液压系统用油现状及发展趋势

液压系统是以油液作为工作介质，利用油液传递压力，并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整套装置。液压系统主要由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。

    动力元件指液压系统中的油泵，可以将原动机的机械能转换成液体的压力能，向整个液压系统提供动力。执行元件，如液压缸和液压马达的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件，即各种液压阀，在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位计、油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，目前常用的有矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

    液压系统通常具有体积小、重量轻等特点，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；能够在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速；换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；操纵控制简便，自动化程度高；容易实现过载保护。

    但是液压系统工作过程中，也有以下方面的问题：使用液压传动对维护的要求高，工作介质要始终保持清洁；对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；矿物油类工作介质，存在火灾隐患。

    液压油是起到传递能量、散热、润滑和抑制腐蚀的工作介质，是液压系统的“血液”。据统计，液压系统故障约有70%是由于液压油方面的原因引起的，严重影响了正常的生产和工作，造成了极大的经济损失。因此，如何科学有效的选择、使用、维护液压油尤为重要。目前，液压油的种类繁多，根据化学组成，主要分为矿物油型、乳化液型和合成型液压油。

    矿物油型液压油是指以通过物理蒸馏方法从石油中提炼出的基础油为主要成分的液压油，润滑好，价格低。但是，矿物油型液压油易于燃烧，高温性能差，安全性能低。矿物油在提炼过程中因无法将杂质清除干净，因此该类液压油倾点较高，不适合低温作业使用。矿物油型液压油中成分复杂，高温时粘度下降，润滑变差，易产生油泥。

    乳化液型液压油通常指水包油型或油包水型液压油，由于水分的存在，通常具有较高的闪点、燃点，但是随着使用过程中水分的蒸发，性能和质量会随之发生变化。

    合成型液压油是以化学合成方法精制加工而成的化合物为基础成分并辅以各种功能添加剂调制而成的液压油。合成型液压油具有以下特点：它可以满足矿物油脂或天然油脂所不能满足的使用要求，如低温、高温、高负荷、高转速、强氧化介质以及长寿命等。合成润滑油的应用领域广泛，可以说，凡使用矿物油的部位均可以使用合成油代替。此外，由于合成油具有许多矿物油所不及的特殊性能，因此有些部位只能使用合成润滑油。

    作为合成型液压油的一种，合成酯型液压油是在20世纪30年代中期发展起来的，它是采用有机合成方法制备的，具有一定化学结构和特殊性能的润滑油。合成酯闪点、燃点高，蒸发损失小，粘度指数高，抗腐蚀性强、润滑性好、与非金属材料适应性优异，有机生物降解率为80% ~ 100%（按照CEC-L-33-AA）方法，毒性极小，替换传统矿物油型润滑油品时不必对系统的材质进行更换，对人体无害，不污染环境，是符合环保要求的绿色润滑油。与矿物润滑油相比，它的使用范围宽，可以适应现代各种机械设备对良好润滑性、长换油期和低能耗等方面日益苛刻的要求，其价格比矿物润滑油高，但性能优良、使用寿命长、机械磨损小。因此，合成酯作为矿用润滑油的基础油具优势。

目前市场上已有部分合成酯型液压油的品牌，但还存在着对润滑性、安定性、橡胶相容性、水解性等等问题需要解决。为适应现代工业发展对工作介质的要求，以及满足高温、高速、高负荷、抗燃、环保等性能要求，研制开发新一代适合国情的合成酯型液压油品显得尤其重要。在合成酯型液压油的研究过程中，如何进一步提高其闪点、燃点及高温抗燃性能是研究者共同关注的一个话题。此外，随着润滑油的广泛使用，人们会越来越关注它对环境产生的影响，研究环境友好型合成酯型液压油将成为一个重要的发展趋势。