Die richtige Hydraulikflüssigkeit wählen: Pumpen-Effizienz und Langlebigkeit sicherstellen

Pumpen können ineffizient werden oder sogar katastrophal ausfallen, einfach weil die falsche Art von Hydraulikflüssigkeit verwendet wird. Wie wissen Sie, ob Sie die richtige Art von Fluid für Ihre Hydraulikpumpe verwenden? Die Antwort auf diese Frage hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Art der Pumpe, ihrer maximalen Betriebstemperatur, ihres maximalen Betriebsdrucks und sogar der Art des Materials, aus dem die Dichtungen der Pumpe hergestellt sind.

Hydraulikflüssigkeit

Hydraulikflüssigkeit (manchmal als Hydrauliköl bezeichnet) kann in einem Hydrauliksystem und seinen einzelnen Komponenten – einschließlich Pumpen – mehrere Zwecke erfüllen. Diese Zwecke umfassen Folgendes:

• Energie übertragen
• Wärme ableiten
• Korrosion verhindern
• Komponenten innerhalb des Hydrauliksystems schmieren

In den meisten Fällen ist der wichtigste Faktor die Fähigkeit des Fluids, Energie zu übertragen, aber dies kann beeinträchtigt werden, wenn zu viel Wärme in der Pumpe gefangen bleibt, interne Komponenten korrodieren dürfen oder nicht genug Schmierung vorhanden ist, um Oberflächenschäden an den internen Komponenten zu verhindern.

Warum Hydraulikflüssigkeit für Pumpen wichtig ist

Die Hydraulikpumpe ist das Herz jedes Hydrauliksystems, und die falsche Wahl des Fluids kann die Leistung und Lebenserwartung der Pumpe ernsthaft beeinträchtigen. Tatsächlich kann die Verwendung eines Fluids, das schlecht zur Pumpe passt, zu einem katastrophalen Ausfall führen, der kaskadierende Probleme im gesamten System verursachen kann. Probleme, die als Folge einer schlechten Fluidwahl auftreten können, umfassen:

• Übermäßige Wärmeerzeugung
• Bildung von Schlamm und Lack
• Erosion und übermäßiger Oberflächenverschleiß
• Verringerte Komponentenlebensdauer
• Deutlich reduzierte Systemeffizienz

Wenn eine Pumpe eines dieser Symptome zeigt, ist es möglicherweise an der Zeit, ein geeigneteres Hydraulikfluid für sie zu recherchieren.

Schlüsseleigenschaften von Hydraulikflüssigkeiten

Wenn es an der Zeit ist, ein Fluid für Ihr System auszuwählen, ist es wichtig zu wissen, welche Eigenschaften für Ihre spezifische Anwendung wichtig sind. Die wichtigsten Eigenschaften eines Hydraulikfluids sind seine Viskosität, Schmierung, thermische Eigenschaften, Entflammbarkeit, Stabilität und Schaumbildung.

Viskosität

Viskosität ist ein Maß für den Widerstand eines Fluids gegen Fließen, wobei Honig ein Beispiel für hohe Viskosität, Wasser für mittlere Viskosität und die meisten Gase sehr niedrige Viskosität aufweisen. Sie steht in engem Zusammenhang mit der Temperatur, wobei Hydraulikflüssigkeiten bei sinkenden Temperaturen viskoser werden.

Wenn ein Hydraulikfluid eine zu hohe Viskosität hat, wird das System aufgrund der Verluste, die beim Überwinden des Widerstands des Fluids gegen Bewegung entstehen, nicht effizient arbeiten. Darüber hinaus kann Schaden entstehen, weil Komponenten im System nicht vollständig geschmiert werden. Wenn die Viskosität jedoch zu niedrig ist, kann es immer noch Schmierungsprobleme geben und das Fluid wird nicht so effektiv bei der Energieübertragung sein.

Schmierung

Ein gutes Hydraulikfluid dient als Schmiermittel im System, schützt kritische Oberflächen vor Schäden und verhindert Metall-auf-Metall-Kontakt. In einigen Fällen kann ein Hydrauliksystem oder eine Pumpe ein Hydraulikfluid mit Additiven erfordern, um seine Schmierfähigkeit bei hohen Drücken aufrechtzuerhalten.

Thermische Eigenschaften

Es ist sehr wichtig, den erwarteten Betriebstemperaturbereich des Systems im Auge zu behalten, damit das Hydraulikfluid stabil bleibt und die gewünschte Viskosität beibehält. Dies kann ein erhebliches Problem für Geräte darstellen, die Außentemperaturen ausgesetzt sind, insbesondere wenn die Temperaturen unter den Gefrierpunkt fallen. Darüber hinaus muss das Fluid in der Lage sein, die durch Druckabfälle und Reibung erzeugte Wärme abzuleiten.

Entflammbarkeit

Für den Einsatz in explosiver oder hochentzündlicher Umgebung sollte Hydraulikflüssigkeit einen hohen Flammpunkt haben. Der Flammpunkt ist die Temperatur, bei der das Hydraulikfluid genug Dampf abgibt, um sich in Luft zu entzünden. Beachten Sie jedoch, dass Hydraulikflüssigkeiten auch leicht entzünden können, wenn sie unter einem ausreichend hohen Druck entladen werden, um einen feinen Ölnebel zu erzeugen. Hydraulikflüssigkeiten sollten eine nicht-petroleum-basierte Zusammensetzung haben oder große Mengen Wasser enthalten, wenn Entflammbarkeit ein Problem ist.

Stabilität

Idealerweise sollte ein Hydraulikfluid nicht flüchtig sein. Es sollte sowohl physikalisch als auch chemisch stabil bleiben, selbst bei extremen Druckschwankungen, einem weiten Betriebstemperaturbereich und sogar langfristiger Lagerung.

Schaumbildung

Ein weiteres potenzielles Problem bei Hydraulikflüssigkeiten ist Schaumbildung, die auftritt, wenn das Hydraulikfluid eingeschlossene Gase freisetzt. Schaumbildung kann zu einer Erhöhung der Systemtemperatur sowie zu einem Verlust an Hydraulikfluid führen, wenn die Gase freigesetzt werden.

Arten von Hydraulikflüssigkeiten

Es gibt drei grundlegende Arten von Hydraulikflüssigkeit: wasserbasiert, petroleum-basiert und synthetisch. Jeder Typ hat seine eigenen besonderen Eigenschaften, die ihn für bestimmte Anwendungen ideal machen. Darüber hinaus gibt es einige Flüssigkeiten, die für Anwendungen bevorzugt werden, die die Umwelt beeinflussen können.

Wasserbasiert

Die älteste Art von Hydraulikflüssigkeit ist wasserbasiert, aber in modernen Zeiten wird sie nicht so häufig wie andere Arten von Hydraulikflüssigkeiten verwendet. Beachten Sie, dass Wasser zwar nicht so effektiv bei der Schmierung sein mag, es jedoch ideal für Situationen ist, in denen die Möglichkeit von Feuer ein großes Problem darstellt. Was den Preis betrifft, sind wasserbasierte Flüssigkeiten billiger als synthetische Flüssigkeiten, aber immer noch teurer als petroleum-basierte Flüssigkeiten.

Petroleum-basiert

Petroleum-basierte Flüssigkeiten werden weit häufiger verwendet als wasserbasierte Flüssigkeiten und sind eine günstigere Alternative zu synthetischen Flüssigkeiten. Es gibt verschiedene Arten von petroleum-basierten Flüssigkeiten, die sich danach unterscheiden, wie die Erdölprodukte verarbeitet wurden:

• Gruppe I: hergestellt aus lösungsmittelneutralen Mineralölen
• Gruppe II: bestehend aus hydrobehandelten Basisölen
• Gruppe III: bestehend aus hydrocrackten Basisölen

Die höheren Basisölgruppen tragen dazu bei, die Lebensdauer Ihrer Hydraulikpumpe zu verlängern, indem sie bessere Korrosionsbeständigkeit, Stabilität und Schmierung bieten. Obwohl sie möglicherweise nicht das gleiche Leistungsniveau wie teurere synthetische Flüssigkeiten bieten, verbessern die Zugabe von Additiven ihre Eigenschaften. Ein Problem mit petroleum-basiertem Hydraulikfluid ist jedoch die Neigung zur Schlammbildung, die die Leistung und Effizienz der Hydraulikpumpe beeinträchtigen kann.

Additive machen etwa 1 % oder weniger von petroleum-basierten Flüssigkeiten aus, haben aber einen enormen Einfluss auf die Hydraulikflüssigkeitsleistung. Wichtige Additivpaketkomponenten sind Antioxidantien, Verschleißschutzadditive, Schaumhemmer, Viskositätsmodifizierer und Rostinhibitoren.

Synthetisch

Synthetische Hydraulikflüssigkeiten sind künstlich hergestellt und speziell für die Bereitstellung von Hochleistungseigenschaften konzipiert, die auch in entzündlichen Umgebungen gut funktionieren. Diese Flüssigkeiten sind am teuersten, aber sie funktionieren besser als die anderen Arten von Hydraulikflüssigkeiten, wenn sie extremen Temperaturschwankungen und hohen Drücken ausgesetzt sind. Allerdings können sie im Gegensatz zu petroleum-basierten und wasserbasierten Flüssigkeiten mit bestimmten Dichtungsmaterialien inkompatibel sein und giftig sein.

Hydraulikflüssigkeiten und Pumpentyp

Die drei häufigsten Pumpentypen sind Zahnrad-, Schaufel- und Kolbenpumpen. Die Bedürfnisse jeder Pumpe unterscheiden sich leicht.

Zahnradpumpen

Zahnradpumpen arbeiten, indem sie Fluid zwischen der Innenwand des Zahnradgehäuses und dem eingeschlossenen Luftvolumen der verzahnten Zahnräder komprimieren. Sie werden normalerweise als interne oder externe klassifiziert, wobei interne Zahnradpumpen die zuverlässigeren der beiden sind. Darüber hinaus können interne Zahnradpumpen für kurze Zeiträume trocken laufen. Die meisten Zahnradpumpen benötigen ein Fluid, das eine maximale Temperatur und einen maximalen Druck von 70 °C (158 °F), 34,5 bar (500 psi) bewältigen kann. Zahnradpumpen arbeiten am besten mit Flüssigkeiten, die eine ISO-VG-Viskosität von 15 bis 32 für eine maximale Temperatur von 60 °C (140 °F) und 32 bis 68 für eine maximale Temperatur von 70 °C (158 °F) haben.

Schaufelpumpen

In einer Schaufelpumpen sind Rotoren mit Schlitzen auf einer Welle montiert, die exzentrisch zu einem Nockenring rotiert, wodurch Schaufelkammern entstehen. Die Schaufelkammern auf der Druckseite verringern ihr Volumen und drücken Fluid aus; jene auf der Saugseite vergrößern ihr Volumen und saugen Fluid an. Für Schaufelpumpen mit einem Betriebsdruck von 34,5 bar (500 psi) kann die ISO-VG-Viskosität von 15 bis 22 reichen. Wenn der maximale Betriebsdruck bei etwa 69 bar (1000 psi) liegt, ist die Viskosität stark von der maximalen Betriebstemperatur abhängig. Für Betriebstemperaturen bis 40 °C (104 °F) sollte die Viskosität zwischen 10 und 15 liegen; für Temperaturen zwischen 40 und 60 °C (104 und 140 °F) wird eine Viskosität von 15 bis 32 empfohlen. Wenn maximale Betriebstemperaturen von 70 °C (158 °F) erwartet werden, wird ein Fluid mit höherer Viskosität in der Größenordnung von 22 bis 46 dringend empfohlen.

Kolbenpumpen

Kolbenpumpen sind etwas komplexer und können viel höhere Druckniveaus erreichen als Schaufel- oder Zahnradpumpen. Für niedrige Drücke um 34,5 bar (500 psi) und Temperaturen bis 70 °C (158 °F) sollte die Viskosität bei etwa 15 bis 22 liegen. Für mittlere bis hohe Drücke (ca. 293 bar / 4.250 psi) ist die Viskosität wie bei Schaufelmotoren stark temperaturabhängig.

Zusammenfassung

Es sei denn, eine Zahnradpumpe wird in einer hochentzündlichen Umgebung eingesetzt, sollten entweder petroleum-basierte oder synthetische Flüssigkeiten gut funktionieren. Die Viskosität des Fluids – einer der wichtigsten Faktoren bei der Auswahl eines Hydraulikfluids – hängt stark von sowohl Temperatur als auch Druck ab, wobei niedrigtemperaturige Arbeitsbedingungen ein niedrigerviskoses Fluid erfordern. Darüber hinaus muss das Fluid chemisch verträglich mit den in der Pumpe verwendeten Dichtungen sein; dies ist typischerweise ein Problem im Zusammenhang mit der Verwendung synthetischer Flüssigkeiten.

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