温度对液压系统的影响
液压系统对于现代生活的许多方面都至关重要,从依赖液压系统制造零件的大型工厂到为当地垃圾车提供动力的液压系统。尽管这些系统可能庞大而强大,但它们确实有一个众所周知的致命弱点:极端温度。低温和高温都会影响液压系统的性能和效率,无论大小。如果您的系统未按预期运行,则可能是温度问题,需要调查和解决。
低温工作条件

当大多数人想到温度对液压系统的影响时,他们首先想到的是热量。然而,低温也会对液压系统产生破坏性影响。这种次优工作温度可能是由于环境温度远低于冰点或液压系统在高海拔、低气压条件下的运行造成的。在冬季的几个月里,对于室外设备上的移动液压系统来说,低温效应尤其成问题。
低温对液压系统的影响
橡胶等弹性材料常见于各种尺寸的液压系统中,而橡胶(以及其他类型的弹性体)对低温很敏感,当温度下降到足够低时,它们会表现为脆性材料。当液压设备暴露在低温下时,密封件、接头、支架和软管等橡胶部件在运行过程中可能会受到严重损坏。在启动系统之前检查外部橡胶部件的状况是否有裂纹或撕裂非常重要,并始终准备好橡胶部件的更换部件,以防万一发生损坏。
低温会影响液压系统中流体的粘度,这不仅意味着液压油,还意味着润滑剂。低温会增加液压油和油的粘度,这意味着它将表现为更稠的流体。如果粘度增加太多,流体将无法正常运行;例如,在启动时,粘度高于正常值的油可能无法以足够快的速度均匀分布在关键部件周围以防止损坏。请记住,流体实际上可以凝结到不再流动的程度。这将导致泵不足、气蚀和缺乏润滑,进而对您的液压设备及其组成的组件造成代价高昂的损坏。

一个明智的做法是在启动之前检查液压设备中的流体——不仅包括液压流体,还包括发动机流体和变速箱流体。您不是在检查液位,而是在检查粘度:如果液体太稠而无法从量油尺的末端滴落,则它太粘而无法正常工作。试图在这种情况下运行您的系统会严重损坏它。粘度的增加也是为什么让您的液压设备有机会在使用前预热很重要的原因。启动设备并让它闲置,以便在设备工作之前预热液压系统和它所依赖的流体。
一般来说,重要的是要确保系统中使用的流体适合预期温度,如果涉及高海拔条件,还要考虑大气压力。如果对在低温下适合哪种类型的流体有任何疑问,应寻求制造商的指导。

高温对液压系统的影响
当液压油和润滑油长时间暴露在高温下时,油液将开始永久变质并严重降低粘度(即,油液将变得更稀薄且粘度更低)。液压油的变质会导致氧化(事实上,氧化率本身会随着温度的升高而显着增加)并形成有问题的油泥。同时,油液会发生降解添加剂之间的化学反应,严重影响油液和整个液压系统的性能。
在通过减少摩擦、防止磨损和最小化磨损速度来保护部件时,降低的粘度会使润滑油和液压油失去作用。粘度的变化也会影响液压油本身的行为,从而对整个液压系统的性能产生负面影响。根据压力和温度的组合,某些流体实际上可能会达到蒸汽状态——这显然会导致系统和组件损坏。

虽然使用包含 VI(粘度指数)改进添加剂的液压油可以缓解高温下粘度降低的问题,但重要的是要记住,长时间暴露在高温下会导致这种添加剂分解——这意味着 VI改进添加剂并不是解决问题的简单方法。更有趣的是,长时间高温操作会耗尽其他关键添加剂,包括抑泡剂、防锈剂、抗磨成分和抗氧化剂。
随着流体变质的持续以及防锈剂和抗磨成分等关键添加剂开始耗尽,系统内的部件(液压马达、泵、阀门)将开始加速磨损。系统性能和效率继续下降,系统将开始产生自己的热量。结果是对整个液压系统和其中的组件造成致命的损坏循环。如果允许加速磨损不受阻碍地继续,那么表面金属碎片可能会开始磨损,形成薄片和微小颗粒,会污染液压油并加剧磨损。
简而言之,长时间暴露在高温下会随着时间的推移破坏液压系统。
液压系统发热的原因
高温可能是由极端环境温度引起的,但更有可能是液压系统内产生热量的结果。由于热量会对液压系统造成如此大的破坏,因此追踪热源非常重要。热量产生通常是由于流体从高压区域流向低压区域而没有任何机械功输出。这种压力损失的一个来源是摩擦。系统中的高摩擦会产生热量,其来源可能包括:
- 润滑不当的组件(例如,润滑不足或类型不正确)
- 使用对系统而言粘度过高的流体,导致流体内部发生摩擦
- 使用粘度过低无法保护表面免受过度磨损的流体
- 压力激活的活塞密封
- 流体高速通过收缩孔或节流装置
- 流经受限通道的流体

其他热源可以包括充气流体的压缩,这在液压流体被空气污染时发生。泵内充气流体的压缩会迅速导致温度达到 2000°F 左右。
在某些情况下,系统本身可能不会产生热量。如果液压系统在热源附近运行,可能会导致液压系统出现问题。缺乏适当的通风也会导致温度升高。
结论
如果不采取任何措施解决温度问题或保护系统免受温度影响,极端温度将影响液压系统的性能并导致严重(且代价高昂)的损坏。无论是在极冷环境条件下运行的小型扫雪机,还是制造工厂中产生足够热量以将其运行温度提高到超过建议限制的液压系统,都是如此。温度最直接的影响涉及流体的粘度:低温会增加流体的粘度,使其变稠;另一方面,高温会降低流体的粘度。这种粘度变化会很快导致液压系统及其部件的永久性损坏。
性能变化可能是由于工作温度造成的,解决高温情况下的这些问题需要进行一些调查工作,以确定发热的来源和原因。
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