液壓油液清潔度測試分析研究

李健生，趙計明，錢振朋

（山推工程機械股份有限公司，山東 濟寧 272073）

推土機由傳統的機械傳動向靜壓傳動發展，對液壓油的要求越來越高，尤其是全液壓推土機，泵、馬達件對油液清潔度的要求越來越高，隨著柱塞泵和馬達在工程機械上的使用越來越廣泛，對液壓油液清潔度的要求也越來越高，所以液壓油液清潔度的測試和換油指標的分析也越來越重要。

1 液壓油清潔度測試

1.1 固體顆粒污染物的測量

1.1.1 油液清潔度等級標準

1）ISO標準

ISO 4406-1987（兩位數系統）采用2個顆粒尺寸即5mm和15mm作為檢測清潔度的特征粒度。它是以光學顯微鏡測量顆粒尺寸，共分為26個等級代碼（從0．9，0～24）。

ISO 4406-1999（三位數系統），采用3個顆粒尺寸即4mm、6mm和14mm作為檢測清潔度的特征粒度。

ISO 4406-1987和ISO 4406-1999的轉換關系，兩位數清潔度的第一位加2～3為三位數清潔度的第一位，兩位數清潔度的第一位和第二位數值不變成為三位數清潔度的第二位和第三位。如：兩位數清潔度為ISO 14/12，換算成三位數清潔度為ISO 17(16)/14/12，如圖1所示。

2）NAS標準

NAS 1638是由美國航天學會制定的清潔度等級標準，它根據5個顆粒尺寸范圍將清潔度分為14個等級。目前我國普通工藝生產的液壓油一般只能達到NAS 8～10。

3）ISO標準與NAS標準的對應關系表1所示。

圖1 油液清潔度等級標準

表1 ISO標準與NAS標準的對應關系

1.1.2 油液清潔度檢測方法如表2所示。

1.1.3 自動光學顆粒計數法

恒定流體流量在光源前面經過，光源探測器測量在流體中由顆粒阻塞或分散的光變化，從而轉化成清潔度代碼，如圖2所示。

1.1.4 自動壓差式顆粒計數法

恒定流體流量由篩網過濾器經過。由于流體中顆粒阻塞過濾器篩孔，流體的流動受限。測量流量的降低或壓差的增加并將其轉換成清潔度代碼。每個不同的篩網過濾器用于每個顆粒的大小范圍，如圖3所示。

1.2 粘度測量

其測定值與新油的運動粘度進行比較，若變化量超出±5%的變化范圍，應更換液壓油。現場簡易檢測時可采用直徑為15～20mm，長為150～180mm的2根試管，分別在試管中裝入2/3高的同一型號的新舊兩種油，均封好管口。在同一溫度下，使兩者同時倒置，分別記錄油中氣泡上升的時間，如果新舊油之間的流動時間差超過10%時，則表明舊油的粘度已增加或下降了10%。也可以用專業的粘度測定儀來測定油液粘度，北京頗爾公司的PCM400就能實現這一功能，用它可直接測出所使用油液的粘度，并將其與同一型號的新油液的粘度進行比較，目前粘度變化范圍控制在±10%～±15%，超過這個控制范圍，則應考慮去除雜質或者換油。

表2 油液清潔度檢測方法

圖2 自動光學顆粒計數法

圖3 自動壓差式顆粒計數法

1.3 水分測量

液壓油中的含水量一般用百分率表示。化驗室測定其含水量的標準方法是卡爾-費歇爾（KAYLFISHEY）法，主要用于測定液壓油中微量水分的含量。若操作仔細，最小可測定1PPM。這種方法的重復精度為11×10-6，靈敏度為 (50～1 000)×10-6。

2 系統換油指標分析

液壓油污染程度對液壓系統和各元件壽命有直接的影響，液壓油在使用過程中由于受到機械、化學和物理的作用其性能逐漸劣化到對系統有危害作用的程度時，就必須更換油液。確定液壓油更換時機的方法基本上有以下3種：定期、經驗和試驗更換法。

1）定期換油法 根據表3確定液壓油是否需要更換。

表3 液壓油更換周期

2）經驗更換法 結合換油周期，觀察液壓油的顏色，或是由于某原因液壓油變質失效，或是在換季保養時調整油的粘度（不同的使用溫度要求使用不同粘度的液壓油），都需要更換液壓油。更換液壓油應遵照一定的步驟和方法來進行，否則不僅不能將液壓系統里的舊油更換出來，操作不當還會浪費大量的新油。通過觀測油的顏色和氣味來進行判斷的。如油的顏色變淺，應考慮是否混入了稀釋油，必要時測量油的粘度。如果油的顏色變深，稍微發黑，則表明油已開始變質或被污染。此時，若油的工作時間不長，可能是過濾器失效或有其它污染途徑。如果油本身顏色沒有多大變化，只是渾濁，不透明，這往往是油中混入了水，至少有0.03%的水。必要時可進行水分測定。但必須注意有些高級液壓油在初裝到油箱里時，看起來好像渾濁，經過一段時間運轉以后，便透明了，并沒有喪失原有性質，這應當看作是正常的。通過外觀檢測對液壓油的優劣進行判斷及處理方法如表4所示。

表4 液壓油污染程度及處理表

3）試驗更換法 進行檢測用的樣品應能代表全部所使用油，采樣時，應在液壓系統工作停止后，從油箱中部或底部進行采樣。液壓油允許污染等級（NAS1638標準）如表5所示。液壓油更換極限標準如表6所示。

由以上分析研究可知，為保證液壓系統的良好運行，必須保證其油液清潔度在其要求的范圍之內。

3 結 論

表5 液壓油允許污染等級（NAS1638標準）

目前多數工程機械液壓系統采用按周期換油標準或按小時換油的做法。如有的工程機械液壓系統規定1 200h更換液壓油。一般情況下液壓油更換極限標準（表6）中的3項超標，應更換液壓油。但固體顆粒除外，即固體顆粒這一項超標就應更換液壓油。

表6 液壓油更換極限標準