液压油的新技术发展与需求展望

刘卜瑜

摘要：本文结合近年来液压技术和液压零部件的发展以及工程机械、车辆、设备等在新工况、新要求下对液压油提出的新的技术需求，分别从低油泥长寿命、超高粘度指数和超低温、高清洁度、环保健康等角度概述了液压油的新技术发展与需求，为未来几年液压油产品的发展及规划提供参考。

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.

關键词：液压油;零部件;车辆;工程机械

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

0  引言

液压传动作为现代传动与控制的关键技术已被广泛应用于工程机械、工程车辆、矿业、机床、航空航天等众多领域，液压油作为液压系统的传动介质，对于液压系统的可靠运行起着至关重要的作用，液压油的技术发展在很大程度上影响着液压技术的发展，液压技术的发展离不开液压油技术发展的支撑。近年来，液压技术的发展、液压零部件的技术升级、设备工况（如工程机械）的日益苛刻、环保要求不断升级、食品安全日益突出，在满足相关现行的液压油国家、国际标准的基础上，市场及用户对液压油提出了更高、更具体的要求，为未来几年液压油新技术和新需求的发展指出了方向。

1  液压油新技术和需求概述

随着液压技术的发展及在各行业的广泛应用，液压油选油用油的重要性也在不断提现，用户在液压油时从质量等级、品种、环保、具体性能等角度不断提出更加明确需求，不断促进了液压油新技术的发展。

1.1 低油泥长寿命液压油技术

多年来，随着液压系统结构的小型化，压力、功率、负荷不断增高，使得液压系统的传动介质——液压油在液压系统中工作时的循环频率越来越高，液压油在液压油箱中的停留时间变得越来越短，液压油的工作温度增高趋势越来越明显，这对液压油高温抗氧化性能、高温清净性能及寿命提出了更高的要求。从用户的角度，近年来越来越多的客户出于对较高能源效率以及较低运营维护成本的需求，进一步推动了低油泥长寿命液压油的发展，他们希望液压油具有更长的换油周期。在工程机械行业，世界范围内已有不同品牌的较长换油周期的液压油产品推向市场[1];在国内，通过技术升级，中国石化在低油泥长寿命液压油的研制和开发领域取得了一次又一次的突破，产品已推向市场并获得了良好的应用。

1.2 超高粘度指数的超低温液压油技术

部分液压设备，尤其是移动能力和机动性较强的工程机械，通常需要一年四季连续工作，并且工作地域非常广，部分设备甚至需要在北极圈内连续工作，这就需要应用于上述设备中的液压油具有极好的低温性能以保证这些设备在极寒地区的启动性，以及良好的粘温性能以保证设备在正常工作过程中油温较高时的粘度保持能力和油膜保持能力。因此，超高粘度指数的超低温液压油应运而生。我国目前已经成为工程机械的制造大国，并且部分国内大型润滑油品产销集团也具备相对比较成熟的超高粘度指数的超低温液压油制造生产能力，装填有国产超高粘度指数的超低温液压油的工程机械设备已经工作在极寒甚至北极圈地区。

1.3 高清洁度液压油技术

液压系统的零部件如阀件、液压泵、液压马达等对应用于其中的液压油均会提出相应的清洁度等级要求，以保证液压元件的可靠稳定运转。随着液压技术和液压设备的不断发展，电液技术得到广泛应用，电液伺服阀是电液控制系统的核心和关键，它既是电液转换元件，又是功率放大元件，它能够把微小的电气信号转换成大功率的液压能（流量和压力）进行输出，电液伺服阀性能的优劣对整个电液系统的影响巨大。电液伺服阀工作间隙通常为几微米，应用于伺服阀中的液压油如果没有较高的清洁度等级，液压油中的颗粒物就会造成卡阀，进而造成液压系统反应迟缓，甚至停工，从而影响整个设备的可靠性和稳定性。因此，液压油的清洁度对于液压元件和液压系统的工作可靠度和使用寿命来说具有非常大的影响，据相关统计数据显示，大约50%的液压挖掘机常见故障发生在液压系统，而挖掘机液压系统故障的75%是由于液压油清洁度问题造成的[2]。因此，高清洁度液压油在现代液压系统中的需求量越来越多，国内大型润滑油产销集团均具有生产高清洁度等级液压油产品的能力，新出厂的高清洁度液压油产品的清洁度等级通常可以达到NAS7级，根据用户的具体需求还可以生产更高清洁度等级的液压油产品。

1.4 超高压液压系统用液压油技术

在过去几十年中，随着液压技术和设备制造技术的发展，液压设备工作效率不断提升，液压设备中液压系统的工作压力也不断获得提高以满足现代液压设备的高性能需求。国际著名的液压元件制造商如Bosch Rexroth、EATON、Parker-Denison等，在不斷提升其液压元件性能的同时，就应用于其液压元件中的液压油的性能也不断提出新的要求，并制定了相应的油品规格。其中，Bosch Rexroth，作为全球领先的液压设备制造商，在2013年宣布其当时执行的RDE 90220液压油规格已不能为当今及未来移动式和固定式液压设备提供足够的保护，后续，Bosch Rexroth推出了其最新的液压油规格RDE 90235，该规格要求应用于其液压元件中的液压油必须通过压力高达50MPa的Bosch Rexroth液压泵台架测试。该规范已超越现行Parker-Denison HF-0规格对液压油的要求，是目前液压油性能的最高要求，这也是液压油品规格近数十年来最重要的变化。国内具有较强技术研发能力的润滑油品制造公司，如，中国石化润滑油有限公司通过技术攻关和配方升级，在超高压液压系统用液压油领域实现了技术突破，已经开发出能够满足Bosch Rexroth 50Mpa液压泵使用要求的液压油产品，并获得了Bosch Rexroth的认证。

1.5 环境可接受型液压油技术

环境可接受型液压油是指能够满足相应液压系统使用性能要求，同时其自身及其消耗产物又具有可生物降解性、无毒性和生态毒性、可再生性的液压油。目前，在全球使用的润滑产品中，大部分是用矿物型基础油调配而成的传统润滑剂，这类润滑产品不容易被生物降解。除了一部分是由设备运转正常消耗掉或部分回收再利用以外，在设备装拆、润滑油品灌注、设备运转过程中，仍有约4～10%的润滑产品由于各种原因流失在环境中，传统润滑产品一旦进入到土壤或含水层等自然环境中，将会对环境造成污染甚至破坏自然环境。在众多消费的润滑产品中，液压油所占市场份额较大，同时液压油相对容易造成溢出或泄漏，随着人类环境保护意识的不断增强，环境可接受型液压油的开发受到极大的关注。在欧洲和北美，20世纪70年代就开始有力地推进环境可接受型液压油研究和应用，后续又制定了相应的环保法规来限制部分矿物油型液压油的使用。在我国，近年来也相继以动、植物基础油、部分具有可生物降解能力的合成型基础油为原料研制成功了环境可接受型液压油产品[3]。

1.6 食品级液压油技术

随着人们对食品安全的重视和食品工业的发展，食品级润滑剂的使用已经成为一种趋势。目前，美国国家卫生基金会（National Sanitation Foundation，简称NSF）规定的H1类——偶尔与食品接触的润滑剂，是国际上公认的食品级润滑剂分类。食品级液压油广泛应用于包括饮料、乳制品、肉制品，以及医药、茶叶等诸多细分行业和领域。在欧美等地区和国家，对食品安全的法规和管理方面要求十分严格，食品级液压油的研制和使用已经有近二三十年的经验。在我国，到目前为止，一些领军型润滑油品研发制造企业，如中国石化润滑油有限公司已经完成食品级系列产品开发并获得NSF H1注册。这些产品涵盖食品级液压油、食品级工业齿轮油、食品级压缩机油、食品级白油、食品级润滑脂、食品级氟醚油等不同品种产品，基本能够满足各类食品包括饮料、乳制品、肉制品加工以及医药等领域的需求[4]。

2  总结与展望

纵观液压油技术的发展历程，整体来看，一方面，液压油的发展紧随液压元件、液压设备的技术发展而发展，液压元件的技术革新以及液压设备工况苛刻度的不断升级推动了液压油技术的不断发展;另一方面，人们环境保护意识的不断增强以及人们对健康的关注度提高，推进了环境可接受型液压油和食品级液压油的技术发展和产品革新。具体来看，长寿命液压油以及能够满足更高压力液压系统使用的高性能液压油将会得到进一步的发展;能够满足特殊工况需求以及综合性能更加优异的液压油，例如超低温、超高粘度指数的液压油也会获得更加具体和广泛的应用;环境可接受型液压油和食品级液压油等与环境保护和人类健康密切相关的产品将会持续发展和被人们关注。

参考文献：

[1]王月行，闫龙龙，郑东东.A2F10柱塞泵台架评定液压油氧化寿命的应用[J]. 机床与液压，2017，45（2）：81-83.

[2]李立民，邓冰松，林通.液压挖掘机液压系统清洁度的控制[J].筑路机械与施工机械化，2004（12）：51-52.

[3]杜雪岭，陈惠卿，贾睿，水琳.可生物降解液压油标准、评价方法及产品现状[J].石油商技，2013（2）：15-19.

[4]陈惠卿.食品级润滑剂及其应用推动力[J].合成润滑材料，2016，43（4）：37-42.