Богдасаров Л.Н., РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина
Журнал "Строительная техника и технологии" №5'2002
Современная строительная и дорожная техника немыслима без всевозможных гидравлических систем, служащих для привода большинства исполнительных механизмов. При этом прослеживается тенденция к увеличению мощности гидравлических систем, скорости их работы при одновременном стремлении конструкторов к уменьшению массы и размеров самих гидравлических систем. Это приводит к постоянному росту уровня требований к качеству гидравлических жидкостей, а это чаще всего специальные гидравлические масла. В Российской Федерации действует ГОСТ 17479.3-85 "Масла гидравлические. Классификация и обозначение", в целом имеющий соответствие международному стандарту ISO 3448. По этому стандарту обозначение гидравлических масел состоит из трех групп знаков:
- первая - буквы "МГ" (масло гидравлическое);
- вторая - цифры, соответст вующие определенному классу вязкости при 40°С;
- третья - буквы, указывающие на определенный уровень эксплуатационных свойств, то есть принадлежность к определенной эксплуатационной группе.
Группа А (НН по стандарту ISO) - масла для малонагруженных гидросистем с шестереночными или поршневыми насосами, работающих под давлением до 15 МПа и при максимальной температуре масла в объеме до 80 °С.
Группа Б (HL по стандарту ISO) - масла для средненагруженных гидросистем с насосами различных типов, работающих под давлением до 25 МПа и при температуре масла в объеме до 80-90 °С.
Группа В (НМ по стандарту ISO) - масла для гидросистем, работающих под давлением выше 25 МПа и при температуре масла в объеме выше 90 °С.
В соответствии с ГОСТ, широко известное товарное масло веретенное АУ, часто применяемое в гидравлических системах, может быть обозначено МГ-22-А. Это означает, что вязкость масла при 40 °С находится в пределах 19,8-24,2 ммц/с, а его уровень эксплуатационных свойств при работе в гидравлических системах относится к низшей группе (группе А).
Однако на практике масла попрежнему поставляются на рынок под старыми наименованиями. В гидравлических системах строительной и дорожной техники, помимо масла АУ (веретенного), чаще всего используются масло ВМГЗ (МГ-15-В) и масло МГЕ46В (МГ46-В). Менее распространены масл "ЭШ" (МГ-32-А) - для гидросистем шагающих экскаваторов, и масло "Р" (МГ-22-В) - для гидроусилителей рулевого управления. Физико-химические свойства этих масел представлены в таблице.
Вязкостные характеристики масел определяются типом применяемого в системе насоса. Как правило, выделяю максимальную, минимальную и оптимальную вязкость масла. Максимальная - это наибольшая вязкость (при низкой температуре), при которой насос в состоянии прокачиват масло по системе. Она зависит от мощности насоса, диаметра и протяженности трубопровода. Минимальная - это наименьшая вязкость (при максимальном разогреве системы), при которой гидросистема не дает утечек через уплотнения. Оптимальным считается диапазон вязкости при нормальных рабочих температурах, при котором обеспечиваются минимальные потери мощности на привод гидросистемы и, одновременно, отсутствие утечек и износа деталей. Поскольку значение вязкости непосредственно зависит от температуры, важной характеристикой является индекс вязкости.
В процессе работы насоса в гидросистеме масло нагревается и интенсивно перемешивается с воздухом. Это приводит к окислению масла, к увеличению вязкости масла, к накоплению в нем продуктов окисления, образующих осадки и лаковые отложения. Все это ведет к увеличению затрат энергии на привод гидравлической системы. Чтобы этого не допустить, в масла для мощных гидросистем обязательно вводят антиокислительные присадки.
Для нормальной работы системы гидравлическое масло должно не выделять газообразных продуктов (кипеть) при достаточно больших температурах и не образовывать пены при смешении с воздухом. Поэтому масла для гидравлических систем имеют температуру вспышки (характеризует испаряемость) намного выше рабочих температур в системе, а также содержат противопен-ные присадки. В противном случае газообразные продукты приведут к сбоям в работе гидросистемы (пузырьки газа будут сжиматься под воздействием системы, и исполнительный механизм не будет срабатывать или будет срабатывать с большим запаздыванием).
Практически все современные гидросистемы имеют фильтры - как правило, бумажные полнопоточные, с размером ячейки до 4 мкм. Обычно после фильтров в системе устанавливают датчик давления. При засорении фильтра или увеличении вязкости масла давление за фильтром падает и датчик либо сигнализирует о необходимости замены масла или фильтра, либо отключает систему. Однако на практике часто имеет место просто плохая фильтруемость масла. Это может быть вызвано применением загущающих полимерных присадок. Их вводят в масло для того, чтобы повысить индекс вязкости - получить высокую вязкость при повышенных температурах и хорошие низкотемпературные свойства. Но эти присадки могут частично осаждаться на фильтре в виде слизистого слоя и быстро приводить к отказам гидросистемы. Поэтому при переходе на новое масло или новые фильтры нужно быть особенно внимательными.
Не менее важным вопросом является совместимость масла с материалами уплотнений - всевозможных манжет и прокладок. Желательным является их небольшое набухание (до 5%). Усыхание или большое набухание неизбежно приведет к возникновению утечек в системе. Поэтому нужно применять только авторизованные (фирменные) уплотнения, а при переходе на новое масло убедиться, что оно совместимо с уплотнениями.
Гидросистемы импортных машин часто заправляют синтетическими маслами - полигликолями, сложными эфирами или полиальфаолефинами. Они отличаются очень высокой стабильностью, индексом вязкости и низкой температурой застывания. Скорость срабатывания гидросистем и срок службы масла при этом значительно повышаются.
Применяя новые масла, необходимо строго следовать инструкциям производителя техники. В противном случае возможны сбои в работе гидросистем. Ни в коем случае нельзя применять фильтрованные отработанные масла, как это часто делают. Гидравлические системы старых машин после таких "масел" быстро изнашиваются и дают утечки.