理论教育 污染物对燃油、润滑油和工作液使用性能的影响分析

污染物对燃油、润滑油和工作液使用性能的影响分析

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:燃油、润滑油和液压系统的工作液中含有固态杂质、水、空气和微生物等污染物,对于其润滑性、抗氧化性、热稳定性和其他性能都会产生不利的影响。虽然这些产物不是坚硬的物质,但对各种装置的工作产生不良影响。燃油、润滑油和工作液中有了水分会使金属锈蚀。作为碳氢化物的燃油和润滑油受微生物污染后其腐蚀能力大大增强,改变油的黏度,使润滑油的润滑性能恶化。

污染物对燃油、润滑油和工作液使用性能的影响分析

燃油、润滑油液压系统的工作液中含有固态杂质、水、空气和微生物等污染物,对于其润滑性、抗氧化性、热稳定性和其他性能都会产生不利的影响。检验技术用液体时,要确定允许的老化和污染程度,为此,要测定黏度、酸度、有无固态杂质、空气和水。黏度较低的液体具有较高的渗透能力,因而使机构中内部泄漏增加,装置的流量减少,动力系统的刚性降低,黏度较高的液体,其润滑性能恶化,机械零件上的油膜强度降低,甚至遭受破坏,因而增大摩擦面之间的摩擦力,引起零件发热。液体黏度低于20×10-6m2/s时,液压系统的泵的流量急剧降低,液压马达效率降低,功率的无效损失增大,零件磨损增大。例如,飞机和直升机的燃气涡轮发动机,其单位机械负荷和热负荷都很高,如润滑油受污染,作为涡轮-压气机转子支承的滑动轴承的磨损量急剧增大。润滑油黏度降低的原因是润滑油老化,而润滑油老化一是由于润滑油氧化和与别种润滑油掺和;二是润滑油在高压下通过节流装置时受挤压,液体温度高会促使其氧化。已经确定:工作温度超过70~80℃,工作液寿命就降低978-7-111-48792-0-Chapter03-6.jpg。在污染物和高温作用下以及当工作液中存在空气时,工作液中酸值发生变化,而且添加剂失效。

工作液中有气泡会使摩擦面上的油膜破裂,液体散热条件恶化并降低过滤器的通过能力。

液压阀作用滞后的时间与工作液中空气含量的关系如图3-5所示。空气中的氧促使工作液氧化,而工作液又为其氧化物(棉絮状沉淀物和残渣等)所污染。虽然这些产物不是坚硬的物质,但对各种装置的工作产生不良影响。如在内燃机中,这些产物使积炭增加,加速气缸活塞组以及活塞环的结焦。油压系统中的有机杂质堵塞节流阀的通流截面、过滤器的网眼和滑阀式换向阀的间隙。工作液中氧化产物还大大加速各装置的金属零件的锈蚀。

燃油、润滑油和工作液中有了水分会使金属(包括有色金属)锈蚀。低温条件下水冻结成冰使过滤元件为结冰的晶粒所堵塞。燃油和润滑油容器中沉淀出来的水结冰使容器的保护层遭到机械破坏。润滑油中有了水会生成有机酸,使油的酸度增大。水与油混合生成稳定的乳浊液,其稳定性取决于油的物理化学性能。改变温度和压力,工作液中乳化了的水可部分溶解于液体中。由于水分蒸发在油膜中形成微小水滴,破坏了摩擦面上的油膜,因而使摩擦面的磨损增大百分之五十到一倍。

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图3-5 液压阀作用滞后的时间与工作液中空气含量的关系

液压机构中零件的磨损程度与工作液中水的质量分数的关系如图3-6所示,水的质量分数超过0.5%时,零件磨损急剧增大,小于0.1%时磨损不增加。工业用液压系统的工作液中水的质量分数不允许超过0.01%~0.02%。变压器油中即使只有少量的水也会增强油中所含的低分子有机酸的腐蚀能力,使腐蚀速度提高14~19倍以上,从石油制取的工作液中有了水会形成一种十分稳定的油水乳浊液,并在—定条件下可形成有机残渣,堵塞过滤器、泵和调节装置。形成油水乳浊液后,油的黏度发生变化,导致各种机构的快速作用和位置精度的丧失。燃油和润滑油中有了水促使其中微生物繁殖。作为碳氢化物的燃油和润滑油受微生物污染后其腐蚀能力大大增强,改变油的黏度,使润滑油的润滑性能恶化。微生物还能促使金属发生电化学腐蚀。燃油表的传感器表面有了微生物会使读数飘移,甚至发生故障。在高湿度和高温度的环境条件下,微生物的作用最为活跃。

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图3-6 液压机构中零件的磨损程度与工作液中水的质量分数的关系

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