Med globala frågor som höjer priserna välkomnas effektivitetsförbättringar.
Inom smörjmedelsvärlden är det en accepterad praxis att leta efter möjligheter att maximera effektiviteten.
Inom fordonsindustrin, och särskilt inom utvecklingen av motorolja och transmissionsolja, har effektivitet länge varit ordet på gatan.
Men hur är det med effektivitet i hydraulikvätskans värld?
Detta är inte ett traditionellt övervägande när det gäller att fokusera på effektivitet, men effektiva hydraulvätskor är något som kan och bör övervägas i vår kostnadsmedvetna värld. Men med hydraulvätskor är effektiviteten inte lika enkel att uppnå som med mer traditionella vätskor.
Med motor- och transmissionsoljor är dragfaktorer och friktionsminskning de viktigaste övervägandena. Genom att fokusera på viskositetsminskning och sänka friktionskoefficienten kan effektivitetsminskning effektivt uppnås.
I ett hydraulsystem finns det två konkurrerande mekanismer som bör beaktas: För det första den traditionella effektivitetsmekanismen - där målet är att flytta vätskan genom pumpen med minimal ansträngning. Detta kallas Mekanisk effektivitet.
Den andra mekanismen att ta itu med är det faktiska arbetet som hydraulvätskan gör. Vätskan startar i en sump och pumpas sedan runt systemet och manövrerar hydraulcylindrar under tryck medan den går, innan den återgår till sumpen. Hydraulkretsen är inte perfekt, det finns flödesförluster i någon hydraulisk komponent och läckage kommer att inträffa, vilket minskar mängden arbetsvätska som faktiskt återvänder direkt till sumpen. För varje tio liter vätska som pumpas i början av kretsen kommer kanske bara nio liter tillbaka. Detta kallas Volumetrisk effektivitet och i det här exemplet är systemet endast 90% effektivt.
Båda dessa mekanismer måste beaktas och en stor fråga är att de är motsägelsefulla. Ju lägre viskositeten hos hydraulvätskan är, desto mer mekaniskt effektiv är den. Vätskor med låg viskositet läcker emellertid lätt ut ur systemet, medan vätskor med hög viskositet är mer robusta inom detta område. Detta illustreras bäst i grafen nedan, Figur 1, där det kan ses att vätskans viskositet verkar på ett motsägelsefullt sätt i de två effektivitetsmekanismerna.
Figur 1 — Viskositet till effektivitetsförhållande graf
Den streckade linjen som kan ses i grafen är systemets totala effektivitet. Detta kan bestämmas genom produkten av volymetrisk effektivitet och mekanisk effektivitet
Total effektivitet = mekanisk effektivitet * volymetrisk effektivitet
Den vita zonen på diagrammet belyser den optimala viskositeten för vätskan för att ge maximal effektivitet.
Idealiskt kommer Maximering av den vita zonen att ge ett effektivare system och gör det möjligt för ägare och operatörer att minska kostnaderna för sin verksamhet . Traditionella hydraulvätskor är monograde formuleringar och kommer att ha ett viskositetsindex, VI, på cirka 95.
Att öka VI för en formulering kommer att öka vätskans driftsområde och i slutändan öka den optimala driftszonen när det gäller effektivitet. Ökning av VI minskar viskositetsförändringen över ett temperaturområde och visas i diagrammet nedan, Figur 2 .
Den röda linjen är en traditionell vätska, och den gröna linjen är en högre VI-optimerad vätska. Ju plattare linjen desto bredare är det optimerade viskositetsområdet.
Figur 2 — Viskositetsindexdiagram som visar en optimerad viskositet till temperaturposition
När detta översätts till den ursprungliga effektivitetsgrafen blir effekten att den volymetriska kurvan och den mekaniska kurvan närmar sig varandra och i slutändan blir den optimerade arbetszonen nu bredare, vilket ger operatören mer effektivitet över ett bredare temperaturområde. Se figur 3.
Att skapa en flergradig hydraulvätska är ganska enkelt men är dyrare än monogradeekvivalenten. Genom att introducera en polymerisk viskositetsmodifierare och justera basoljemixen kan du skapa en multigrade ISO 32/46/68 beroende på vad som behövs för utrustningen.
Kostnaden för vätskan kan vara högre från början, men det har beräknats att effektiviteten kan förbättras med upp till 28% och driftskostnaderna kan förbättras med upp till 2,7% i mobil utrustning och 8,5% i stationär utrustning*.
I en ålder där varje 31 öre räknas, att införa en flergradig hydraulvätska är värt seriöst övervägande, eftersom det kommer att maximera effektiviteten hos ditt system och kan minska driftskostnaderna avsevärt.
Figur 3 — Optimerad diagram över förhållandet mellan viskositet och effektivitet
Artikel skriven av Andrew Gelder, teknisk produkt- och försäljningschef, Lubricants & Energy, IMCD
Denna artikel publicerades ursprungligen i UKLA:s januari 2023-utgåva av Lube Magazine.