液压油特性
2.液压油液
二、液压油的性质
1.液体的密度和重度 （1）密度： 对于匀质液体， 单位体积的 质量称为液体的密度。通常用ρ表示，对 于均质液体 式中 kg/m³ V—液体的体积，m³ ； m—体积V所包含的液体质量，kg。
ρ= m/v
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二、液压油的性质
液体的密度随着温度的升高而下降， 随压力的增大而增大。 对于液压传动中常用的温度和压力 范围内，密度变化很小，可视为常数。 在计算时，常取15 ℃时的液压油密 度ρ=900 kg/m³ 。
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•温度tKk可压缩性（容易 被压缩） •压力pKk可压缩性
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注 意
压力增大时，Ｋ值增大，但这种变化不
呈线性关系。当p3Ｍpa时，Ｋ值基本上 不再增大。 若液压油中混有气泡时，Ｋ值将大大减 小。 液压油液的可压缩性对在动态下工作的 液压系统来说影响很大，但当液压系统 在静态下工作时，一般可以不予考虑。
实验测定指出
液体流动时相邻液层间的内摩擦力Ｆf 与 液层接触面积Ａ、液层间的速度梯度 du/dy 成正比，即：
式中：—比例常数，称为粘度或粘性 系数（动力粘度）。
22
单位：Pa ·s 或 P（泊）
1 Pa ·s ＝10 P = 103 cP (厘泊） ２、运动粘度：液体动力粘度与其密度的 比值，称为液体的运动粘度。即： =/ 单位：m2/s、st（沲）、cst（厘沲） 1 m2/s = 104 st = 106 cst. 物理意义：不是一个粘度的量，但习惯上 常用它来标志液体粘度。
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例如：聚四氟乙烯-SF—常用密封材料
高度化学稳定性和热安定性，在高温下不会氧 化、硬化或软化泄漏，在潮湿环境下亦能防止 腐蚀，设计用于长期高温条件下作业或重负载 的轴承、齿轮、导轨以及滑动机械装置的润滑。 适用温度范围：-45～+300℃。 优佳的抗磨润滑性和承载能力，极低的摩擦系 数与蒸发损失； 对金属材料良好防腐蚀保护， 与绝大多数塑胶和弹胶体相容； 优异高温抗 氧化、硬化或软化性能，具有高化学惰性； 优良的耐水、蒸气、温和酸性或碱性液体的冲 洗，使用寿命极长。
2 液压油
液压油既是工作介质，又是润滑剂和冷却液。 液压油既是工作介质，又是润滑剂和冷却液。油液的特性将 会影响液压传动性能（如工作可靠性、灵敏性、 会影响液压传动性能（如工作可靠性、灵敏性、系统效率及零件 寿命等） 寿命等）
第一节 第二节 第三节
液压油的种类及代码 液压油主要特性 液压油液的选择和使用
5
2. 液压传动的工作介质
2.1 液压介质的种类 （4）L-HV液压油 液压油（又名低温液压油、稠化液压油、高 液压油 粘度指数液压油）： 用深度脱蜡的精制矿物油，加抗氧、抗腐、抗磨、抗泡、 防锈、降凝和增粘等添加剂调合而成。 其粘温特性好，有较好的润滑性，以保证不发生低速爬行 和低速不稳定现象。 适用于低温地区的户外高压系统及数控精密机床液压系统。 （5）其它专用液压油：如航空液压油（红油）、炮用 液压油、舰用液压油等。
2
2. 液压传动的工作介质
液压系统对工作介质的要求 所有工作介质的粘度都随温度的升高而降低，粘温特性 所有工作介质的粘度都随温度的升高而降低 好是指工作介质的粘度随温度变化小，粘温特性通常用粘度 指数表示。 一般情况下，在高压或者高温条件下工作时，为了获得 较高的容积效率，不使油的粘度过低，应采用高牌号液压油； 低温时或泵的吸入条件不好时（压力低，阻力大），应采用 低牌号液压油。 (2) 氧化安定性和剪切安定性好。 (3) 抗乳化性、抗泡沫性好。 (4) 闪点、燃点要高，能防火、防爆。 (5) 有良好的润滑性和防腐蚀性，不腐蚀金属和密封件。 (6) 对人体无害，成本低。
粘度与温度的关系
T ↑
影响：
μ↓
μ 大，阻力↑ ，能耗↑ μ 小，油变稀，泄漏↑
限制油温： T↑，加冷却器
T↓，加热器
粘 温 图
液压油的品质鉴定.
液压油的品质鉴定、性能及其评价指标一、品质鉴定液压油的品质主要从它的抗氧化性、抗泡沫特性、抗磨特性和气味及颜色进行鉴别1.抗氧化性若时间充裕，可用透明塑料瓶装样品，拧紧瓶盖，放在太阳下暴晒一段时间。
若对比之下，颜色变深较严重的此项功能不佳，油品的使用寿命较短。
亦可将两个不同的样品同时加温并保持在150℃左右两小时，若颜色变化较大的则品质不佳。
2.抗泡沫特性将两个样品瓶，取同样多油品密封后，剧烈震动一样长时间，静止后观察样品消泡的快慢，消泡快的为佳。
3.抗磨特性测试用磨擦实验机，承受砝码多的样品，其抗磨性能好。
4.气味、颜色一般好的油品其基础油精炼程度高，颜色浅，气味淡，加入添加剂后颜色亦较浅。
好的油品一般气味极轻，颜色一定是呈清澈透明浅黄色。
若油品气味刺鼻，颜色很深或油液表面呈荧光绿色或油品混浊，都不可能是好的产品。
二、性能及其评价指标l.良好的流体状态液压油流动性的优劣直接影响其传递能量的效果,它与液压油的粘度、倾点及粘温性等指标有关。
液压油的倾点和低温粘度,-应能适应油泵预计的最低操作温度。
温度变化范围较宽的液压系统,其液压油应具有良好的粘温性能。
否则,温度降低时,粘度增加太大,摩擦损失增加,泵送速度受影响;温度升高时,粘度变得过小,影响使用性能。
可以通过在液压油里加入粘度指数改进剂来改善液压油的粘温性能。
2.良好的不可压缩性及抗泡沫性液体在外力作用下体积不易发生变化,但液体中混入空气后就会使其压缩性受到影响。
保持液压油的不可压缩性,对于液压油作为工作介质可靠地传递能量、确保操纵机构灵敏动作是至关重要的。
目前使用的液压油多为石油型的,空气能溶解于油中,其溶解度主要取决于空气压力及温度。
当空气在油液中保持溶解状态时,液压系统并不出现问题,但当液压油通过油缸、阀门或其它液压元件时,压力有时会突然降低,加之温度变化的影响,使得空气易从油液中释放出来并形成许多气泡,这将使液压油的不可压缩性受到影响。
液压油的性能要求
液压油的性能要求(1)适当的粘度和良好的粘温特性粘度过大将导致粘性阻力损失增加;温升大;泵的吸入性能变差，起动困难，甚至产生气蚀;控制灵敏度下降。
粘度太低将使泄漏增加、容积效率降低;控制精度下降;液体润滑膜变薄，甚至无法形成液体润滑而使磨损加剧。
液压油可以通过添加粘度指数添加剂来提高粘度指数，改善粘温特性。
如聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯等。
(2)良好的抗磨性(润滑性)抗磨性是一种与粘度无关，而是通过在油中加入添加剂以在摩擦副对偶面上形成油膜来达到减轻磨损的性能。
粘度高不一定润滑性能好，如硅油，但是如粘度低则液体膜太薄不能覆盖表面粗糙度，抗磨性不好，如水。
通过在液压油中添加油性添加剂(油酸、硫化鲸鱼油和硫化烯烃棉子油等)和极压抗磨添加剂(含磷、硫、锌等物质，如二烷基二硫代磷酸锌、二硫化钼等,可以高温重载使用)，使液压油在金属表面形成的物理或化学吸附膜，这种膜也叫边界膜，边界膜形成摩擦副之间的边界润滑，阻止基体直接接触，有利于减小摩擦和磨损。
(3)良好的氧化安定性和热安定性氧化安定性是指油液耐氧化的能力。
油液受到热、空气中的氧、水和金属物质等影响会氧化而生成有机酸和聚合物，液压油的颜色变深、酸值增加、粘度变化和生成沉淀物质(焦油)，因此液压油的腐蚀性增加、堵塞液压元件的小孔和加剧磨损。
热安定性是指油液在高温下抵抗化学反应和分解的能力。
油液高温下会加快裂解和聚合，金属表面还充当催化剂作用。
所以液压油必须耐受一定的高温，同时避免在极高的温度下工作。
一般通过添加抗氧化剂来提高液压油的氧化安定性和热安定性。
(4)良好的抗乳化性和水解安定性油液抵抗与水混合形成乳化液的能力叫抗乳化性。
油液抵抗与水发生化学反应而分解的能力叫水解稳定性。
水是液压系统中的一种污染物，通过潮湿的空气从油箱的呼吸孔带入或油缸活塞杆回缩而带入系统。
液压油有吸水性，吸水性取决于基础油的性能、添加剂和温度。
经过激烈的搅动，油中的水很容易析出而与油形成乳化液，这时的水以微小的水珠分散相存在油的连续相中。
液压传动基础知识
F p0dA ghdA pdA A
第一章 液压传动基础知识
三、伯努利方程
理想液体的伯努利方程
第三节
流体动力学
p v2 h 常数 g 2 g
F p0dA ghdA pdA A
第一章 液压传动基础知识
第三节 流体动力学
三、伯努利方程
2、实际液体的伯努利方程
，层流时取 当紊流时取 1
液压油
注：在静止液体中，du/dy=0，内摩擦力为零，所以液体在静 止状态下是不呈粘性的 （2）粘度
液体粘性的大小用粘度来表示
①动力粘度
F du A dy
物理意义——液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间单位面积 上的内摩擦力单位为 （帕•秒，N•s/m2）
第一节
液压油
② 运动粘度
液压油使用一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯卡死，并使油封加速 磨耗及液压缸内壁磨损。造成液压油污染的原因有如下三个方面。
(1)污染 液压油的污染的一般可分为外部侵入的污物和外部生成的不纯物。 ①外部侵入的污物：液压设备在加工和组装时残留的切屑、焊渣、铁锈等 杂物混入所造成的污物，只有在组装后立即清洗方可解决。 ②外部生成的不纯物：泵、阀、执行元件、“O’’形环长期使用后，因磨损 而生成的金属粉末和橡胶碎片在高温、高压下和液压油发生化学反应所生成 的胶状污物。
1L= 1×10-3 m3
1m3/s=6×104L/min
从连续性方程可以看出，表明运动速度取决于流量，与流体的压力无关。
F p0dA ghdA pdA A
第一章 液压传动基础知识
第三节 流体动力学
二、连续性方程
如图所示为相互连通的两个液压缸， 已知大缸内径D=100 mm，小缸内径d=20 mm，大活塞上放一质量为5000 kg的物 体G。问： (1)在小活塞上所加的力F有多大才 能使大活塞顶起重物? (2)若小活塞下压速度为0.2 m／s， 大活塞上升速度是多少?
液压油
一、常用液压油的分类二、液压油主要特性液体传动，是用液体作传动介质，利用液体的压力能或动能来传递能量。
通常将利用液体压力能的液压系统所使用的液压介质称作液压油；利用液体动能的液力传动系统（如变矩器）使用的介质称为液力传动油。
液力传动油又称动力传动液（PTF）或动力换档液。
随着汽车安装了自动变速器，液力传动油的研究与开发很快，在美国装有自动变速器的汽车达90.3%，所使用的液力传动油又称为自动传动液（ATF）。
液压油应具备的主要性质1．粘度和粘温特性液压油泵对粘度的变化最为敏感，泵的允许粘度是确定油品粘度的依据。
最佳粘度取决于机械效率和容积效率之间的平衡。
另外，还要求对于运行温度较宽的机械，要求液压油具有较高的粘度指数（90以上），以免随温度变化而粘度变化太大。
表3-50 几种泵类型对油品粘度的规定抑止在使用过程中由氧化而产生的酸性物质和油泥,是要求液压油具备重要性能。
另外,由于功率增大同时油箱容量缩小，油温已从早期液压系统中的油箱温度为50~60上升到120。
且由于油压增高带来油中所溶黑社会气浓度也随之增加，促使油热氧化而生成油泥乃致发生油路堵塞等现象。
故必须有较好的热氧化安定性。
3．防锈性和防腐蚀性生锈和腐蚀会加速油的氧化和造成意外磨损事故。
液压油应具有良好的防锈和防腐性。
4．抗磨性液压系统朝高压、高速发展，润滑情况较以前苛刻，油中应加入抗磨剂，使之具有良好的抗磨性能。
5．抗乳化性和水解安定性抗乳化性是指油水乳化液分离成油层和水层的能力。
水解安定性指油水混合时，油抗水反应的能力。
混进水的液压油，在液压系统运转中易被乳化或由于水解不安定而引起腐蚀等现象。
因此，液压油应具有抗乳化性和良好的水解安定性。
6．消泡性和放气性消泡性指油不生成泡沫的倾向以及生成泡沫的稳定性能；空气释放性指油不释放分散在其中的空气泡的能力。
油中夹杂气泡等，会造成驱动系统压力不足和传动反应迟缓；严重时产生异常的噪音、气穴、震动等。
液压油MSDS
注意
事项
密闭容器，放在凉爽、通风良好的地方,使用适当加注标签及可封闭的容器。储存温度：长期储存（3个月以上）-15～50℃；短期储存-20～60℃。
液压油物质特性与危害识别表 表3.5
标识
中文名：液压油
分子式：——
分子量：——
CAS号：——
危规号——
理化
性质
性状：琥珀色室温下液体
熔点℃：无资料
溶解性：不溶于水
沸点℃：>290
相对密度（水=1）：0.896kg/m3（15°C）
饱和蒸汽压：估计值<0.5Pa（20℃）
相对密度（空气=1）：>1
临界温度℃：无资料
[眼睛防护]：如可能发生溅泼，请戴安全护镜或全脸面罩。
[身体防护]：除了普通的工作服之外不需特殊的皮肤保护措施。
[手防护]：戴聚氯乙烯、氯丁或丁腈橡胶手套.
[其他防护]：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。
应急
泄漏
处理
溢出后，地面非常光滑。为避免事故，应立即清洁。
防护
工程控制：生产过程密闭，全面通风。
[呼吸系统防护]：在正常使用条件下，一般不需戴呼吸保护用具。如果工程控制设施未把空气浓度保持在足以保护人员健康的水平，选择适合使用条件及符合有关法律要求的呼吸保护设备。如需戴安全过滤面罩时，请选择合适的面罩与过滤器组合。选择一种适用于颗粒/有机气体及蒸气[沸点>65℃(149°F)]的混合物的过滤器。
用沙、泥土或其它可用来栏堵的材料设置障碍，以防止扩散。直接回收液体或存放于吸收剂中。用粘土、沙或其它适当的吸附材料来吸收残余物，然后予以适当的弃置。
操作
注意
液压油说明
PETRONAS HIDRAULIK EP 合成技术抗磨液压油系列PETRONAS HIDRAULIK EP系列是优质高品质合成技术抗磨液压油，是为苛刻条件下工作的液压系统提供高效润滑而特别设计的。
采用马来西亚原产超高品质ETRO III合成技术基础油和高性能添加剂配制而成，具备优良热稳定和抗氧化稳定性、抗磨防腐性能以及防锈和抗泡性。
能更好的提高生产效率、降低设备维护成本。
性能特点：一、优异的抗氧化性和热稳定性延长润滑油使用寿命，防止意外停机，提高生产效率和产品质量，降低维护成本;现代液压系统要求液压油能够长期保持稳定。
液压油氧化变质或高温降解会生成有机酸和油泥，有机酸会对液压元件产生腐蚀，油泥可能导致卡阀和设备意外停机。
1、TOST抗氧化性试验能够很好地反映液压油的抗氧化性，是反映液压油使用寿命的关键指标；2、马石油HIDRAULIK EP 抗磨液压油具有优异的抗氧化性，TOST寿命超过 3500小时（中国国家标准要求不小于1000小时），超过主要竞争对手产品一倍以上，能有效延长润滑油使用寿命。
3、马石油HIDRAULIK EP 抗磨液压油采用热稳定性添加剂配方，更少油泥生成，保持液压系统内部清洁，在延长润滑油使用寿命的同时,保护设备，防止意外停机,.提高生产效率和产品质量。
二、良好的粘温特性油品的粘度随温度变化的程度是用粘度指数来表示的，粘度指数越高，表示油品的粘度受温度的影响越小，粘温性能越好，工作时液压泵的容积损失和元件的内泄漏就小，工作稳定性就高；粘度指数越低，表示油品的粘度受温度的影响越大，粘温性能就越差，工作时液压泵的容积损失和元件的内泄漏就大，工作稳定性就差。
马石油HIDRAULIK EP 抗磨液压油的粘度指数的典型值为120（主要竞争对手同型号产品典型值为100）。
三、良好的空气释放性空气释放性与液压系统能量传递的效率和精确程度密切相关，哪怕是微小的气泡也会使得精密传动系统能量传递效率降低，控制精度下降，另外，系统内的微小气泡还会加速液压油的氧化，影响油品的使用寿命。
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液压油特性
液压油的基本功能：传递能量、润滑移动件、冷却、保持系统的清洁性。
另外还要求其具有防锈、防止形成油泥、胶质和漆状物，抑制泡沫产生，维持其自身的稳定性从而减少换油费用。
一、油液的特性
1、粘度：测量方法：流经毛细管的时间
粘度值总是和一定的温度有关，而且以50度为分类的依据，按照这个温度值可将粘度等级分为：9、16、25、36、49和68MM2/S，粘度过大，会导致节流部分和液压管道中磨擦损失增大和压力降增加，这一点对油泵的吸油管尤为重要，因为这样会引起泵的气蚀问题，相反，粘度过低，会导致泄漏增加，进而使容积效率下降，同时，还会引起润滑油膜强度降低，进而影响抗磨损能力。
2、粘度指数
液压油的粘度指数越高，由温度变化所引起的粘度变化越小。
粘度指数越高的液压油，所适用的温度范围越大，粘度指数越合理。
3、粘度——压力关系
随压力增加需增大
4、体积弹性模量
5、体积的增加
在大气压下，液压油的体积随温度的增加而增大，温度每升高10度，体积增加0。
7%。
6、润滑特性：由于液压油粘度过低，或表面压力过大而使油膜破裂，相对运动的部件将相互接触，最终导致液压件的卡死。
7、抗氧化性：由于温度的影响和金属的催化作用下，液压油发生化学变化，一个经验标准，一般在70度以上时，温度升高每10
度，液压液的氧化速度增加一倍。
此外，由于水、残渣、剥落物和灰尘等的污染将加速其氧化。
二、液压油的选择
1、合适的粘度
压力高。
温度高、运动速度较低时，选用粘度较高者，反之，选用粘度较低值。
优质油使用寿命长，对液压泵及其他元件损害小，从总的资产看，其经济性要比廉价的劣质油为好。
2、据资料显示，液压系统的故障至少有70%左右是由于液压油不清洁所造成的，足见液压油清洁的重要性。
液压油污染后引起的危害：
1）影响液压系统性能的稳定和使用寿命
2）运动件失灵或损坏
3）固体微粒堵塞运动副间隙，造成磨损
4）水分进入液压后，加剧元件表面磨损
5）空气进入液压油后，引起噪声、气蚀、加速油品氧化
3、液压液污染的现场简易评定方法
1）目测法、2）比色法、3）淤积指数法、4）称重法、5）颗粒计数法
三、液压油使用过程中常见问题和处理措施
1、液压系统油品常常温度过高
可能存在问题：泵磨损/内部油品泄漏/油品耗尽，冷油器工作不正常，放气孔堵塞，不正确的油品粘度，油品品质恶化，过滤装置堵塞，油流不稳定
2、液压油泵噪音太大
存在的问题：空气进入油品，过滤装置堵塞，油泵吸入端漏气
解决方法：检查实际的泵流容量和效率，检查纠正系统问题并保持系统清洁，检查油品质量，根据需要换油。
制动器油品泄漏：油密封泄漏，油品污染
3、液压系统压力常常不足
可能存在的问题：泵过度磨损，活塞或衬环磨损/内部泄漏，控制阀无法正常关闭，油品污染-污染物损坏液压泵、制动器、油封；污染物导致阀门和短管处阻塞。
4、液压系统执行元件速度、准确度和控制性能较差
可能存在的问题：污染物阻塞了压力管线的阀门组件，没有过滤装置或者过滤装置尺寸不配套。
解决方法：检查油品品质根据需要纠正，检查并纠正过滤装置清洁度，清洁并更换相关的控制阀门部件。
四、液压油使用更换指南
推荐液压油的换油周期为1000小时，但是由于非正常的使用等其他因素，液压油的寿命可能会低于上述换油周期的时间范围内，已经变质需要换油。
现场的检查内容有：取样与同类油进行比较，观察色泽及透明度有无变化，散发的气味有无变化，有无沉淀物等。