液壓油的新技術發展與需求展望

劉卜瑜

摘要：本文結合近年來液壓技術和液壓零部件的發展以及工程機械、車輛、設備等在新工況、新要求下對液壓油提出的新的技術需求，分別從低油泥長壽命、超高粘度指數和超低溫、高清潔度、環保健康等角度概述了液壓油的新技術發展與需求，為未來幾年液壓油產品的發展及規劃提供參考。

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.

關鍵詞：液壓油;零部件;車輛;工程機械

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

0 ?引言

液壓傳動作為現代傳動與控制的關鍵技術已被廣泛應用于工程機械、工程車輛、礦業、機床、航空航天等眾多領域，液壓油作為液壓系統的傳動介質，對于液壓系統的可靠運行起著至關重要的作用，液壓油的技術發展在很大程度上影響著液壓技術的發展，液壓技術的發展離不開液壓油技術發展的支撐。近年來，液壓技術的發展、液壓零部件的技術升級、設備工況（如工程機械）的日益苛刻、環保要求不斷升級、食品安全日益突出，在滿足相關現行的液壓油國家、國際標準的基礎上，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和新需求的發展指出了方向。

1 ?液壓油新技術和需求概述

隨著液壓技術的發展及在各行業的廣泛應用，液壓油選油用油的重要性也在不斷提現，用戶在液壓油時從質量等級、品種、環保、具體性能等角度不斷提出更加明確需求，不斷促進了液壓油新技術的發展。

1.1 低油泥長壽命液壓油技術

多年來，隨著液壓系統結構的小型化，壓力、功率、負荷不斷增高，使得液壓系統的傳動介質——液壓油在液壓系統中工作時的循環頻率越來越高，液壓油在液壓油箱中的停留時間變得越來越短，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營維護成本的需求，進一步推動了低油泥長壽命液壓油的發展，他們希望液壓油具有更長的換油周期。在工程機械行業，世界范圍內已有不同品牌的較長換油周期的液壓油產品推向市場[1];在國內，通過技術升級，中國石化在低油泥長壽命液壓油的研制和開發領域取得了一次又一次的突破，產品已推向市場并獲得了良好的應用。

1.2 超高粘度指數的超低溫液壓油技術

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

1.3 高清潔度液壓油技術

液壓系統的零部件如閥件、液壓泵、液壓馬達等對應用于其中的液壓油均會提出相應的清潔度等級要求，以保證液壓元件的可靠穩定運轉。隨著液壓技術和液壓設備的不斷發展，電液技術得到廣泛應用，電液伺服閥是電液控制系統的核心和關鍵，它既是電液轉換元件，又是功率放大元件，它能夠把微小的電氣信號轉換成大功率的液壓能（流量和壓力）進行輸出，電液伺服閥性能的優劣對整個電液系統的影響巨大。電液伺服閥工作間隙通常為幾微米，應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，進而造成液壓系統反應遲緩，甚至停工，從而影響整個設備的可靠性和穩定性。因此，液壓油的清潔度對于液壓元件和液壓系統的工作可靠度和使用壽命來說具有非常大的影響，據相關統計數據顯示，大約50%的液壓挖掘機常見故障發生在液壓系統，而挖掘機液壓系統故障的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代液壓系統中的需求量越來越多，國內大型潤滑油產銷集團均具有生產高清潔度等級液壓油產品的能力，新出廠的高清潔度液壓油產品的清潔度等級通?？梢赃_到NAS7級，根據用戶的具體需求還可以生產更高清潔度等級的液壓油產品。

1.4 超高壓液壓系統用液壓油技術

在過去幾十年中，隨著液壓技術和設備制造技術的發展，液壓設備工作效率不斷提升，液壓設備中液壓系統的工作壓力也不斷獲得提高以滿足現代液壓設備的高性能需求。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，就應用于其液壓元件中的液壓油的性能也不斷提出新的要求，并制定了相應的油品規格。其中，Bosch Rexroth，作為全球領先的液壓設備制造商，在2013年宣布其當時執行的RDE 90220液壓油規格已不能為當今及未來移動式和固定式液壓設備提供足夠的保護，后續，Bosch Rexroth推出了其最新的液壓油規格RDE 90235，該規格要求應用于其液壓元件中的液壓油必須通過壓力高達50MPa的Bosch Rexroth液壓泵臺架測試。該規范已超越現行Parker-Denison HF-0規格對液壓油的要求，是目前液壓油性能的最高要求，這也是液壓油品規格近數十年來最重要的變化。國內具有較強技術研發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攻關和配方升級，在超高壓液壓系統用液壓油領域實現了技術突破，已經開發出能夠滿足Bosch Rexroth 50Mpa液壓泵使用要求的液壓油產品，并獲得了Bosch Rexroth的認證。

1.5 環境可接受型液壓油技術

環境可接受型液壓油是指能夠滿足相應液壓系統使用性能要求，同時其自身及其消耗產物又具有可生物降解性、無毒性和生態毒性、可再生性的液壓油。目前，在全球使用的潤滑產品中，大部分是用礦物型基礎油調配而成的傳統潤滑劑，這類潤滑產品不容易被生物降解。除了一部分是由設備運轉正常消耗掉或部分回收再利用以外，在設備裝拆、潤滑油品灌注、設備運轉過程中，仍有約4～10%的潤滑產品由于各種原因流失在環境中，傳統潤滑產品一旦進入到土壤或含水層等自然環境中，將會對環境造成污染甚至破壞自然環境。在眾多消費的潤滑產品中，液壓油所占市場份額較大，同時液壓油相對容易造成溢出或泄漏，隨著人類環境保護意識的不斷增強，環境可接受型液壓油的開發受到極大的關注。在歐洲和北美，20世紀70年代就開始有力地推進環境可接受型液壓油研究和應用，后續又制定了相應的環保法規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、植物基礎油、部分具有可生物降解能力的合成型基礎油為原料研制成功了環境可接受型液壓油產品[3]。

1.6 食品級液壓油技術

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

2 ?總結與展望

縱觀液壓油技術的發展歷程，整體來看，一方面，液壓油的發展緊隨液壓元件、液壓設備的技術發展而發展，液壓元件的技術革新以及液壓設備工況苛刻度的不斷升級推動了液壓油技術的不斷發展;另一方面，人們環境保護意識的不斷增強以及人們對健康的關注度提高，推進了環境可接受型液壓油和食品級液壓油的技術發展和產品革新。具體來看，長壽命液壓油以及能夠滿足更高壓力液壓系統使用的高性能液壓油將會得到進一步的發展;能夠滿足特殊工況需求以及綜合性能更加優異的液壓油，例如超低溫、超高粘度指數的液壓油也會獲得更加具體和廣泛的應用;環境可接受型液壓油和食品級液壓油等與環境保護和人類健康密切相關的產品將會持續發展和被人們關注。

參考文獻：

[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用[J]. 機床與液壓，2017，45（2）：81-83.

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

[3]杜雪嶺，陳惠卿，賈睿，水琳.可生物降解液壓油標準、評價方法及產品現狀[J].石油商技，2013（2）：15-19.

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