液壓系統用油現狀及發展趨勢

液壓系統是以油液作為工作介質，利用油液傳遞壓力，并通過控制閥門等附件操縱液壓執行機構工作的整套裝置。液壓系統主要由五個部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。

    動力元件指液壓系統中的油泵，可以將原動機的機械能轉換成液體的壓力能，向整個液壓系統提供動力。執行元件，如液壓缸和液壓馬達的作用是將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動或回轉運動。控制元件，即各種液壓閥，在液壓系統中控制和調節液體的壓力、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、油溫計等。液壓油是液壓系統中傳遞能量的工作介質，目前常用的有礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。

    液壓系統通常具有體積小、重量輕等特點，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發生大的沖擊；能夠在給定范圍內平穩的自動調節牽引速度，并可實現無極調速；換向容易，在不改變電機旋轉方向的情況下，可以較方便地實現工作機構旋轉和直線往復運動的轉換；液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制；由于采用油液為工作介質，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；操縱控制簡便，自動化程度高；容易實現過載保護。

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

    液壓油是起到傳遞能量、散熱、潤滑和抑制腐蝕的工作介質，是液壓系統的“血液”。據統計，液壓系統故障約有70%是由于液壓油方面的原因引起的，嚴重影響了正常的生產和工作，造成了極大的經濟損失。因此，如何科學有效的選擇、使用、維護液壓油尤為重要。目前，液壓油的種類繁多，根據化學組成，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油為主要成分的液壓油，潤滑好，價格低。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清除干凈，因此該類液壓油傾點較高，不適合低溫作業使用。礦物油型液壓油中成分復雜，高溫時粘度下降，潤滑變差，易產生油泥。

    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、燃點，但是隨著使用過程中水分的蒸發，性能和質量會隨之發生變化。

    合成型液壓油是以化學合成方法精制加工而成的化合物為基礎成分并輔以各種功能添加劑調制而成的液壓油。合成型液壓油具有以下特點：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、高負荷、高轉速、強氧化介質以及長壽命等。合成潤滑油的應用領域廣泛，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30年代中期發展起來的，它是采用有機合成方法制備的，具有一定化學結構和特殊性能的潤滑油。合成酯閃點、燃點高，蒸發損失小，粘度指數高，抗腐蝕性強、潤滑性好、與非金屬材料適應性優異，有機生物降解率為80% ~ 100%（按照CEC-L-33-AA）方法，毒性極小，替換傳統礦物油型潤滑油品時不必對系統的材質進行更換，對人體無害，不污染環境，是符合環保要求的綠色潤滑油。與礦物潤滑油相比，它的使用范圍寬，可以適應現代各種機械設備對良好潤滑性、長換油期和低能耗等方面日益苛刻的要求，其價格比礦物潤滑油高，但性能優良、使用壽命長、機械磨損小。因此，合成酯作為礦用潤滑油的基礎油具優勢。

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。為適應現代工業發展對工作介質的要求，以及滿足高溫、高速、高負荷、抗燃、環保等性能要求，研制開發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，如何進一步提高其閃點、燃點及高溫抗燃性能是研究者共同關注的一個話題。此外，隨著潤滑油的廣泛使用，人們會越來越關注它對環境產生的影響，研究環境友好型合成酯型液壓油將成為一個重要的發展趨勢。