Hydraulické kvapaliny v hydrostatických mechanizmoch (4. časť)

†prof. Ing. Ivan Petranský, DrSc.

Ing. Marek Bolla

doc. Ing. Štefan Drabant, CSc.

doc. Ing. Zdenko Tkáč, PhD.

doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc.

Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra

V tejto časti príspevku poukážeme na tepelnú závislosť viskozity pracovných kvapalín a jej grafické zobrazenie.

Kinematická viskozita a teplota kvapaliny

Vzhľadom na teplotnú závislosť kinematickej viskozity kvapaliny, výrobcovia prevodníkov sú nútení uvádzať viac hodnôt kinematickej viskozity a teplôt kvapaliny. Pre rôzne druhy prostredí sú používané rôzne druhy kvapalín. V oblasti nízkych teplôt okolitého prostredia sa používajú „riedke“ kvapaliny, t.j. s nižšou kinematickou viskozitou pri rovnakej teplote. V oblasti vyšších teplôt okolitého prostredia sa používajú „husté“ kvapaliny, t.j. s vyššou kinematickou viskozitou pri rovnakej teplote. Grafickým znázornením závislosti viskozity od teploty je viskozitno-teplotná krivka, ktorá je typická pre každý typ kvapaliny. Strmosť viskozitno-teplotnej krivky vyjadruje viskozitný index VI. Čím je hodnota VI nižšia, tým sa viskozita s teplotou viac mení a viskozitno-teplotná krivka je strmšia. Na obr. 9 sú v diagrame viskozita-teplota znázornené viskozitno-teplotné krivky pre oleje viskozitnej triedy ISO VG 32 (VI=170), ISO VG 46 (VI=180), ISO VG 68 (VI=180) a ISO VG 100 (VI=165) tak, ako ich uvádza firma SAUER-DANFOSS (2003). Hodnota VG vyjadruje strednú hodnotu kinematickej viskozity pri teplote 40°C. Priestor medzi viskozitno-teplotnými krivkami (obr. 9) charakterizuje rozsah možných kinematických viskozít použitých kvapalín. Z diagramu viskozita-teplota pre konkrétne použité oleje v hydraulickom systéme určíme rozsah prevádzkovej a optimálnej teploty. Rozsah prevádzkovej teploty kvapaliny je daný minimálnou prevádzkovou teplotou tmin a maximálnou prevádzkovou teplotou tmax. V tomto rozsahu teplôt môže byť prevodník plne zaťažovaný s projektovanými parametrami. Minimálna prevádzková teplota kvapaliny tmin, je teplota od ktorej materiál použitých častí a prvkov má všetky mechanické vlastnosti vhodné pre plné zaťažovanie prevodníka. Prevádzka prevodníka je najvýhodnejšia v rozsahu optimálnej teploty kvapaliny danej minimálnou optimálnou teplotou topmin a maximálnou optimálnou teplotou kvapaliny topmax Niekedy je udávaná iba jedna hodnota teploty nazvaná ako optimálna teplota kvapaliny top. Pri optimálnej teplote bývajú zväčša udávané charakteristické parametre prevodníkov alebo ich charakteristiky a pri tejto teplote sa dosiahne optimálna kinematická viskozita. Na obr. 10 je znázornený diagram viskozita-teplota pre olej MADIT PP 80 (Slovnaft a.s., Bratislava), VI = 82. Olej MADIT PP 80 je automobilový prevodový ropný olej s prísadami na zvýšenie únosnosti mazacieho filmu. Olej je určený na mazanie mechanických prevodoviek a rozvodoviek (s výnimkou hypoidných) automobilov a mobilných mechanizmov vystavených nízkym teplotám. V traktoroch ZŤS olej PP 80 plní aj úlohy hydraulického oleja v hydraulickom systéme traktora. Z diagramu viskozita-teplota pre olej MADIT PP 80 vyplývajú nasledovné hodnoty teplôt:

• Minimálna prevádzková teplota oleja tmin = 40 °C.

• Maximálna prevádzková teplota oleja tmax = 85 °C.

• Minimálna optimálna teplota oleja topmin = 52,5 °C.

• Maximálna optimálna teplota oleja topmax = 77,5 °C.

Na obr. 11 je znázornený diagram viskozita-teplota pre olej MADIT OH-HM 46 (Slovnaft a.s., Bratislava), VI = 105. Olej MADIT OH-HM 46 je hydraulický, hydrogenačne rafinovaný ropný olej zušľachtený prísadami na zlepšenie oxidačnej stálosti, protikoróznych a protioderových vlastností a prísadami proti peneniu. Olej je určený pre hydrostatické mechanizmy s vysokým mechanickým a tepelným namáhaním pre stabilné aj mobilné stroje pracujúce v nechránenom prostredí. Z diagramu viskozita-teplota pre olej MADIT OH-HM 46 vyplývajú nasledovné hodnoty teplôt:

• Minimálna prevádzková teplota oleja tmin = 35 °C.

• Maximálna prevádzková teplota oleja tmax = 77,5 °C.

• Minimálna optimálna teplota oleja topmin = 46 °C.

• Maximálna optimálna teplota oleja topmax = 70 °C.

V poslednej časti príspevku sa zameriame na nositeľ tlakovej energie v hydraulických pohonoch z pohľadu ekologických prístupov v používaní mechanizačných prostriedkov.