Характеристики рабочих жидкостей

Вязкость воды по нормальным стандартам гидромашиностроения очень низка, что создает проблему смазки подшипников и обеспечения несущей способности. В то же время полезным свойством воды могла бы явиться ее низкая сжимаемость. Плохие рабочие характеристики воды делают ее непригодной для применения в гидравлических системах управления.

Первые попытки получить рабочую жидкость с более низкой температурой замерзания и повышенной вязкостью привели к использованию глицерина. Одним из примеров является применение глицерина в амортизаторах отдачи артиллерийских орудий во время первой мировой войны. Смеси глицерина с водой по вязкости, плотности и температуре замерзания действительно очень близки к существующим рабочим жидкостям. Раствор вода – глицерин, содержащий 75 вес. % глицерина (уд. вес 1,196), имеет вязкость 30 ест при 20° С и температуру замерзания -29° С. Смесь, содержащая 67 вес. % глицерина (уд. вес 1,175), замерзает при температуре ниже -40° С и имеет вязкость 15 ест при 20° С. Некоторые свойства смесей глицерин – вода нежелательны: они гигроскопичны, так что их. концентрация может измениться при длительном хранении; как хорошие электролиты они являются идеальными катализаторами коррозии; смеси обладают очень плохой смазывающей и смачивающей способностью по отношению к металлическим поверхностям. Все эти недостатки отсутствуют в минеральных маслах и рабочих жидкостях на кремнийорганической основе, разработанных в последние годы.

Углеводороды являются в настоящее время самыми распространенными рабочими жидкостями. Хотя основой таких жидкостей является в тот же материал, который используется и в смазочных маслах, современные рабочие жидкости гидросистем содержат присадки, которые придают им специальные свойства, отсутствующие у смазочных масел. Вязкостные присадки применяются для получения минимального изменения вязкости при различных температурах, сохраняя постоянными другие характеристики, такие, как сопротивление окислению при высоких температурах, вспениваемость, смазывающая способность и температура застывания.

Типы рабочих жидкостей

Эти углеводородные жидкости обладают хорошими смазочными свойствами, необходимыми для надежной работы гидравлических насосов всех типов, гидродвигателей, исполнительных механизмов. Жидкости этого типа позволяют значительно расширить диапазон рабочих температур.

Рабочие жидкости, отвечающие военным техническим условиям MIL-H-5606, применяются при температурах от -54 до +135° С. Этот диапазон можно расширить до -62° С за счет уменьшения вязкости и повышения давления паров при высокой температуре.

Основной температурный диапазон применения углеводородов в гидравлических системах составляет -200°С. Верхнее и нижнее значения этого диапазона можно компромиссно изменять за счет друг друга в зависимости от требований, определяемых конкретными условиями применения. Если основное значение имеет функционирование гидросистемы при низкой температуре, то вязкость при самой низкой температуре не должна превышать 5000 ест. Тогда верхний предел температуры жидкости будет определяться минимальной вязкостью (порядка 2-3 ест) или максимальным давлением паров, допустимыми в насосах, подшипниках или уплотнениях.

Температура воспламенения многих рабочих жидкостей или их легких фракций лежит в температурном диапазоне 120-180° С. В баках гидросистем пары масла и кислород воздуха могут образовывать опасные смеси при температурах, которые значительно ниже предела взрывоопасное самой рабочей жидкости. При работе с углеводородными жидкостями необходимо в соответствии с принятыми мерами безопасности устранять контакт с воздухом в случаях, когда температура превышает 70° С. При эксплуатации систем в условиях повышенных температур для создания избыточного давления в гидробаках рекомендуется использовать инертный газ, например, азот, аргон или гелий. Другой мерой, обеспечивающей полное отделение жидкости от воздуха, служит применение закрытой системы с поршневым или диафрагменным гидробаком. Дополнительным преимуществом такой системы является полное исключение попадания газов вместе с жидкостью из гидробака в другие участки системы.