)的運輸?shù)缆范嗍瞧露浮澕钡纳笆蛘吣嗤谅?，對鉸接式卡車的安全性和動力性能有非常嚴(yán)苛的要求。液壓油作為鉸接式卡車驅(qū)動、轉(zhuǎn)向、卸料等動作的能量傳遞介質(zhì)，其性能的優(yōu)劣直接影響到車輛的工作效率和安全性能［4］。如果液壓油品質(zhì)差，性能衰減異常，很容易出現(xiàn)液壓系統(tǒng)噪音、異常磨損等故障，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向遲緩、動力輸出不暢，嚴(yán)重影響車輛的安全性能和運輸能力；液壓油品質(zhì)差還會導(dǎo)致?lián)Q油周期變短，維護次數(shù)增加，降低工作效率并增加廢油排放。另外，國家對礦山開發(fā)中的節(jié)能減排的要求也越來越嚴(yán)。因此，選擇一款滿足鉸接式卡車使用要求，并能延長換油周期，減少廢油排放的高性能液壓油，是非常有必要的。

本文選擇長城高性能液壓油（L-HV 68 低溫液壓油）在鉸接式卡車的應(yīng)用，并對車輛的運行狀態(tài)進行記錄，對液壓油的性能進行分析。

測試方案

沃爾沃汽車在鉸接式卡車行業(yè)處于主導(dǎo)地位，也是在中國云南、廣西等地區(qū)使用最為廣泛的礦石運輸車輛。本次測試選擇Volvo A35D車型，共3臺試驗車輛（1～3號）。試驗車輛主要參數(shù)見表1。

廣西、云南的礦區(qū)多為熱帶、亞熱帶氣候，不僅氣溫高，而且潮濕多雨。本試驗在廣西某礦區(qū)進行。所選擇的試驗油品為長城L-HV 68 低溫液壓油。長城L-HV 68 低溫液壓油的高溫黏度保持能力強，并擁有杰出的高溫潤滑保護和抗乳化能力，能夠為車輛的安全、持久運行提供良好的潤滑保護。將車輛液壓系統(tǒng)中的舊油排放干凈，加注試驗油品至刻度線運行0.5 h后排放干凈，如此置換2次后，加注試驗油品。以此為試驗開始時間點，每工作500 h后進行液壓油采樣測試，試驗周期設(shè)定為2 500 h。試驗過程記錄車輛是否出現(xiàn)抖動、噪音、動力輸出衰減、轉(zhuǎn)向和卸料遲緩等現(xiàn)象，并分析液壓油性能的變化。

測試結(jié)果與分析

3臺車測試車輛在試驗期間車輛運行狀況良好，無異常振動、噪音等。因此重點分析液壓油的性能變化，以此判斷長城液壓油是否能夠滿足使用要求，能否達到提高工作效率、減少廢油排放的效果。

對3臺Volvo A35D工作2 500 h期間液壓油性能變化進行分析，測試項目參考NB/SH/T 0599—2013《L-HM液壓油換油指標(biāo)》(表2)，綜合評價長城液壓性能是否滿足鉸接式卡車的使用要求，并計算效率提高及減排的效果。

液壓油運動黏度的變化

黏度是液壓油關(guān)鍵的指標(biāo)之一，在使用過程中受到剪切力的作用，液壓油中的大分子被剪切成小分子，造成液壓油黏度降低，黏度降低過大時在潤滑表面的油膜容易被破壞，造成液壓油泵和馬達異常磨損［5］。液壓油在熱、金屬、空氣的作用下產(chǎn)生酮、醛、有機酸，經(jīng)過縮合反應(yīng)生成油泥和漆膜，使?jié)櫥偷酿ざ仍黾樱档捅玫墓ぷ餍?。試驗過程中，液壓油40 ℃運動黏度變化率隨車輛運行時間的變化見圖1。

表1 試驗車輛主要參數(shù)

表2 NB/SH/T 0599—2013《L-HM液壓油換油指標(biāo)》

由圖1可見，3臺車正常運送礦石2 500 h期間，長城L-HV 68 低溫液壓油的40 ℃運動黏度變化規(guī)律相似：

◇前1 000 h，黏度保持穩(wěn)定；

◇1 000～1 500 h，受剪切的影響，黏度有所下降，下降約為2%；

◇1 500～2 500 h，黏度受老化影響呈上升趨勢，2 500 h后液壓油黏度增加均未超過7%，低于NB/SH/T 0599—2013的限值要求(超過±10%)。

以上試驗結(jié)果表明，長城L-HV 68 低溫液壓油具有良好的黏度保持能力。

液壓油酸值的變化

酸值變化是反映液壓油化學(xué)性質(zhì)變化的指標(biāo)。通常液壓油在使用過程中受熱、金屬、水分、氧氣的影響會產(chǎn)生氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)的初期會消耗抗氧劑等添加劑，造成酸值降低，抗氧劑消耗后油品因氧化反應(yīng)產(chǎn)生有機酸，造成酸值增加，酸值增加后對液壓泵、液壓閥、馬達等金屬部件產(chǎn)生腐蝕，影響設(shè)備的使用壽命。因此，液壓油酸值增加0.3 mgKOH/g需更換新的油品。試驗過程中，液壓油酸值增加值隨車輛運行時間的變化見圖2。

由圖2可以看出，長城L-HV 68 低溫液壓油的酸值呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢。酸值降低是因為添加劑為阻礙油品氧化而被消耗掉［6］；500 h后酸值逐漸增加的原因是液壓油的正常老化。2 500 h后的酸值增加不超過0.07 mg KOH/g，滿足NB/SH/T 0599—2013的限值要求，表明長城L-HV 68 低溫液壓油的品質(zhì)穩(wěn)定。

液壓油不溶物的增加

圖1 液壓油40 ℃運動黏度變化率隨車輛運行時間的變化

圖2 液壓油酸值增加值隨車輛運行時間的變化

液壓油的老化會產(chǎn)生不溶物，不溶物聚集后會堵塞液壓閥，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的靈敏度下降；堵塞濾網(wǎng)后，會導(dǎo)致過濾壓力升高和過濾速率下降。通常采用正戊烷不溶物表征不溶物的生成量，為保證液壓系統(tǒng)正常運行，正戊烷不溶物超過0.1%（質(zhì)量分數(shù)）時必須更換新油品。試驗過程中，液壓油正戊烷不溶物隨車輛運行時間的變化見圖3。

由圖3可知，3臺車液壓油的正戊烷不溶物變化趨勢相似，工作2 500 h后最大為0.05%（質(zhì)量分數(shù)），在NB/SH/T 0599—2013限值要求的50%以下，表明長城L-HV 68 低溫液壓油的性能穩(wěn)定，不溶物的生成量處于合理區(qū)間。

液壓油色度的增加及其他

色度的增加是液壓油性能變化最直觀的指標(biāo)之一。隨著液壓油的不斷老化，色度不斷升高，通常色度增加超過2個色號，即需更換液壓油。試驗過程中，液壓油色度增加隨車輛運行時間的變化見圖4。

由圖4可以看出，3臺車中的液壓油隨著工作時間的增加色度也不斷加深，但色度增加均未超過2個色號，滿足NB/SH/T 0599—2013的限值要求。1號車色度增加比2號、3號車的快，調(diào)查原因后發(fā)現(xiàn)，1號車已有工時是2號、3號車的2倍以上， 液壓系統(tǒng)在試驗前出現(xiàn)過異常振動和噪音，維修后得到緩解，但未杜絕，因此液壓油的老化程度要深一些。

圖3 液壓油正戊烷不溶物隨車輛運行時間的變化

圖4 液壓油色度增加隨車輛運行時間的變化

液壓系統(tǒng)的金屬元件是由鐵、銅等材料制成，如果液壓泵、液壓缸、馬達、控制閥等部件發(fā)生異常摩擦磨損，可以通過檢測液壓油中的鐵、銅等元素的含量進行判斷。此次試驗樣品中均未檢測出鐵、銅等元素，表明長城L-HV68低溫液壓油提供了良好的潤滑油保護，液壓系統(tǒng)2 500 h內(nèi)未出現(xiàn)異常摩擦磨損。

廢油減排分析

通過上述分析，長城L-HV68低溫液壓油能夠為鉸接式卡車提供至少2 500 h的良好潤滑保護，保證設(shè)備安全、穩(wěn)定、長期運行。與之前的鉸接式卡車2 000 h的換油保養(yǎng)周期相比，換油周期延長25%。在10 000工時中，選用長城L-HV68低溫液壓油換油4次，比原用油品換油減少1次，達到減排20%的良好效果。

維護保養(yǎng)的次數(shù)減少，也減少了設(shè)備停工的時間，提高了設(shè)備的利用率。

結(jié)束語

長城L-HV68低溫液壓油不僅能夠提供良好的高溫潤滑保護，而且具有良好的抗氧化性能，在保證設(shè)備穩(wěn)定、長久運行的同時又能延長換油期。通過2 500 h實車測試后對液壓油色度增加、運動黏度變化、酸值增加、戊烷不溶物含量、金屬元素含量等多方面的分析表明，長城L-68低溫液壓油能夠滿足鉸接式卡車的使用要求，能夠為液壓系統(tǒng)提供良好的潤滑保護，保證設(shè)備的安全、穩(wěn)定、長久運行，并達到減少20%廢油排放的效果。