Wraz z globalnymi problemami podnoszenia cen, poprawa wydajności jest mile widziana.
W świecie smarów akceptowaną praktyką jest poszukiwanie możliwości maksymalizacji wydajności.
W sektorze motoryzacyjnym, a szczególnie w rozwoju oleju silnikowego i oleju przekładniowego, wydajność od dawna jest słowo na ulicy.
Ale co z wydajnością w świecie płynów hydraulicznych?
Nie jest to tradycyjny obszar rozważania, jeśli chodzi o skupienie się na wydajności, ale wydajne płyny hydrauliczne są czymś, co można i powinno być brane pod uwagę w naszym świadomym kosztach świecie. Jednak w przypadku płynów hydraulicznych wydajność nie jest tak prosta do osiągnięcia jak w przypadku bardziej tradycyjnych płynów.
W przypadku olejów silnikowych i przekładniowych czynniki oporu i redukcja tarcia są głównymi czynnikami. Koncentrując się na redukcji lepkości i obniżeniu współczynnika tarcia, można skutecznie osiągnąć redukcję sprawności.
W układzie hydraulicznym należy wziąć pod uwagę dwa konkurencyjne mechanizmy: Po pierwsze, tradycyjny mechanizm sprawności - gdzie celem jest przesunięcie płynu przez pompę przy minimalnym wysiłku. Jest to znane jako Wydajność mechaniczna.
Drugim mechanizmem, który należy rozwiązać, jest rzeczywista praca, jaką wykonuje płyn hydrauliczny. Płyn uruchamia się w misce studzienkowej, a następnie jest pompowany wokół układu, uruchamiając cylindry hydrauliczne pod ciśnieniem, zanim powróci do miski. Obwód hydrauliczny nie jest doskonały, występują straty przepływu w dowolnym elemencie hydraulicznym i wystąpi wyciek, zmniejszając ilość płynu roboczego, który faktycznie wraca bezpośrednio do miski. Na każde dziesięć litrów płynu pompowanego na początku obwodu powróci może tylko dziewięć litrów. Jest to znane jako Wydajność objętościowa i w tym przykładzie system jest wydajny tylko w 90%.
Oba te mechanizmy muszą być brane pod uwagę, a głównym problemem jest to, że są one sprzeczne. Im niższa lepkość płynu hydraulicznego, tym bardziej wydajny jest mechanicznie. Jednak płyny o niskiej lepkości łatwo wyciekają z systemu, podczas gdy płyny o wysokiej lepkości są bardziej wytrzymałe w tym obszarze. Najlepiej ilustruje to poniższy wykres, Rysunek 1, gdzie widać, że lepkość płynu działa w sposób sprzeczny w dwóch mechanizmach sprawności.
Rysunek 1 — Wykres zależności lepkości do wydajności
Linia przerywana widoczna na wykresie to ogólna wydajność układu. Można to określić za pomocą iloczynu sprawności objętościowej i wydajności mechanicznej
Wydajność ogólna = wydajność mechaniczna * Wydajność objętościowa
Biała strefa na wykresie podkreśla optymalną lepkość dla płynu, aby uzyskać maksymalną wydajność.
Idealnie maksymalizacja białej strefy zapewni bardziej wydajny system i pozwoli właścicielom i operatorom obniżyć koszty ich operacji . Tradycyjne płyny hydrauliczne są preparatami monogradowymi i będą miały wskaźnik lepkości VI wynoszący około 95.
Zwiększenie VI preparatu zwiększy zakres pracy płynu i ostatecznie zwiększy optymalną strefę działania pod względem wydajności. Zwiększenie VI zmniejszy zmianę lepkości w zakresie temperatur i jest pokazane na poniższym wykresie, Rysunek 2 .
Czerwona linia jest tradycyjnym płynem, a zielona linia jest wyższym płynem zoptymalizowanym VI. Im bardziej płaska linia, tym szerszy zakres lepkości.
Rysunek 2 — Wykres wskaźnika lepkości pokazujący zoptymalizowaną lepkość do położenia temperatury
Gdy zostanie to przetłumaczone na pierwotny wykres sprawności, efekt jest taki, że krzywa objętościowa i krzywa mechaniczna zbliżają się do siebie i ostatecznie zoptymalizowana strefa pracy staje się szersza, dając operatorowi większą wydajność w szerszym zakresie temperatur. Patrz rysunek 3.
Tworzenie wielostopniowego płynu hydraulicznego jest dość proste, ale jest droższe niż odpowiednik monogradu. Wprowadzenie polimerowego modyfikatora lepkości i dostosowanie mieszanki olejów bazowych pozwoli na stworzenie wielopoziomowej normy ISO 32/46/68 w zależności od potrzeb sprzętu.
Koszt płynu może być wyższy na początku, ale obliczono, że wydajność może ulec poprawie nawet o 28%, a koszty eksploatacji mogą ulec poprawie nawet o 2,7% w urządzeniach mobilnych i 8,5% w urządzeniach stacjonarnych*.
W epoce, w której każdy Penny Counts, wprowadzenie wielozadaniowego płynu hydraulicznego jest warte poważnego rozważenia, , ponieważ zmaksymalizuje wydajność Twój system i może znacznie obniżyć koszty eksploatacji.
Rysunek 3 — Wykres relacji zoptymalizowanej lepkości do wydajności
Artykuł napisany przez Andrew Geldera, Technical Product & Sales Manager, Lubricants & Energy, IMCD
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w wydaniu UKLA z stycznia 2023 r. Lube Magazine.