Wie Temperatur die Leistung und Effizienz von Hydrauliksystemen beeinflusst

Hydrauliksysteme sind entscheidend für den Betrieb vieler Aspekte des modernen Lebens, von riesigen Anlagen, die auf Hydraulik angewiesen sind, um Teile herzustellen, bis hin zum Hydrauliksystem, das einen lokalen Müllwagen antreibt. So massiv und leistungsstark diese Systeme auch sein mögen, sie haben eine sprichwörtliche Achillessehne: Temperatur极端值. Sowohl niedrige als auch hohe Temperaturen können die Leistung und Effizienz von Hydrauliksystemen beeinflussen, sowohl große als auch kleine. Wenn Ihr System nicht wie erwartet funktioniert, ist es vielleicht ein Temperaturproblem, das untersucht und behoben werden muss.

Niedrigtemperatur-Betriebsbedingungen

Wenn die meisten Menschen an die Auswirkungen von Temperatur auf Hydraulik denken, ist ihr unmittelbarer Gedanke Hitze; jedoch können kalte Temperaturen auch eine verheerende Wirkung auf Hydrauliksysteme haben. Solche suboptimalen Betriebstemperaturen können durch weit unter dem Gefrierpunkt liegende Umgebungstemperaturen oder den Betrieb eines Hydrauliksystems in großer Höhe mit niedrigen atmosphärischen Bedingungen resultieren. Niedrigtemperatur-Effekte können besonders problematisch für mobile Hydrauliksysteme an Außenanlagen während der Wintermonate sein.

Auswirkungen niedriger Temperaturen auf Hydrauliksysteme

Elastomere Materialien wie Gummi finden sich häufig in Hydrauliksystemen aller Größen, und Gummi (sowie andere Arten von Elastomeren) ist empfindlich gegenüber kalten Temperaturen und kann sich verhalten wie ein sprödes Material, wenn die Temperaturen ausreichend niedrig sinken. Wenn Hydraulikgeräte kalten Temperaturen ausgesetzt sind, können Gummikomponenten wie Dichtungen, Armaturen, Halterungen und Schläuche während des Betriebs ernsthaft beschädigt werden. Es ist wichtig, den Zustand äußerer Gummikomponenten auf Risse oder Risse zu überprüfen, bevor das System gestartet wird, und immer Ersatzteile für Gummikomponenten bereitzuhalten, falls etwas beschädigt ist.

Kalte Temperaturen werden die Viskosität der Flüssigkeiten in Ihrem Hydrauliksystem beeinflussen, was nicht nur das Hydraulikfluid, sondern auch Schmierstoffe betrifft. Niedrige Temperaturen erhöhen die Viskosität von Hydraulikflüssigkeit und Öl, was bedeutet, dass sie sich als dickere Flüssigkeit verhalten. Wenn die Viskosität zu stark ansteigt, wird sich die Flüssigkeit nicht normal verhalten; beispielsweise kann Öl mit höherer als normaler Viskosität beim Start nicht schnell genug gleichmäßig um kritische Teile verteilt werden, um Schäden zu verhindern. Bedenken Sie, dass Flüssigkeiten tatsächlich so weit eindicken können, dass sie nicht mehr fließen. Dies führt zu verhungerten Pumpen, Kavitation und mangelnder Schmierung, was wiederum zu teuren Schäden an Ihrer Hydraulikausrüstung und den sie umfassenden Komponenten führt.

Eine kluge Praxis ist es, die Flüssigkeiten in Ihrer Hydraulikausrüstung zu überprüfen – einschließlich nicht nur der Hydraulikflüssigkeit, sondern auch Motorflüssigkeit und Getriebeflüssigkeit – bevor Sie sie starten. Sie überprüfen nicht die Stände, sondern die Viskosität: Wenn die Flüssigkeit zu dick ist, um vom Ende des Messstabs zu tropfen, ist sie zu viskos, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Der Versuch, Ihr System in diesem Zustand zu betreiben, wird es ernsthaft beschädigen. Diese Viskositätserhöhung ist auch der Grund, warum es wichtig ist, Ihrer Hydraulikausrüstung die Chance zu geben, sich vor dem Einsatz aufzuwärmen. Starten Sie die Ausrüstung und lassen Sie sie im Leerlauf laufen, um das Hydrauliksystem und die davon abhängigen Flüssigkeiten aufzuwärmen, bevor Sie die Ausrüstung arbeiten lassen.

Im Allgemeinen ist es wichtig, sicherzustellen, dass die im System verwendeten Flüssigkeiten für die erwarteten Temperaturen geeignet sind, unter Berücksichtigung des atmosphärischen Drucks, wenn Höhenbedingungen beteiligt sind. Herstellerberatung sollte eingeholt werden, wenn es Fragen gibt, welche Art von Flüssigkeiten bei kalten Temperaturen geeignet sind.

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Auswirkungen hoher Temperaturen auf Hydrauliksysteme

Wenn Hydraulikflüssigkeiten und Schmierstoffe über längere Zeiträume hohen Temperaturen ausgesetzt sind, beginnen die Flüssigkeiten, eine dauerhafte Verschlechterung und eine starke Viskositätsreduzierung zu erfahren (d. h., die Flüssigkeit wird viel dünner und weniger viskos). Die Verschlechterung der Hydraulikflüssigkeit führt zu Oxidation (tatsächlich erhöht sich die Oxidationsrate selbst signifikant mit der Temperatur) und der Bildung von problematischem Schlamm. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit chemische Reaktionen zwischen abbauenden Additiven erfahren, die alle die Leistung der Flüssigkeit und des Hydrauliksystems als Ganzes ernsthaft beeinträchtigen.

Die reduzierte Viskosität kann Schmierstoffe und Hydrauliköl nutzlos machen, wenn es darum geht, Komponenten durch Reduzierung der Reibung, Verhinderung von abrasivem Schaden und Minimierung der Verschleißgeschwindigkeit zu schützen. Eine Viskositätsänderung beeinflusst auch das Verhalten der Hydraulikflüssigkeit selbst und beeinträchtigt die Leistung des Hydrauliksystems als Ganzes negativ. Abhängig von einer Kombination aus Druck und Temperatur können einige Flüssigkeiten tatsächlich einen Dampfzustand erreichen – was offensichtlich zu beschädigten Systemen und Komponenten führen wird.

Während die Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit, die einen VI (Viskositätsindex)-verbessernden Additiv enthält, das Problem der reduzierten Viskosität bei hohen Temperaturen lindern kann, ist es lebenswichtig, sich daran zu erinnern, dass längere Exposition gegenüber hohen Temperaturen dazu führen kann, dass dieser Additiv selbst abbaut – was bedeutet, dass VI-verbessernde Additive keine einfache Lösung für das Problem sind. Noch interessanter ist die Tatsache, dass längere Hochtemperatur-Betriebsbedingungen andere kritische Additive erschöpfen können, einschließlich Schaumhemmer, Rostinhibitoren, Verschleißschutz-Zusätze und Antioxidantien.

Da sich die Flüssigkeitsverschlechterung fortsetzt und wichtige Additive wie Rostinhibitoren und Verschleißschutz-Zusätze beginnen, sich zu erschöpfen, werden die Komponenten im System (Hydraulikmotoren, Pumpen, Ventile) beginnen, beschleunigten Verschleiß zu erfahren. Systemleistung und Effizienz sinken weiter, und das System beginnt, seine eigene Wärme zu erzeugen. Das Ergebnis ist ein tödlicher Zyklus der Beschädigung Ihres Hydrauliksystems als Ganzes und der Komponenten darin. Wenn der beschleunigte Verschleiß ungehindert fortgesetzt wird, können sich Metallpartikel von der Oberfläche abnutzen, Flocken und winzige Partikel bilden, die die Hydraulikflüssigkeit verunreinigen und den Verschleiß verschlimmern.

Kurz gesagt: Längere Exposition gegenüber hohen Temperaturen kann ein Hydrauliksystem im Laufe der Zeit zerstören.

Ursachen der Wärmeerzeugung in Hydrauliksystemen

Hohe Temperaturen können durch extreme Umgebungstemperaturen resultieren, sind aber wahrscheinlicher das Ergebnis der Wärmeerzeugung innerhalb des Hydrauliksystems. Da Hitze so schädlich für ein Hydrauliksystem sein kann, ist es wichtig, die Quelle der Wärmeerzeugung zu lokalisieren. Wärmeerzeugung resultiert häufig aus Flüssigkeit, die von einem Bereich mit hohem Druck in einen Bereich mit niedrigem Druck fließt, ohne mechanische Arbeit zu leisten. Eine Quelle für einen solchen Druckverlust ist Reibung. Hohe Reibung im System wird Hitze erzeugen, und Quellen können Folgendes umfassen:

• Unsachgemäß geschmierte Komponenten (z. B. nicht genug Schmierung oder nicht die richtige Art)
• Verwendung einer Flüssigkeit mit zu hoher Viskosität für das System, was zu Reibung innerhalb der Flüssigkeit führt
• Verwendung einer Flüssigkeit mit zu niedriger Viskosität, die Oberflächen nicht vor übermäßigem Verschleiß schützt
• Druckaktivierte Kolbendichtungen
• Flüssigkeit, die mit hoher Geschwindigkeit durch eine verengende Öffnung oder Beschränkung strömt
• Flüssigkeit, die durch einen eingeschränkten Durchgang fließt

Andere Wärmequellen können die Kompression von belüfteten Flüssigkeiten umfassen, was auftritt, wenn die Hydraulikflüssigkeit mit Luft verunreinigt ist. Die Kompression von belüfteter Flüssigkeit innerhalb einer Pumpe kann schnell zu Temperaturen um 1.100 °C (2.000 °F) führen.

In einigen Fällen wird die Hitze möglicherweise nicht vom System selbst erzeugt. Wenn das Hydrauliksystem in der Nähe einer Wärmequelle betrieben wird, könnte dies Probleme für das Hydrauliksystem verursachen. Ein Mangel an angemessener Belüftung kann ebenfalls zu erhöhten Temperaturen führen.

Fazit

Temperatur极端werte werden die Leistung Ihres Hydrauliksystems beeinflussen und zu ernsthaften (und teuren) Schäden führen, wenn nichts unternommen wird, um entweder die Temperaturprobleme zu beheben oder das System vor den Auswirkungen der Temperatur zu schützen. Dies gilt, egal ob es sich um einen kleinen Schneepflug handelt, der unter extrem kalten Umgebungsbedingungen arbeitet, oder um ein Hydrauliksystem in einer Fertigungsanlage, das genug Hitze erzeugt, um seine Betriebstemperatur über die empfohlenen Grenzen zu heben. Die unmittelbarste Auswirkung der Temperatur betrifft die Viskosität der Flüssigkeit: Kalte Temperaturen erhöhen die Flüssigkeitsviskosität, machen sie dicker; hohe Temperaturen hingegen verringern die Viskosität der Flüssigkeit. Solche Viskositätsänderungen können schnell zu dauerhaften Schäden am Hydrauliksystem und seinen Komponenten führen.

Leistungsänderungen können auf Betriebstemperaturen zurückzuführen sein, und die Behandlung dieser Probleme bei Hochtemperatursituationen erfordert einige Ermittlungsarbeit, um die Quelle und Ursache der Wärmeerzeugung zu bestimmen.

MAC Hydraulics

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