Hydraulikpumpen und -flüssigkeiten

Pumpen können ineffizient werden oder sogar katastrophal ausfallen, nur weil die falsche Art von Hydraulikflüssigkeit verwendet wird. Woher wissen Sie, ob Sie die richtige Flüssigkeit für Ihre Hydraulikpumpe verwenden? Die Antwort auf diese Frage hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich des Pumpentyps, seiner maximalen Betriebstemperatur, seines maximalen Betriebsdrucks und sogar der Art des Materials, aus dem die Dichtungen der Pumpe bestehen.

Hydraulikflüssigkeit

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

• Energie übertragen
• Wärme abführen
• Korrosion verhindern
• Schmierung von Komponenten innerhalb des Hydrauliksystems

In den meisten Fällen ist der wichtigste Faktor die Fähigkeit der Flüssigkeit, Energie zu übertragen, aber das kann beeinträchtigt werden, wenn zu viel Wärme in der Pumpe eingeschlossen wird, interne Komponenten korrodieren können oder nicht genügend Schmierung vorhanden ist, um dies zu verhindern Oberflächenbeschädigung der internen Komponenten.

Warum Hydraulikflüssigkeit für Pumpen wichtig ist

Die Hydraulikpumpe ist das Herzstück eines jeden Hydrauliksystems, und die falsche Wahl der Flüssigkeit kann die Leistung und Lebenserwartung der Pumpe ernsthaft beeinträchtigen. Tatsächlich kann die Verwendung einer Flüssigkeit, die schlecht auf die Pumpe abgestimmt ist, zu einem katastrophalen Ausfall führen, der zu Kaskadenproblemen im gesamten System führen kann. Zu den Problemen, die infolge einer schlechten Flüssigkeitsauswahl auftreten können, gehören:

• Übermäßige Wärmeerzeugung
• Bildung von Schlamm und Firnis
• Erosion und übermäßiger Oberflächenverschleiß
• Reduzierte Lebensdauer der Komponenten
• Erheblich reduzierte Systemeffizienz

Wenn eine Pumpe eines dieser Symptome aufweist, ist es möglicherweise an der Zeit, nach einer geeigneteren Hydraulikflüssigkeit dafür zu suchen.

Schlüsseleigenschaften von Hydraulikflüssigkeiten

Bei der Auswahl einer Flüssigkeit für Ihr System ist es wichtig zu wissen, welche Eigenschaften für Ihre spezielle Anwendung wichtig sind. Zu den wichtigsten Eigenschaften einer Hydraulikflüssigkeit gehören Viskosität, Schmierung, thermische Eigenschaften, Entflammbarkeit, Stabilität und Schaumbildung.

Viskosität

Die Viskosität ist ein Maß für den Fließwiderstand einer Flüssigkeit, wobei Honig ein Beispiel für eine hohe Viskosität, Wasser ein Beispiel für eine mittlere Viskosität und die meisten Gase eine sehr niedrige Viskosität aufweisen. Sie hängt eng mit der Temperatur zusammen, wobei Hydraulikflüssigkeiten mit sinkenden Temperaturen zähflüssiger werden.

Wenn eine Hydraulikflüssigkeit eine zu hohe Viskosität hat, arbeitet das System aufgrund der Verluste, die mit der Überwindung des Bewegungswiderstands der Flüssigkeit verbunden sind, nicht effizient. Außerdem können Schäden auftreten, da Komponenten innerhalb des Systems nicht vollständig geschmiert werden. Wenn die Viskosität jedoch zu niedrig ist, kann es immer noch zu Schmierproblemen kommen und die Flüssigkeit wird die Energie nicht so effektiv übertragen.

Schmierung

Eine gute Hydraulikflüssigkeit dient als Schmiermittel innerhalb des Systems, schützt kritische Oberflächen vor Beschädigung und verhindert den Kontakt von Metall zu Metall. In einigen Fällen kann ein Hydrauliksystem oder eine Pumpe eine Hydraulikflüssigkeit mit Additiven benötigen, um ihre Schmierfähigkeit bei hohen Drücken aufrechtzuerhalten.

Thermische Eigenschaften

Es ist sehr wichtig, den erwarteten Betriebstemperaturbereich des Systems zu berücksichtigen, damit die Hydraulikflüssigkeit stabil bleibt und die gewünschte Viskosität beibehalten kann . Dies kann ein erhebliches Problem für Geräte sein, die Außentemperaturen ausgesetzt sind, insbesondere wenn die Temperaturen unter den Gefrierpunkt fallen. Außerdem muss das Fluid in der Lage sein, die durch Druckabfall und Reibung entstehende Wärme abzuführen.

Entflammbarkeit

Für den Einsatz in einer explosiven oder leicht entzündlichen Umgebung sollte Hydraulikflüssigkeit einen hohen Flammpunkt haben. Der Flammpunkt ist die Temperatur, bei der die Hydraulikflüssigkeit genügend Dampf abgibt, um sich an der Luft zu entzünden. Beachten Sie jedoch, dass sich Hydraulikflüssigkeiten auch leicht entzünden können, wenn sie unter einem ausreichend hohen Druck austreten, um einen feinen Ölnebel zu erzeugen. Hydraulikflüssigkeiten sollten nicht aus Erdöl bestehen oder große Mengen Wasser enthalten, wenn die Entflammbarkeit ein Problem darstellt.

Stabilität

Idealerweise sollte eine Hydraulikflüssigkeit nichtflüchtig sein. Es soll auch bei extremen Druckschwankungen, einem weiten Betriebstemperaturbereich und sogar bei Langzeitlagerung sowohl physikalisch als auch chemisch stabil bleiben.

Schäumen

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

Arten von Hydraulikflüssigkeiten

Es gibt drei grundlegende Arten von Hydraulikflüssigkeiten:auf Wasserbasis, auf Erdölbasis und synthetisch. Jeder Typ hat seine eigenen speziellen Eigenschaften, die ihn für bestimmte Anwendungen ideal machen. Darüber hinaus gibt es einige Flüssigkeiten, die für Anwendungen bevorzugt werden, die die Umwelt beeinträchtigen können.

Wasserbasiert

Die älteste Art von Hydraulikflüssigkeit ist auf Wasserbasis, aber in der heutigen Zeit wird sie nicht so häufig verwendet wie andere Arten von Hydraulikflüssigkeiten. Denken Sie daran, dass Wasser zwar nicht so effektiv zur Schmierung ist, aber ideal für Situationen, in denen die Möglichkeit eines Brandes ein großes Problem darstellt. Wasserbasierte Flüssigkeiten sind preislich günstiger als synthetische Flüssigkeiten, aber immer noch teurer als erdölbasierte Flüssigkeiten.

Erdölbasiert

Flüssigkeiten auf Erdölbasis werden viel häufiger verwendet als Flüssigkeiten auf Wasserbasis und sind eine billigere Alternative zu synthetischen Flüssigkeiten. Es gibt verschiedene Arten von Flüssigkeiten auf Erdölbasis, die sich voneinander unterscheiden, je nachdem, wie die Erdölprodukte verarbeitet wurden:

• Gruppe I:hergestellt aus lösemittelneutralen Mineralölen
• Gruppe II:besteht aus hydroverarbeitetem Grundöl
• Gruppe III:bestehend aus hydrogecrackten Grundölen

Die höheren Grundölgruppen tragen dazu bei, die Lebensdauer Ihrer Hydraulikpumpe zu verlängern, indem sie eine bessere Korrosionsbeständigkeit, Stabilität und Schmierung bieten. Auch wenn sie möglicherweise nicht das gleiche Leistungsniveau wie teurere synthetische Flüssigkeiten bieten, verbessert der Zusatz von Additiven ihre Eigenschaften. Eines der Probleme mit erdölbasierter Hydraulikflüssigkeit ist jedoch die Neigung zur Bildung von Schlamm, der die Leistung und Effizienz der Hydraulikpumpe beeinträchtigen kann.

Additive machen etwa 1 % oder weniger von Flüssigkeiten auf Erdölbasis aus, haben aber einen enormen Einfluss auf die Leistung von Hydraulikflüssigkeiten. Zu den wichtigsten Komponenten des Additivpakets gehören Antioxidantien, Verschleißschutzkomponenten, Schauminhibitoren, Viskositätsmodifikatoren und Rostinhibitoren.

Synthetisch



Synthetische Hydraulikflüssigkeiten werden künstlich hergestellt und speziell entwickelt, um Hochleistungseigenschaften zu bieten, die auch in brennbaren Umgebungen gut funktionieren. Diese Flüssigkeiten sind die teuersten, aber sie funktionieren besser als die anderen Arten von Hydraulikflüssigkeiten, wenn sie extremen Temperaturschwankungen und hohen Drücken ausgesetzt sind. Im Gegensatz zu Flüssigkeiten auf Erdöl- und Wasserbasis können sie jedoch mit bestimmten Dichtungsmaterialien inkompatibel und giftig sein.

Hydraulikflüssigkeiten und Pumpentyp

Die drei häufigsten Arten von Pumpen sind Zahnrad-, Flügel- und Kolbenpumpen. Die Anforderungen jeder Pumpe sind leicht unterschiedlich .

Zahnradpumpen

Zahnradpumpen arbeiten, indem sie Flüssigkeit zwischen der Innenwand des Getriebegehäuses und dem eingeschlossenen Luftvolumen der kämmenden Zahnradzähne komprimieren. Sie werden normalerweise als intern oder extern klassifiziert, wobei Innenzahnradpumpen die zuverlässigeren der beiden sind. Außerdem können Innenzahnradpumpen kurzzeitig trocken laufen. Die meisten Zahnradpumpen benötigen eine Flüssigkeit, die einer maximalen Temperatur und einem maximalen Druck von 158 °F, 500 psi standhalten kann. Zahnradpumpen funktionieren am besten mit Flüssigkeiten mit einer ISO-VG-Viskosität von 15 bis 32 für eine maximale Temperatur von 140 °F und 32 bis 68 für eine maximale Temperatur von 158 °F.

Flügelzellenpumpen

In einer Flügelzellenpumpe sind Rotoren mit Schlitzen an einer Welle montiert, die sich exzentrisch zu einem Nockenring dreht und so Flügelkammern erzeugt. Die Schaufelkammern auf der Druckseite nehmen an Volumen ab und drängen Flüssigkeit heraus; die auf der Ansaugseite erhöhen das Volumen und saugen Flüssigkeit an. Bei Flügelzellenpumpen mit einem Betriebsdruck von 500 psi kann die ISO-VG-Viskosität zwischen 15 und 22 liegen. Wenn der maximale Betriebsdruck bei etwa 1000 psi liegt, hängt die Viskosität stark davon ab auf die maximale Betriebstemperatur. Für Betriebstemperaturen bis 104 °F sollte die Viskosität zwischen 10 und 15 liegen; für Temperaturen zwischen 104 und 140 °F beträgt die empfohlene Viskosität 15 bis 32. Wenn die maximalen Betriebstemperaturen voraussichtlich 158 °F erreichen, wird eine Flüssigkeit mit höherer Viskosität in der Größenordnung von 22 bis 46 dringend empfohlen.

Kolbenpumpen



Kolbenpumpen sind etwas komplexer und können viel höhere Drücke erreichen als Flügelzellen- oder Zahnradpumpen. Bei niedrigen Drücken um 500 psi und Temperaturen bis zu 158 °F sollte die Viskosität bei etwa 15 bis 22 liegen. Bei mittleren bis hohen Drücken (um 4.250 psi) ist die Viskosität stark temperaturabhängig, wie dies bei Lamellenmotoren der Fall war.

Zusammenfassung

Sofern eine Zahnradpumpe nicht in einer sehr brennbaren Umgebung verwendet wird, sollten entweder auf Erdöl basierende oder synthetische Flüssigkeiten gut funktionieren. Die Viskosität der Flüssigkeit – einer der wichtigsten Faktoren bei der Auswahl einer Hydraulikflüssigkeit – hängt stark von Temperatur und Druck ab, wobei Arbeitsbedingungen bei niedrigen Temperaturen eine Flüssigkeit mit niedrigerer Viskosität erfordern. Außerdem muss die Flüssigkeit mit den in der Pumpe verwendeten Dichtungen chemisch kompatibel sein; Dies ist typischerweise ein Problem im Zusammenhang mit der Verwendung synthetischer Flüssigkeiten.

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