液壓油的新技術(shù)發(fā)展與需求展望

劉卜瑜

摘要：本文結(jié)合近年來液壓技術(shù)和液壓零部件的發(fā)展以及工程機(jī)械、車輛、設(shè)備等在新工況、新要求下對液壓油提出的新的技術(shù)需求，分別從低油泥長壽命、超高粘度指數(shù)和超低溫、高清潔度、環(huán)保健康等角度概述了液壓油的新技術(shù)發(fā)展與需求，為未來幾年液壓油產(chǎn)品的發(fā)展及規(guī)劃提供參考。

Abstract： This article combines the development of hydraulic technology and hydraulic components in recent years and the new technical requirements for hydraulic oil under new operating conditions and requirements of construction machineries， vehicles， equipment， etc.， and on this basis summarizes the new technology development and demand of hydraulic oil from multiple angles， such as low oil sludge long life， ultra-high viscosity index and ultra-low temperature， high cleanliness， environmental protection and health， etc.， providing a reference for the development and planning of hydraulic oil products in the next few years.

關(guān)鍵詞：液壓油;零部件;車輛;工程機(jī)械

Key words： hydraulic oil;components;vehicles;construction machineries

0 ?引言

液壓傳動作為現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、工程車輛、礦業(yè)、機(jī)床、航空航天等眾多領(lǐng)域，液壓油作為液壓系統(tǒng)的傳動介質(zhì)，對于液壓系統(tǒng)的可靠運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，液壓油的技術(shù)發(fā)展在很大程度上影響著液壓技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)的發(fā)展離不開液壓油技術(shù)發(fā)展的支撐。近年來，液壓技術(shù)的發(fā)展、液壓零部件的技術(shù)升級、設(shè)備工況（如工程機(jī)械）的日益苛刻、環(huán)保要求不斷升級、食品安全日益突出，在滿足相關(guān)現(xiàn)行的液壓油國家、國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，市場及用戶對液壓油提出了更高、更具體的要求，為未來幾年液壓油新技術(shù)和新需求的發(fā)展指出了方向。

1 ?液壓油新技術(shù)和需求概述

隨著液壓技術(shù)的發(fā)展及在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，液壓油選油用油的重要性也在不斷提現(xiàn)，用戶在液壓油時(shí)從質(zhì)量等級、品種、環(huán)保、具體性能等角度不斷提出更加明確需求，不斷促進(jìn)了液壓油新技術(shù)的發(fā)展。

1.1 低油泥長壽命液壓油技術(shù)

多年來，隨著液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的小型化，壓力、功率、負(fù)荷不斷增高，使得液壓系統(tǒng)的傳動介質(zhì)——液壓油在液壓系統(tǒng)中工作時(shí)的循環(huán)頻率越來越高，液壓油在液壓油箱中的停留時(shí)間變得越來越短，液壓油的工作溫度增高趨勢越來越明顯，這對液壓油高溫抗氧化性能、高溫清凈性能及壽命提出了更高的要求。從用戶的角度，近年來越來越多的客戶出于對較高能源效率以及較低運(yùn)營維護(hù)成本的需求，進(jìn)一步推動了低油泥長壽命液壓油的發(fā)展，他們希望液壓油具有更長的換油周期。在工程機(jī)械行業(yè)，世界范圍內(nèi)已有不同品牌的較長換油周期的液壓油產(chǎn)品推向市場[1];在國內(nèi)，通過技術(shù)升級，中國石化在低油泥長壽命液壓油的研制和開發(fā)領(lǐng)域取得了一次又一次的突破，產(chǎn)品已推向市場并獲得了良好的應(yīng)用。

1.2 超高粘度指數(shù)的超低溫液壓油技術(shù)

部分液壓設(shè)備，尤其是移動能力和機(jī)動性較強(qiáng)的工程機(jī)械，通常需要一年四季連續(xù)工作，并且工作地域非常廣，部分設(shè)備甚至需要在北極圈內(nèi)連續(xù)工作，這就需要應(yīng)用于上述設(shè)備中的液壓油具有極好的低溫性能以保證這些設(shè)備在極寒地區(qū)的啟動性，以及良好的粘溫性能以保證設(shè)備在正常工作過程中油溫較高時(shí)的粘度保持能力和油膜保持能力。因此，超高粘度指數(shù)的超低溫液壓油應(yīng)運(yùn)而生。我國目前已經(jīng)成為工程機(jī)械的制造大國，并且部分國內(nèi)大型潤滑油品產(chǎn)銷集團(tuán)也具備相對比較成熟的超高粘度指數(shù)的超低溫液壓油制造生產(chǎn)能力，裝填有國產(chǎn)超高粘度指數(shù)的超低溫液壓油的工程機(jī)械設(shè)備已經(jīng)工作在極寒甚至北極圈地區(qū)。

1.3 高清潔度液壓油技術(shù)

液壓系統(tǒng)的零部件如閥件、液壓泵、液壓馬達(dá)等對應(yīng)用于其中的液壓油均會提出相應(yīng)的清潔度等級要求，以保證液壓元件的可靠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著液壓技術(shù)和液壓設(shè)備的不斷發(fā)展，電液技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，電液伺服閥是電液控制系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵，它既是電液轉(zhuǎn)換元件，又是功率放大元件，它能夠把微小的電氣信號轉(zhuǎn)換成大功率的液壓能（流量和壓力）進(jìn)行輸出，電液伺服閥性能的優(yōu)劣對整個電液系統(tǒng)的影響巨大。電液伺服閥工作間隙通常為幾微米，應(yīng)用于伺服閥中的液壓油如果沒有較高的清潔度等級，液壓油中的顆粒物就會造成卡閥，進(jìn)而造成液壓系統(tǒng)反應(yīng)遲緩，甚至停工，從而影響整個設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。因此，液壓油的清潔度對于液壓元件和液壓系統(tǒng)的工作可靠度和使用壽命來說具有非常大的影響，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，大約50%的液壓挖掘機(jī)常見故障發(fā)生在液壓系統(tǒng)，而挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)故障的75%是由于液壓油清潔度問題造成的[2]。因此，高清潔度液壓油在現(xiàn)代液壓系統(tǒng)中的需求量越來越多，國內(nèi)大型潤滑油產(chǎn)銷集團(tuán)均具有生產(chǎn)高清潔度等級液壓油產(chǎn)品的能力，新出廠的高清潔度液壓油產(chǎn)品的清潔度等級通?？梢赃_(dá)到NAS7級，根據(jù)用戶的具體需求還可以生產(chǎn)更高清潔度等級的液壓油產(chǎn)品。

1.4 超高壓液壓系統(tǒng)用液壓油技術(shù)

在過去幾十年中，隨著液壓技術(shù)和設(shè)備制造技術(shù)的發(fā)展，液壓設(shè)備工作效率不斷提升，液壓設(shè)備中液壓系統(tǒng)的工作壓力也不斷獲得提高以滿足現(xiàn)代液壓設(shè)備的高性能需求。國際著名的液壓元件制造商如Bosch Rexroth、EATON、Parker-Denison等，在不斷提升其液壓元件性能的同時(shí)，就應(yīng)用于其液壓元件中的液壓油的性能也不斷提出新的要求，并制定了相應(yīng)的油品規(guī)格。其中，Bosch Rexroth，作為全球領(lǐng)先的液壓設(shè)備制造商，在2013年宣布其當(dāng)時(shí)執(zhí)行的RDE 90220液壓油規(guī)格已不能為當(dāng)今及未來移動式和固定式液壓設(shè)備提供足夠的保護(hù)，后續(xù)，Bosch Rexroth推出了其最新的液壓油規(guī)格RDE 90235，該規(guī)格要求應(yīng)用于其液壓元件中的液壓油必須通過壓力高達(dá)50MPa的Bosch Rexroth液壓泵臺架測試。該規(guī)范已超越現(xiàn)行Parker-Denison HF-0規(guī)格對液壓油的要求，是目前液壓油性能的最高要求，這也是液壓油品規(guī)格近數(shù)十年來最重要的變化。國內(nèi)具有較強(qiáng)技術(shù)研發(fā)能力的潤滑油品制造公司，如，中國石化潤滑油有限公司通過技術(shù)攻關(guān)和配方升級，在超高壓液壓系統(tǒng)用液壓油領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)突破，已經(jīng)開發(fā)出能夠滿足Bosch Rexroth 50Mpa液壓泵使用要求的液壓油產(chǎn)品，并獲得了Bosch Rexroth的認(rèn)證。

1.5 環(huán)境可接受型液壓油技術(shù)

環(huán)境可接受型液壓油是指能夠滿足相應(yīng)液壓系統(tǒng)使用性能要求，同時(shí)其自身及其消耗產(chǎn)物又具有可生物降解性、無毒性和生態(tài)毒性、可再生性的液壓油。目前，在全球使用的潤滑產(chǎn)品中，大部分是用礦物型基礎(chǔ)油調(diào)配而成的傳統(tǒng)潤滑劑，這類潤滑產(chǎn)品不容易被生物降解。除了一部分是由設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常消耗掉或部分回收再利用以外，在設(shè)備裝拆、潤滑油品灌注、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，仍有約4～10%的潤滑產(chǎn)品由于各種原因流失在環(huán)境中，傳統(tǒng)潤滑產(chǎn)品一旦進(jìn)入到土壤或含水層等自然環(huán)境中，將會對環(huán)境造成污染甚至破壞自然環(huán)境。在眾多消費(fèi)的潤滑產(chǎn)品中，液壓油所占市場份額較大，同時(shí)液壓油相對容易造成溢出或泄漏，隨著人類環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng)，環(huán)境可接受型液壓油的開發(fā)受到極大的關(guān)注。在歐洲和北美，20世紀(jì)70年代就開始有力地推進(jìn)環(huán)境可接受型液壓油研究和應(yīng)用，后續(xù)又制定了相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)來限制部分礦物油型液壓油的使用。在我國，近年來也相繼以動、植物基礎(chǔ)油、部分具有可生物降解能力的合成型基礎(chǔ)油為原料研制成功了環(huán)境可接受型液壓油產(chǎn)品[3]。

1.6 食品級液壓油技術(shù)

隨著人們對食品安全的重視和食品工業(yè)的發(fā)展，食品級潤滑劑的使用已經(jīng)成為一種趨勢。目前，美國國家衛(wèi)生基金會（National Sanitation Foundation，簡稱NSF）規(guī)定的H1類——偶爾與食品接觸的潤滑劑，是國際上公認(rèn)的食品級潤滑劑分類。食品級液壓油廣泛應(yīng)用于包括飲料、乳制品、肉制品，以及醫(yī)藥、茶葉等諸多細(xì)分行業(yè)和領(lǐng)域。在歐美等地區(qū)和國家，對食品安全的法規(guī)和管理方面要求十分嚴(yán)格，食品級液壓油的研制和使用已經(jīng)有近二三十年的經(jīng)驗(yàn)。在我國，到目前為止，一些領(lǐng)軍型潤滑油品研發(fā)制造企業(yè)，如中國石化潤滑油有限公司已經(jīng)完成食品級系列產(chǎn)品開發(fā)并獲得NSF H1注冊。這些產(chǎn)品涵蓋食品級液壓油、食品級工業(yè)齒輪油、食品級壓縮機(jī)油、食品級白油、食品級潤滑脂、食品級氟醚油等不同品種產(chǎn)品，基本能夠滿足各類食品包括飲料、乳制品、肉制品加工以及醫(yī)藥等領(lǐng)域的需求[4]。

2 ?總結(jié)與展望

縱觀液壓油技術(shù)的發(fā)展歷程，整體來看，一方面，液壓油的發(fā)展緊隨液壓元件、液壓設(shè)備的技術(shù)發(fā)展而發(fā)展，液壓元件的技術(shù)革新以及液壓設(shè)備工況苛刻度的不斷升級推動了液壓油技術(shù)的不斷發(fā)展;另一方面，人們環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng)以及人們對健康的關(guān)注度提高，推進(jìn)了環(huán)境可接受型液壓油和食品級液壓油的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品革新。具體來看，長壽命液壓油以及能夠滿足更高壓力液壓系統(tǒng)使用的高性能液壓油將會得到進(jìn)一步的發(fā)展;能夠滿足特殊工況需求以及綜合性能更加優(yōu)異的液壓油，例如超低溫、超高粘度指數(shù)的液壓油也會獲得更加具體和廣泛的應(yīng)用;環(huán)境可接受型液壓油和食品級液壓油等與環(huán)境保護(hù)和人類健康密切相關(guān)的產(chǎn)品將會持續(xù)發(fā)展和被人們關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[1]王月行，閆龍龍，鄭東東.A2F10柱塞泵臺架評定液壓油氧化壽命的應(yīng)用[J]. 機(jī)床與液壓，2017，45（2）：81-83.

[2]李立民，鄧冰松，林通.液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)清潔度的控制[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2004（12）：51-52.

[3]杜雪嶺，陳惠卿，賈睿，水琳.可生物降解液壓油標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)方法及產(chǎn)品現(xiàn)狀[J].石油商技，2013（2）：15-19.

[4]陳惠卿.食品級潤滑劑及其應(yīng)用推動力[J].合成潤滑材料，2016，43（4）：37-42.