Encyklopedie tribologie – Hydraulické oleje

Hydraulické oleje (pracovní kapaliny pro hydraulické systémy) se používají k přenosu mechanické energie od jejího zdroje k místu použití se změnou velikosti nebo směru působící síly. Hydraulické oleje plní funkce pracovní kapaliny při přenosu (zvýšení nebo snížení) sil na vzdálenost. Také promazávají třecí prvky hydraulického systému, odvádějí teplo z třecí zóny a čistí součásti od nečistot.

Většina sériově vyráběných druhů hydraulických olejů se vyrábí na bázi vysoce rafinovaných základových olejů získaných z běžných ropných frakcí za použití moderních technologických postupů.

Syntetické a polosyntetické oleje se používají v hydraulických systémech v letectví a dalších typech zařízení, kde pracovní kapaliny pracují za náročných teplotních podmínek. Tyto oleje mají oproti ropným produktům výhody, pokud jde o požární odolnost, tepelnou stabilitu a další výkonnostní vlastnosti. Nejčastěji používanými pracovními kapalinami jsou kapaliny na bázi polysiloxanů a esterů kyseliny fosforečné.

Pro zlepšení fyzikálních, chemických a provozních vlastností moderních hydraulických olejů se do nich zavádějí funkční přísady – antioxidační, antikorozní, proti opotřebení, proti zadření, proti pěnění atd.

Pro zlepšení požární bezpečnosti v odvětvích, jako je hutnictví, uhlí atd., se vyrábějí také nehořlavé (hořlavé) pracovní kapaliny pro hydraulické systémy: kapaliny na vodní bázi (emulze typu „voda v oleji“ a „olej ve vodě“, směsi voda-glykol) a bezvodé kapaliny (estery kyseliny fosfonové, oligoorganosiloxany, fluorované uhlovodíky atd.). Kapaliny na vodní bázi poskytují lepší odvod tepla, ale jsou omezeny z hlediska teploty použití.

Požadavky na hydraulické oleje

Hydraulické oleje pracují za podmínek velkých teplotních rozdílů okolního vzduchu až do minus 80-100 °C v systému, při tlacích až 15 MPa a kluzných rychlostech až 20 m/s v místech spojování součástí vyrobených z neželezných a železných kovů s pryžovými těsněními a hadicemi. Za těchto podmínek oleje oxidují a jejich výkonnostní vlastnosti se zhoršují.

Hlavním ukazatelem při výběru olejů pro hydraulické systémy je index viskozity. Viskozita by měla být nízká, aby byla zajištěna uspokojivá funkce v rozsahu provozních teplot a rychlá odezva hydraulického zařízení. Zároveň by viskozita oleje měla být dostatečná k zajištění plynulého chodu, zabránění opotřebení třecích částí a snížení ztrát těsněními při vysokém provozním tlaku.

Teplota tuhnutí oleje musí být nižší než teplota okolního vzduchu, při které hydraulický systém začíná pracovat. Tvorba parních uzávěrů v hydraulickém systému je nepřijatelná, proto musí být teplota odpařování oleje o 20–30 °C vyšší než možné provozní režimy.

Hydraulické oleje musí mít dobré mazací vlastnosti, nesmí způsobovat korozi železných a neželezných kovů a slitin, nesmí ničit pryžová a kožená těsnění. Během skladování a provozu si musí olej zachovat své složení, nesmí se stratifikovat ani uvolňovat látky, které mohou ucpávat kanály v hydraulickém systému.

Mechanické nečistoty, voda, neželezné kovy a vzduchové bubliny urychlují oxidační reakce, což vede ke zvýšení viskozity oleje, vzniku kyselého sedimentu v hydraulické nádrži a lakovitých usazenin na povrchu součástí. Při výrazném teplotním rozdílu mezi hydraulickým systémem a venkovním vzduchem dochází v systému ke kondenzaci vody a jejímu pronikání do oleje, což vede ke zhoršení jeho mazací schopnosti a nízkoteplotních vlastností. Voda obvykle netvoří s olejem stabilní směs a uvolňuje se z něj poměrně rychle. Voda by měla být z hydraulické nádrže pravidelně vypouštěna.

Při cirkulaci oleje v systému se tvoří vzduchové bubliny, které způsobují vibrace pracovních mechanismů, tvorbu pěny a přehřívání oleje. Aby se tomu zabránilo, používají se protipěnivé přísady (organické silikonové sloučeniny), které snižují povrchové napětí a podporují rychlé potlačení pěny.

Klasifikace, označení hydraulických olejů

Systém klasifikace a označování hydraulických olejů podle GOST 17479.3, který je obdobou mezinárodní normy ISO 3448, je založen na indexech viskozity a úrovni provozních vlastností. V závislosti na hodnotě kinematické viskozity při 40 °C se hydraulické oleje dělí do 10 tříd (tabulka 1).

Tabulka 1. Třídy viskozity hydraulických olejů

Na základě svých viskozitních vlastností se hydraulické oleje běžně dělí na následující:

• nízkoviskozní – třídy viskozity od 5 do 15 mm2/s;
• střední viskozita – třídy viskozity 22 a 32 mm2/s;
• viskózní – třídy viskozity od 46 do 150 mm2/s.

Hydraulické oleje se dělí do skupin A, B, C podle jejich výkonnostních vlastností (tabulka 2).

Poznámka: Skupina hydraulických olejů dle normy ISO je uvedena v závorkách.

Označení hydraulického oleje se skládá z písmen MG – petrolejový hydraulický, čísel charakterizujících kinematickou viskozitní třídu a písmene označujícího skupinu olejů podle výkonnostních vlastností. Například olej MG-15-V je petrolejový hydraulický, viskozitní třída 15 (nízká viskozita), hodnoty kinematické viskozity při 40 °C jsou 13,5–16,5 mm2/s, B je skupina výkonnostních vlastností.

Oleje se zahuštěnými viskozitními aditivy odpovídají skupině HV dle normy ISO 6743/4.

Sortiment olejů používaných v hydraulických systémech automobilů a mobilních pozemních zařízení zahrnuje přes 20 značek s různými výkonnostními vlastnostmi pro široké i úzké speciální použití. Hydraulické oleje se dělí podle svého účelu a oblasti použití:

• pro letadla, mobilní pozemní, říční a námořní zařízení;
• pro hydraulické brzdy a tlumiče různých strojů;
• pro hydraulické pohony, hydraulické převody a oběhové olejové systémy různých jednotek, strojů a mechanismů, které tvoří vybavení průmyslových podniků.

1. Chemmotologie. Vlastnosti a použití paliv, maziv a speciálních materiálů: Učebnice pro studenty vysokých škol: Část II Vlastnosti a použití maziv a speciálních materiálů / V.G. Spirkin, I.G. Fuks, I.R. Tatur a kol.; Ed. V.G. Spirkin, V.L. Lashkhi. — Moskva: Gubkinova ruská státní univerzita ropy a plynu, 2014.
2. Dotsenko A.I., Buyanovsky I.A. / Základy tribologie. Učebnice. – M.: Infra-M, 2014.