Dầu thủy lực là gì? Nhớt thủy lực hay còn gọi nhớt 10 là môi trường để truyền tải năng lượng trong hệ thống thiết bị thủy lực. Loại nhớt này thông thường được sản xuất dựa trên dầu gốc khoáng hoặc nước. Ví dụ về một số thiết bị có thể sử dụng dầu thủy lực là máy đào và máy xúc, hệ thống phanh thủy lực, hệ thống lái trợ lực, máy ép nhựa, ép kim loại, xe chở rác, hệ thống điều khiển máy bay, thang máy và máy móc công nghiệp.
Hệ thống thủy lực tạo ra rất nhiều nhiệt trong khi vận hành, như máy bơm và động cơ. Không có cách nào để mang nhiệt ra khỏi các bộ phần này, chúng có thể dễ dàng bị quá nhiệt và gây ra thiệt hại cho các bộ phận bên trong, đặc biệt do độ nhớt cục bộ thấp. Khi dầu quay trở lại bể chứa, nó thường đi qua một bộ phận làm mát để giúp duy trì nhiệt độ trong phạm vi tối ưu trước khi nó được bơm trở lại hệ thống.
Chức năng và đặc tính
Chức năng chính của dầu thủy lực là truyền tải năng lượng. Tuy nhiên, trong sử dụng, có các chức năng quan trọng khác như bảo vệ các bộ phận của máy thủy lực. Bảng dưới đây liệt kê các chức năng chính của nhớt thủy lực và các đặc tính của chất lỏng này ảnh hưởng đến khả năng thực hiện chức năng đó:
| Chức năng | Tính chất |
| Truyền tải năng lượng |
|
| Truyền nhiệt |
|
| Khả năng làm kín hệ thống |
|
| Bôi trơn |
|
| Bơm hiệu quả |
|
| Chức năng đặc biệt |
|
| Tác động môi trường |
|
| Chức năng vận hành |
|
Dầu gốc khoáng
Dầu thủy lực được sử dụng thường xuyên nhất là dầu gốc khoáng, sử dụng cùng với các loại phụ gia được thêm vào. Các yêu cầu đối với dầu thủy lực này được quy định trong ISO 6743-4 với các chỉ định HL, HM, HV. Tại Đức, các chỉ định HL, HLP, HVLP là tiêu chuẩn, phù hợp với DIN 51524.
H, HH: Dầu khoáng không có hoạt chất, loại này không còn được sử dụng trong thực tế.
HL: với các thành phần hoạt tính để tăng khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa.
HM: với các thành phần hoạt tính để tăng khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa và giảm mài mòn do ma sát.
HLP: thêm các thành phần hoạt tính để giảm mài mòn và tăng khả năng bảo vệ hiệu quả, chống ma sát tối ưa – Loại này được ứng dụng rộng nhất trong thực tế.
HV, HVLP: giống như HLP, nhưng tăng khả năng chống oxy hóa, cũng như cải thiện mối liên kết giữa độ nhớt và nhiệt độ.
HLPD: giống như HLP, nhưng với các chất phụ gia để cải thiện khả năng tẩy rửa và khả năng phân tán (khả năng chứa nước) và các thành phần hoạt động để tăng khả năng chống ăn mòn (chỉ định của Đức, không đúng tiêu chuẩn).
Dầu thủy lực chống cháy
HFAE: nhũ tương nước.
- Hàm lượng nước trên 80% và được trộn với dầu gốc khoáng hoặc hòa tan chất cô đặc polyglycol với dầu gốc khoáng, có khả năng phân tách và chống cháy, có thể được sử dụng ở nhiệt độ từ + 5 °C và + 55 °C.
HFAS: dầu tổng hợp cô đặc hòa tan trong nước
- Không có nguy cơ tách biệt, vì đây là một giải pháp thực sự, có nghĩa là các thành phần thủy lực dễ bị ăn mòn đáng kể.
HFB: nhũ tương dầu
- Hàm lượng nước trên 40% và được pha với dầu khoáng. Nhũ tương này hiếm khi được sử dụng chống cháy, có thể được sử dụng ở nhiệt độ từ + 5 °C đến + 60 °C.
Ở Đức, dầu HFB không được phép sử dụng do thiếu tính chất chống cháy.
HFC: nước Glycol
- hàm lượng nước lớn hơn 35% trong dung dịch polymer, có khả năng chống cháy, có thể được sử dụng ở nhiệt độ từ -20 °C đến + 60 °C. Có thể sử dụng ở áp suất 250 bar.
HFD: dầu tổng hợp
HFD-R: este phosphoric
HFD-S: anhydrous chlorinated hydrocarbons
HFD-T: hỗn hợp của HFD-R và HFD-S
HFD-U: chất kết hợp khác (bao gồm este axit béo)
Chất lỏng tổng hợp có mật độ cao hơn dầu khoáng hoặc nước (không phải HFD-U), chúng có thể gây ra vấn đề với hiệu suất hút của máy bơm và ảnh hưởng đến rất nhiều vật liệu đệm. Chống cháy, có thể được sử dụng ở nhiệt độ từ -20 °C đến + 150 °C.
Thành phần
Nguồn gốc cơ bản
Dầu thủy lực ban đầu có niên đại từ thời Ai Cập cổ đại, tạo thành từ nước. Bắt đầu từ những năm 1920, dầu gốc khoáng được sử dụng nhiều hơn gốc nước và được xem là loại dầu gốc cơ bản do tính chất bôi trơn đặc hữu của nó và khả năng được sử dụng ở nhiệt độ trên điểm sôi của nước. Ngày nay hầu hết các loại nhớt thủy lực đều dựa trên gốc dầu khoáng.
Các loại dầu tự nhiên như hạt cải dầu (còn được gọi là dầu cải) được sử dụng làm nguồn gốc cho các loại nhót, vì có khả năng phân hủy sinh học và các nguồn tái tạo được coi trọng.
Các thành phần cơ bản khác được sử dụng cho các ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như chống cháy và các ứng dụng chịu nhiệt độ cao. Một số ví dụ bao gồm: glycol, este, este organophosphate, polyalphaolefin, propylene glycol và các loại dầu silicon.
NaK-77, một hợp kim eutectic của natri-kali, có thể được sử dụng như một loại dầu thủy lực trong môi trường nhiệt độ cao và bức xạ cao, trong khoảng nhiệt độ từ 10 đến 1400 ° F (-12 đến 760 ° C). Mô đun chịu tải lớn ở 1000 ° F (538 ° C) là 310.000 psi (2,14 GPa), cao hơn so với dầu thủy lực ở nhiệt độ thông thường. Việc bổ sung cesium thay đổi phạm vi nhiệt độ hữu ích thành -95 đến 1300 ° F (−70 đến 704 ° C). Hợp kim NaK-77 đã được thử nghiệm trong các hệ thống thủy lực và chất lỏng cho tên lửa siêu trầm thấp.
Các thành phần khác
Dầu thủy lực có thể chứa các hợp chất hóa học, bao gồm: dầu, butanol, este (ví dụ như phthalates, như DEHP, và adipates, như bis (2-ethylhexyl) adipate), polyalkylene glycols (PAG), organophosphate (ví dụ: tributylphosphate), silicon, alkylated thơm hydrocacbon, polyalphaolefin (PAO) (ví dụ: polyisobutenes), chất ức chế ăn mòn (bao gồm các chất ăn mòn axit), phụ gia chống mài mòn, …
Dầu thủy lực phân hủy sinh học
Các ứng dụng nhạy cảm với môi trường (ví dụ như máy kéo nông nghiệp và nạo vét biển) có thể sử dụng dầu thủy lực được sản xuất bằng dầu thực vật (ví dụ dầu hạt cải – Canola) giúp xử lý sự cố khi có nguy cơ tràn dầu từ đường ống dẫn dầu bị vỡ. Thông thường, các loại dầu này có sẵn dưới dạng các loại dầu ISO 32, ISO 46 và ISO 68. Tiêu chuẩn ASTM ASTM-D-6006 – Hướng dẫn đánh giá khả năng phân hủy sinh học của nhớt 10 và ASTM-D-6046 – Phân loại tiêu chuẩn dầu thủy lực cho tác động môi trường có liên quan.
HE = Hydraulic Environmental (thủy lực môi trường)
Phân loại:
HETG (gốc triglyceride = dầu thực vật),
HEES ( gốc tổng hợp ester),
HEPG (gốc polyglycol),
HEPR (các loại gốc khác, chủ yếu là Poly-alpha-olefin).
Nước
Nước có thể coi là một loại dầu thủy lực ở một khía cạnh nào đó (tuy nhiên nó không có tính năng chống ăn mòn). Nước tinh khiết không được sử dụng trong thủy lực, nó phải được trộn với dầu để tạo thành một dạng nhũ tương, tương tự như dầu cắt gọt trong các ứng dụng gia công cnc. Công nghệ đầu tiên của thủy lực sử dụng nước làm dầu. Nước có độ nhớt thấp không thay đổi.
Phân loại:
- Nước máy (đã lọc)
- Nước kỹ thuật (nước-dầu nhũ tương)
- Nước biển và muối (được lọc, không phù hợp)
Dầu phanh
Dầu phanh là một loại dầu phụ của nhớt thủy lực có điểm sôi cao, ngay khi mới hấp thụ (được xác định bởi điểm sôi cân bằng) và sau khi hấp thụ hơi nước (được xác định bằng điểm sôi ướt). Dưới sức nóng của phanh, cả hơi nước và hơi nước tự do trong hệ thống phanh đều có thể bị đun sôi thành hơi nén, dẫn đến hỏng hóc. Dung dịch gốc glycol-ête hút ẩm, và độ ẩm hấp thụ sẽ làm giảm đáng kể điểm sôi theo thời gian. Dầu khoáng và chất lỏng gốc silicone không hút ẩm.
Dầu trợ lực lái
Dầu trợ lực lái là một loại nhớt thủy lực phụ. Hầu hết là dầu khoáng hoặc chất lỏng gốc silicone, trong khi một số sử dụng dầu truyền động tự động, được làm từ dầu gốc tổng hợp. Sử dụng không đúng loại dầu này có thể dẫn đến hỏng hóc của bơm trợ lực lái.
An toàn
Bởi vì hệ thống thủy lực công nghiệp hoạt động với hàng trăm đến hàng ngàn PSI và nhiệt độ đạt tới hàng trăm độ C, sẽ gây thương tích nghiêm trọng và có thể tử vong nguyên nhân do hỏng hóc thành phần hê thống máy móc, vì vậy phải luôn thực hiện việc bảo dưỡng trên các hệ thống thủy lực thường xuyên.
Khả năng chống cháy có sẵn trong các loại dầu chuyên dụng. Nước-gycol và polyol-ester là một số chất đặc biệt có chứa các tính chất chịu nhiệt và thủy phân tuyệt vời, giúp chống cháy.
Hệ thống thủy lực của máy bay
Khi hiệu suất máy bay tăng vào giữa thế kỷ 20, bộ phận cần thiết để vận hành cơ học điều khiển chuyến bay trở nên quá mức và các hệ thống thủy lực được sử dụng để giải quyết vấn đề này. Các thiết bị truyền động thủy lực được điều khiển bằng van; những thứ này lần lượt được vận hành trực tiếp bằng đầu vào từ máy bay (cơ khí thủy lực) hoặc bằng máy tính tuân theo luật kiểm soát.
Thủy lực được sử dụng cho các mục đích khác. Nó có thể được lưu trữ trong ắc quy để tự khởi động động cơ chính của máy bay. Nhiều máy bay được trang pháo M61 sử dụng sức mạnh thủy lực để điều khiển hệ thống súng, cho phép mức độ bắn cao đáng tin cậy.
Sức mạnh thủy lực đến từ các máy bơm được điều khiển bởi các động cơ trực tiếp, hoặc bằng máy bơm điều khiển bằng điện. Trong máy bay thương mại hiện đại, đây là những máy bơm được điều khiển bằng điện, nếu tất cả các động cơ bị mất điện trong chuyến bay, phi công sẽ triển khai một máy phát điện chạy bằng cánh quạt được gọi là Ram Air Turbine (RAT) được giấu dưới thân máy bay. Điều này cung cấp năng lượng điện cho các máy bơm thủy lực và hệ thống điều khiển vì nguồn điện không còn có sẵn từ động cơ. Trong hệ thống đó và các máy bơm điện khác có thể cung cấp dự phòng và phương tiện vận hành hệ thống thủy lực mà không có động cơ hoạt động, có thể rất hữu ích trong quá trình bảo trì.
Thông số kỹ thuật
Dầu gốc khoáng:
- Mil-PRF-5606 (ban đầu là Mil-H-5606): Chất khoáng, dễ cháy, điểm chớp cháy khá thấp, có thể sử dụng từ -65 °F (−54 °C) đến 275 °F (135 °C), màu đỏ, được phát triển vào những năm 1940.
- MIL-PRF-6083: Có thể sử dụng từ -54 °C đến 135 °C, bảo vệ chống ăn mòn và xác định rằng chất lỏng thủy lực MIL-PRF-46170 (FRH) không thể sử dụng được. và các hệ thống thủy lực dùng để quay vũ khí hoặc nhắm vào các thiết bị chiến thuật và hỗ trợ các thiết bị vật liệu, ngoại trừ các loại xe / thiết bị chiến đấu có cần FRH. ) hoặc MIL-PRF-87257 được sử dụng như một chất lỏng hoạt động.
Dầu gốc tổng hợp hydrocacbon: Các loại nhớt tổng hợp này tương thích với nhớt thủy lực gốc khoáng và được phát triển để giải quyết việc điểm chớp cháy thấp của dầu thủy lực từ dầu khoáng.
- Mil-H-83282: gốc hydrocacbon, điểm chớp cháy cao hơn, tương thích với -5606, màu đỏ, được đánh giá nhiệt lên đến −40 °F (−40 °C).
- Mil-H-87257: Sự phát triển của dầu -83282 để cải thiện độ nhớt ở nhiệt độ thấp.
Tham khảo thêm
Dầu thủy lực 32, 46, 68 là gì? Tìm hiểu cấp độ nhớt theo chuẩn ISO VG
Nhớt thủy lực Gazprom HLP 32, 46, 68, 100
