工程机械用液压油相容性及高温老化性能试验研究.pdf

试验 研 究 Te s t an d Re a s e ar c h 杠 械 第 4 6 卷 l 第 5期 总第 4 9 9期 工程机械用液压油相容性及 高温老化性能试验研究 安 海珍 ， 李华君 ， 王月行 ， 孙园园 徐工集团江苏徐州工程机械研究院 摘要 l 针对工程机械换油过程中不可避免的油品混合使用情况， 对 GR2 1 5型平地机原装油中石化 4 0 1号液压油和 替换油双江石化 4 6号液压油的相容性进行试验研究。模拟平地机所处苛刻工况并开展不同比例混合油的高温老化试 验 ， 定期监测混合油在高温老化试验过程中不同时间的关键性能指标， 并进行对比分析。试验表明， 中石化 4 0 1号液压油和 双江石化 4 6号液压油的相容性良好，且按不同比例混兑所得二者混合油的关键性能指标变化趋势与未混兑液压油基本一 致 ， 认为二者能够混合使用。 关键词 工程机械； 液压油； 相容性 ； 高温老化 液压油是工程机械 的“ 血液” ， 其质量的好坏直接影 响整机的工作效率、 运行可靠性和使用寿命 。 工程机械 液压泵的转速高 ， 液压系统工作压力高， 整机所处工况条 件恶劣， 液压油在使用过程 中会因油品劣化 、 季节变化及 使用成本等原因而换油。 换油时 ， 因液压系统及管路中有 部分油液残留， 将不可避免地出现不同品牌、 型号液压油 混兑使 用的情况 即液压系统 的工作介质变成 了混合 油 。因此 ， 针对工程机械用液压油相容性及高温老化性 能进行研究具有一定现实意义。 近年来 ， 国内外对不同品牌 、 型号液压油能否混用开 展了一系列研究。目前， 国内用于润滑油相容性测试的方 法主要有两个 G I B 5 6 2 --1 9 8 8 航空发动机润滑油相容 性测定法r3 [ D Q／ S H G Q 0 1 ． 4 7 5 2 0 0 2 润滑油相容性测 定法 ； 国外基于 I S O 1 3 3 5 7 1 _引 标 准过滤性试验制定 了 A S T M D 7 7 5 2 --2 0 1 1 规程来评估液压油能否混用。国内 外测试方法的原理是一致的， 且均认为液压油在混合后， 因添加剂之 间的相互作用 ，可能会发生化学反应而产生 沉淀f 7】 。 但国内外相关研究一般只针对两种液压油能否混 用 ， 而对混合油高温老化性能的研究较少。 本文 以 G R 2 1 5 型平地机原装油中石化 4 0 1 号 作者简介 安海珍 1 9 8 3 一 ， 女， 山西运城人， 工程师 ， 硕士， 研究方向 工程机械润滑油研发及应用。 2 0 t 5 5 l 工 和 械I 1 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 试验 - 研究 Te s t and Re a s e ar c h 液压油和替换油双江石化 4 6 号液压油为例进行测 试， 通过制定相应的混兑和高温老化试验方案， 对混兑油 样老化过程中的关键指标变化情况进行跟踪监测 ，评估 两种液压油能否混用。 1 试验部分 1 ． 1 试验材料与仪器设备 试验油样 中石化 4 0 1 号液压油、 双江石化 4 6 号液 压油， 二者基本性能参数见表 1 。 表 1 两种液压油的基本性能数据 性能参数 中石化 4 0 1 号 双江 4 6号 色度 ／ 号 A S T MO ． 5 S a y b o h 0 ． 0 运动黏度 4 0℃ ／ mm 2 ／ s 5 6 ． 2 4 4 5 ． 0 3 运动黏度 1 0 0 o C ／ m mZ ／ s 1 0 ． 1 5 7 ． 7 3 9 黏度指数 1 7 0 1 4 1 酸值 ／ m g K O H ／ g 0 ． 5 3 0 ． 5 0 C a 含量 ／ mg ／ k g 5 4 4 1 z n 含量 ／ mg ／ k g 4 6 0 4 3 6 P含量 ／ m g ／ k g 4 2 2 3 9 7 试验设备 C a n n o n 9 7 2 5 一 m i n i A V X型全 自动运动黏 度 测 定 仪 、 B I N DE R F D1 1 5型老 化 箱 、 L o v i B o n d P F x i - 8 8 0 ／ P型 色度 仪 、 Me t r o h m 9 1 6型 电位 滴定 仪 、 P e r k i n E l m e r OP T I MA 8 0 0 0 D V型 电感耦合等离子体发射光 谱 仪 I C P 。 试验中用到的试剂均为分析纯。 1 ． 2 试验方法 为了方便单一油样与混合油样的对比分析 ，将中石 化4 0 1 号液压油和双江石化 4 6 号液压油按照 1 0 0 油样 a 、 9 1 油样 b 、 5 5 油样 c 、 1 9 油样 d 和 0 1 0 油样 e 的比例 体积比 分别混合。 在混合油样中，加入一定量的铜丝铁丝混合催化剂 线圈， 放入 8 0 q c 平地机液压系统正常工作油温 的老化 ’ 4 I 稚缸 拭l 2 口 幅‘5 箱内进行高温老化试验， 放置 1 6 8 h 7 d 后， 取出油样冷 却至室温， 观察样品外观， 再将上述油样放入 1 2 0 ℃的老 化箱内加速老化 ， 分别在混合油样老化 0 d 、 7 d 、 2 0 d 、 2 5 d 和 3 0 d 后 ， 对其色度 、 运动黏度 、 酸值及主要添加剂元素 含量进行跟踪监测。 2 试验结果与讨论 2 ． 1 液压油相容性分析 按照上述 5 种比例混兑的 中石化 4 0 1 号液压油和 双江石化 4 6 号液压油二者混合油 ， 在常温下均未出现浑 浊、 分层和沉淀 ； 将上述油样在 8 0 ℃的老化箱中放置 1 6 8 h后 ， 5 个油样也均未出现浑浊 、 分层和沉淀 ， 说明中石化 4 0 1 号液压油和双江石化 4 6 号液压油的相容性 良好。 2 I 2 混合液压油高温老化性能分析 液压油的性能参数主要包括运动黏度 、 色度 、 酸值 、 水分及闪点等 ， 本文主要对高温老化后油样的外观、 色 度 、 4 0 ℃时运动黏度 、 酸值以及添加剂元素中钙 C a 、 锌 Z n 、 磷 P 的含量进行跟踪监测。 1 外观 、 色度 按照 5 种比例混兑的油样老化 0 d 、 2 0 d 和 3 0 d的外观如图 1 所示 ， 可以看 出， 高温老化油样 的颜色随着老化时间的逐渐增加而加深。刚混合后的液 压油外观澄清透明 ， 无沉淀 ， 老化 2 0 d 后的油样颜色明显 加深 ， 老化 3 0 d 后油样颜色几乎为黑色， 已经不能用色度 仪检测到其色度号。 2 运动黏度 按照 5 种比例混兑 的油样高温老化 0 d 、 7 d 、 2 0 d 、 2 5 d 和 3 0 d时运动黏度随老化时间的变化曲 线见图 2 。 从图 2 可以看出， 混兑后油样在 4 0℃时的运动 黏度界于 4 5 - 5 6 1T i m ／ s 之问 ，且 5 种混合油样在 4 O ℃时 的运动黏度随老化时间增加均无明显变化 ，能够满足平 地机液压系统正常工作时对液压油运动黏度 的要求。 3 酸值 酸值表示油液中酸性组分含量的多少。如 图 3 所示，混兑后油样的酸值均在 0 ． 5 mg K O H／ g 左右。 高温老化过程中， 5 种比例混兑油样 的酸值先随老化时问 增加而缓慢增加 ，这是因为液压油中的添加剂会表现出 酸性 ， 高温老化时又会产生羧酸 ， 羧酸逐步积累会加速油 液的氧化， 并表现出酸值的增加 “ ； 老化 2 0 d后， 5 种油 样的酸值均开始下降 ，说明液压油中的添加剂已发生降 解 ； 老化 2 5 d 后 5 种油样 的酸值均急剧下降 ， 说明液压油 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 试验- 研究 T e s t a n d R e a s e a r c h S 一 面 托 一 譬 一 堪 托 a N 一 ∞ g 一 渤j 批 山 a C a 含量变化 b Z n含量变化 c P含量变化 图4 混合油样中主要添加剂元素 C a 、 Z n 、 P的含量变化 2 按不 同比例混兑的液压油其外观 、 色度 、 运动黏 度、酸值及主要添加剂元素的高温老化趋势均与未混兑 液压油的高温老化趋势一致 ，说明按比例混兑的中石化 1 6 l 霏缸械 J 2 0 1 5 5 4 0 1 号液压油和双江石化 4 6 号液压油二者混合油的性 能未发生明显变化。 3 根据混合油样液压油相容性试验及高温老化试 验结果可知 ， 中石化 4 0 - 1 号液压油和双江石化 4 6 号液 压油可以按任意比例混合使用。 为进一步验证试验结论 ， 将某 G R2 1 5 型平地机 用液 压油 由原装油中石 化 4 0 1 号液压油替换为双江石 化 4 6 号液压油后 ， 对其液压系统进行了为期 3 个月的跟 踪监测。 监测结果显示 该机液压系统主要性能指标及液 压油主要性能指标未出现明显异常。这一结果进一步说 明 G R 2 1 5 型平地机所用的中石化 4 0 1 号液压油与双江 石化 4 6 号液压油可以混合使用。 参考文献 【 1 陈惠卿． I程机械角液压油的选择m 液压气动与密封． 2 0 1 2 f 2 4 6 5 1 ． 【 2 1 林嬉， 周强． 谈I程机械液压油的选择圃． 农机使用与维修， 2 o 1 3 1 O 5 4 - 5 6 f 3 1 G J B 5 6 2 一l 9 8 8 航空发动机润滑油相容性溯定法【 S 1 ． 【 4 1 Q ／ S HG Q 0 1 ． 4 7 5 --2 0 0 2 润滑油相容性测定法I S j 【 5 1 I S O 1 3 3 5 7 一 I P e t r o l e u m P r o d u c De t e r mi n a t i o n o f t h e F i l ～ t e r a b il i t yo f Lu b dc a 6 n g Oi l s Pa I t1 P r o c e d u r ef o rOi l si n the P r e s e n c e o f Wa t e r [ S 1 ． [ 6 1 AS T M D7 7 5 2 2 0 1 j S t a n d a r dP r a c ti c e for E v a l u a ti n gCo l p Co mp a ti b i l i tyo f Mi x t u r e s o f Hy d rau l i c F l u i d s [ S ] ， I7 j 杨明 ． 许俊霞 ， 熊 春华 ． 一项 评估 液压 油能 否混 用 的新 规 程 A S T M D7 7 5 2 2 0 1 1 简介与评述f ， J ． 液压气动与密封， 2 0 1 4 I 1 5 一 I 8 ． f 8 』 杨俊杰． 曲液检N f q M] ． 北京 石油工业出版社， 2 0 0 9 【9 1 陈世明 油液检溅技术在大型隧道掘进机械运行管理中的 应甬卟 润滑与密越． 2 0 0 4 ． 2 9 2 1 1 7 - 1 1 9 ． [ 1 O l 陈闽杰， 严飞， 喻薇， 等． 实际I况_ F 红外光谱法溅润滑油 总酸值的研究 润滑与密封， 2 0 1 4 ． 3 9 2 1 0 4 1 0 7 ． n1 1 徐金龙． 红外光谱法溯定在用油液的氧、 硝、 硫化值与酸 值相关性研究 润滑油， 2 0 0 8 ， 2 3 3 5 7 5 9 通信地址 江苏省徐州市经济开发区驮蓝山路 2 6号江苏徐 州工程机械研究院 2 2 1 0 0 4 收稿日期 2 0 1 5 - 0 2 - 0 4 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 4 4 3 3 2 2 1 l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m