一种选用液压油黏度等级的新方法

　　1 背景

　　液压系统使用的液压油必须具有适当的黏度。液压油黏度过大,则液压泵吸油阻力增加,容易产生空穴作用,泵的功率损失也增大,液压油流动中的压力损失增大,功率损失增加,总效率降低,油温升高;液压油黏度过小,则液压系统磨损增加,泄漏增加,功率损失增加,总效率降低,并使液压系统温度上升。因此正确选用具有合适黏度的液压油是保证液压系统正常工作、延长设备使用寿命和节约能源的重要措施。

　　目前液压油黏度等级的选取,多是根据经验(最低黏度13厘斯,最大黏度860厘斯,可满足大多数液压泵的工作要求),直接根据操作温度来选取黏度等级。该方法虽简单实用,但对于最低黏度小于13厘斯,最大黏度大于860厘斯的液压泵就不适用了。而且,该方法不一定能选择到最佳的黏度等级。另一种选择方法是在美国材料与试验协会标准ASTM D341液体石油产品黏度)温度表图纸上作出各液压油的黏度)温度线(黏温线),再根据工况来选择黏度等级。该方法比前一个方法准确,但是需在图纸上描点画黏温线。本文则直接根据液压油产品规格标示的40e和100e时的黏度值,利用美国材料与试验协会标准中采用的液压油黏度-温度模型,在matlab中做出log( log(Z)))log(T)关系图,据此选取液压油的黏度等级。该方法能帮助使用者更准确地选择最佳工作黏度的液压油。

　　2 液压油黏度-温度模型

　　液压油的黏度-温度模型是在大量的实验数据的基础上提出来的。目前公认较精确的黏温公式是在1969年Wright提出的线性化公式[1]的基础上发展得来的,但是Wright公式仍较复杂。1974年,Manning在复杂的Wright公式的基础上提出了简化形式[2]:

　　式中:M—运动黏度,mm²/s(又称厘斯)

　　A,B—常数

　　T—绝对温度,K

　　美国材料与试验协会标准ASTM D341液体石油产品黏度)温度换算表即用以上公式计算。基于上述Manning公式,若已知两个黏温点(40^oC,M₄₀)、(100^oC,M₁₀₀)可以代入式(2)求得(40^oC,Z₄₀)、(100^oC,Z₁₀₀),再代入式(1)联立方程,并求解得A、B:

　　从而我们可以由式(4)求得其他温度时的Z值:

　　而现今液压油产品规格标准中,均会给出液压油在40^oC以及100^oC时的黏度值,可以代入式(4)和式(5)求得A、B,进一步可以画出液压油产品的黏温关系图。例如,DTE 20系列液压油的典型性质如下表1,黏温关系见图1。

　　那么,即可在matlab中通过40^oC以及100^oC的黏度值求出A、B值,从而求出其他温度下的黏度值,并且做出黏温曲线和log( log(Z))-log(T)关系图,见图2。