Nõuded hüdrosüsteemidele muutuvad pidevalt, kuna tööstus nõuab suuremat efektiivsust ja kiirust kõrgematel töötemperatuuridel ja -rõhkudel hüdrosüsteemides. Sobiva hüdroõli valimine eeldab põhiteadmisi iga konkreetse õli omadustest vastavates tööoludes. Ideaalsel hüdraulika õlil on järgmised omadused:

– termiline stabiilsus
– hüdrolüütiline stabiilsus
– madal keemiline söövitavus
– kõrged kulumisvastased omadused
– pikk eluiga
– niiskuse eemal hoidmine
– püsiv viskoossus

Kuigi ühelgi õlil pole kõiki neid ideaalseid omadusi, on võimalik valida see, mis on konkreetse hüdrosüsteemi jaoks parim kompromiss. See valik nõuab teadmisi süsteemist, milles hüdroõli kasutatakse. Valikuks peaks teadma selliseid süsteemi põhiomadusi nagu:

– maksimaalne ja minimaalne töötemperatuur ja ümbritsev temperatuur
– kasutatava hüdropumba või pumpade tüüp
– töörõhud
– töötsükkel
– koormused, millega erinevad komponendid kokku puutuvad
– juhtimis- ja toiteventiilide tüüp

Mõjutavad tegurid
Kõik järgmised tegurid mõjutavad hüdroõli jõudlust:

Viskoossus – maksimaalsed ja minimaalsed töötemperatuurid koos süsteemi koormusega määravad õli viskoossusnõuded. Õli peab säilitama minimaalse viskoossuse kõrgeimal töötemperatuuril. Hüdrosüsteemide õli ei tohi aga madalal temperatuuril olla nii viskoosne, et see tekitaks ummistusi hüdrovoolikutes ja komponentides.

Kulumine – Kõigist hüdrosüsteemi probleemidest on kulumist kõige sagedamini valesti mõistetud, kuna kulumist ja hõõrdumist käsitletakse tavaliselt koos. Hõõrdumist tuleks arvestada eralsi.

Kulumine on metalli-metalli kokkupuute vältimatu tulemus. Inseneri eesmärk on minimeerida metalli lagunemist metalli kaitsva lisandi kaudu. Võrdluseks, hõõrdumist vähendatakse, takistades metalli ja metalli kokkupuudet õlide kasutamisega, mis tekitavad liikuvate metallosade vahele õhukese kaitseõli või liugpinna.

Pange tähele, et liigne kulumine ei pruugi olla hüdroõli süü. Selle põhjuseks võib olla süsteemi halb disain, näiteks liigne rõhk või ebapiisav jahutus, mis kaotab optimaalse viskoossuse.

Kulumisvastane – kulumise vähendamiseks kasutatkse hüdroõlis tihti lisatav ühend tsink ditiofosfaat (ZDP), kuid tänapäeval on ZDP kulumisvastased hüdroõlid muutunud populaarseks osades ettevõtetes ja teatud riikides, et vähendada jäätmekäitlusjaamade koormust.

Pump on mis tahes hüdrosüsteemi kriitiline dünaamiline element ja igal pumba tüübil (hammsarratas hüdropumbal, laba hüdropumbal, kolb hüdropumbal) on kulumiskaitse suhtes erinevad nõuded. Laba ja hammasratas pumbad vajavad kulumisvastast kaitset. Kolbpumpade puhul on rooste- ja oksüdatsioonikaitse (R & O) veelgi tähtsam. Selle põhjuseks on asjaolu, et hammasratta- ja labapumbad töötavad otsesel metall-metallkontaktil, kolvid aga liuglaagri põhimõttel.

Kui samas süsteemis kasutatakse kahte või enamat tüüpi hüdropumbasid, ei ole otstarbekas lisada igale eraldi hüdroõli, kuigi nende omadused on tihti erinevad. Seetõttu peab valitud hüdroõli katma kõikide pumbatüüpide nõuded õlile.

Vaht hüdroõlis – vaht hüdrosüsteemis langetab jõudlust ja seetõttu tuleks kõrvaldada. Vahtu saab tavaliselt vältida, kõrvaldades süsteemis õhulekked. Pinnavaht, mis tavaliselt koguneb õli pinnale mahutisse ja kaasatud õhk. Pinnavahtu on kõige lihtsam kõrvaldada, kasutades vahu vastaseid lisandeid hüdroõlis.

R & O – Enamik õlisid vajab rooste ja oksüdatsiooni inhibiitoreid. Need lisandid kaitsevad metalli ja sisaldavad oksüdatsioonivastaseid kemikaale, mis aitavad pikendada hüdroõli eluiga.

Korrosioon – tuleb arvestada kahe võimaliku korrosiooniprobleemiga: süsteemi roostetamine ja happeline keemiline korrosioon . Süsteemi roostetamine toimub siis, kui süsteemi õlisse sattunud niiskus kahjustab mustmetallist komponente. Enamik hüdraulilisi õlisi sisaldab rooste inhibiitoreid, mis kaitsevad süsteemi korrosiooni eest. Selle võime mõõtmiseks kasutatakse katseid ASTM D 665 A ja B. Keemilise korrosiooni eest kaitsmiseks tuleb arvestada muude lisanditega. Lisanditel peab olema hea stabiilsus ka vee juuresolekul (hüdrolüütiline stabiilsus), et vältida lagunemist ja happelist rünnakut süsteemi metall detailidele.

Oksüdeerimine ja termiline stabiilsus – aja jooksul vedelikud oksüdeeruvad ja moodustavad happeid, setet ja lakki. Happed võivad kahjustada süsteemi osi, eriti pehmeid metalle. Pikendatud töötamine kõrgel temperatuuril ja termiline tsükkel soodustavad ka hüdroõli lagunemissaaduste teket. Süsteem peaks olema diainitud nii, et minimeerida neid termilisi probleeme ning õlil peaks olema lisaaineid, millel on hea termiline stabiilsus, mis takistavad oksüdeerumist ja neutraliseerivad happeid nende tekkimisel. Püsiv optimaalne temperatuur ja püsiseisundis töötamine on hüdroõli eluea jaoks olulised.

Niiskus – vee hüdrauli süsteemist saab eemaldada, tühjendades hüdropaake regulaarselt. Tavaliselt lisatakse vedelikule demulgaatoreid, et kiirendada vee eraldumist. Filtrid võivad seejärel hüdrovedelikust füüsiliselt eemaldada allesjäänud niiskuse.

Enamikku hüdroõlisid hinnatakse nende rooste ja oksüdeerumise (R & O), termilise stabiilsuse ja kulumiskaitse ning muude tõhusaks tööks vajalike omaduste põhjal:

Tihendite ühilduvus – Enamikus süsteemides on tihendid ja simmerid valitud nii, et vedelikuga kokku puutudes ei muutuks nende suurus või need laieneksid minimaalsel lubatul määral, tagades seega tihedad ühendused. Valitud õli tuleks kontrollida, veendumaks, et vedelik ja tihendimaterjalid sobivad kokku, nii et hüdroõli ei segaks tihendite nõuetekohast toimimist.

Pika tööeaga hüdroõlid toovad kokkuhoidu, vähendades hoolduskulusid. Õli vahetamise maksumus võib suures süsteemis olla märkimisväärne. Osade eluiga peaks olema pikem ka kvaliteetsema, pikema elueaga hüdroõli puhul.

Pikem õli eluiga vähendab ka utiliseerimise probleeme. Seega on tihti hea valik kasutada kvaliteetset ning hoolikalt valitud hüdroõli.

Sünteesitud süsivesinike (sünteetilised) hüdrosüsteemide õlid ei sisalda madalal temperatuuril tarduvaid vahasid ega ühendeid, mis kõrgetel temperatuuridel kergesti oksüdeeruvad. Looduslikes mineraalõlides on need vältimatud. Sünteetilisi hüdraulilisi õlisid kasutatakse rakendustes, kus temperatuur on väga madal, väga kõrge või suure tolerantsiga.

Valdav enamus hüdraulilisi komponente ja süsteeme on mõeldud õlipõhiste hüdrauliliste õlidega kasutamiseks. Üks levinud vedeliku toiteallikaid on keskkonnas, kus on võimalikud süttimisallikad – lahtine tuli, sädemed või kuum metall. Nendes keskkondades võib kõrgsurve hüdrosüsteemist pritsiv leke põhjustada õnnetusi.

Kuigi enamikul õlipõhistest hüdroõlidest on suhteliselt kõrge süttimise temperatuur, võivad kõrgsurvesüsteemi väikesed lekked tekitada peeneid lekkeid, mis võib läbida märkimisväärseid vahemaid. Alternatiiviks on kasutada hüdroõli, mis kõrvaldab selle ohu või vähendab seda oluliselt (FRHF) tüüpi hüdroõlid.

Sünteetilised süsivesinikud, täpsemalt polüolestrid . Need vedelikud on reaktsioonisaadused pika ahelaga rasvhapete (saadud loomsetest ja taimsetest rasvadest) ja sünteesitud orgaaniliste alkoholide vahel. Need tooted sisaldavad lisandeid, mis annavad kulumisvastaseid omadusi, kaitsevad korrosiooni eest ja muudavad viskoossust. Tulekindlus tuleneb kõrgete termiliste omaduste ja füüsikaliste omaduste kombinatsioonist. See on uusim FRHF -ide kategooria ning on saanud laialdast ja üha suuremat kasutamist.

Lisandid
Nagu naftaõlid, sõltuvad ka taimeõlid või sünteetilised estrid määrdeainete toimivuse parandamiseks spetsiaalselt valitud lisanditest. Biolagunevates hüdroõlides sisalduvad lisandid on tavaliselt väga madala toksilisusega. Erinevalt naftaõlidest sisaldavad taimeõlid küllastumata süsivesinikke ja on looduslikud estrid. Küllastumatus põhjustab kõrgel temperatuuril kiiret oksüdeerumist ja madalaid temperatuure. Seda madala temperatuuriga voolavust saab parandada lisanditega, kuid nende oksüdatsioonistabiilsus on jätkuvalt jõudluse probleem.

CEC L-33-A93, mis oli algselt mõeldud kahetsükliliste mootoriõlide biolagunevuse mõõtmiseks, on alates 1980. aastate algusest olnud Euroopas kõige laialdasemalt kasutatav määrdeainete biolagunemise test. Katse kasutab infrapuna spektroskoopiat, et mõõta teatud süsivesinike kadumist 21-päevase perioodi jooksul, kui määrdeaine segatakse mikroorganisme sisaldava inokulaadiga. Seega on CEC -test ainus esmase biolagunemise näitaja.

Uus ASTM D 5864 test sarnaneb modifitseeritud Sturmi testiga. See on spetsiaalselt ette nähtud vees lahustumatute komplekssete määrdeainete testimiseks.

Absoluutne viskoossus – See on õli sisemine vastupidavus voolule. Absoluutse viskoossuse ühine ühik on tasakaal. Absoluutne viskoossus jagatuna õli tihedusega võrdub kinemaatilise viskoossusega.

Imendumine – ühe materjali assimilatsioon teise.

Lisand – keemiline aine, mida lisatakse vedelikule teatud omaduste andmiseks või parandamiseks.

Adsorptsioon – gaaside, vedelike või lahustunud ainete molekulide kleepumine tahkele pinnale, mille tulemuseks on suhteliselt kõrge molekulide kontsentratsioon kokkupuutekohas; nt kulumisvastase lisandi plaatimine metallpindadele.

Vahuvastane aine -üks kahest lisanditüübist, mida kasutatakse naftatoodetes vahutamise vähendamiseks: silikoonõli suurte pinnamullide purustamiseks ja mitmesugused polümeerid, mis vähendavad õlides kaasatud väikeste mullide hulka.

Asperiteedid – mikroskoopilised väljaulatuvad osad metallpindadel, mis tulenevad tavapärastest pinnaviimistlusprotsessidest. Lükand- või rullimisrakenduste vastandlike teravuste vahelised häired põhjustavad hõõrdumist.

Piirimäärimine-määrimisviis – kahe hõõrdepinna vahel ilma määrdekile tekkimiseta. Piirimäärimist saab tõhustada, lisades määrdeõlisse lisaaineid, mis tagavad tugevama õlikile, vältides nii liigset hõõrdumist ja võimalikku kriimustamist.

Mahumoodul – vedeliku kokkusurutavuse mõõt; kokkusurutavuse vastastikune mõju.

Kavitatsioon – aurutasku (mull) moodustumine vedeliku rõhu järsu alandamise tõttu, põhjustades sageli metalli erosiooni ja pumba vigastusi.

Korrosiooni inhibiitor – lisand metallpindade kaitsmiseks vee või muude saasteainete keemilise rünnaku eest. Polaarsed ühendid määrivad metallpinda eelistatavalt, kaitstes seda õlikilega.

Hajutatavus – õli võime veest eralduda.

Vahatamine – parafiinvaha eemaldamine määrdeõlidelt, et parandada madalatemperatuurilisi omadusi, eriti alandada hägustumis- ja valamispunkti.

Emulgaator – lisand, mis soodustab õli ja vee stabiilse segu ehk emulsiooni moodustumist. Tavalised emulgaatorid on: metallseebid, loomsed ja taimeõlid ning polaarsed ühendid.

Emulsioon – õli ja vee segu, üldjuhul piimjas või hägune. Emulsioone võib olla kahte tüüpi: õlis vees (kus vesi on pidev faas) või vesi õlis (kus katkendlik faas on vesi).

EP lisand – määrdeaine lisand, mis hoiab ära libisevate metallpindade haardumise äärmise rõhu tingimustes (EP). Metalli ja metalli vahelise kontaktiga seotud kõrgetel temperatuuridel.

Tulekindel vedelik -hüdraulikaõli, mida kasutatakse eriti kõrgel temperatuuril või ohtlikes rakendustes. Kolm levinumat tüüpi tulekindlaid vedelikke on: vesi-naftaõli emulsioonid, milles vesi takistab nafta koostisosa põlemist; vee-glükooli õlid ja madala lenduvusega mitteveepõhised vedelikud, nagu fosfaatestrid, silikoonid, polüolestrid ja halogeenitud süsivesinik-tüüpi vedelikud.

Hõdroõli – õli, mis toimib hüdrosüsteemi jõuülekande meediumina. Õige hüdraulilise õli peamised nõuded on õige viskoossus, kõrge viskoossusindeks, kulumisvastane kaitse (vajadusel), hea oksüdeerimisstabiilsus, piisav valamispunkt, hea niiskuse eemaldatavus, rooste pidurdamine, vahutamiskindlus ja ühilduvus tihendmaterjalidega. Kulumisvastaseid õlisid kasutatakse sageli kompaktsetes, kõrgsurve- ja suure võimsusega pumbades, mis vajavad täiendavat määrimiskaitset.

Kinemaatiline viskoossus – vedeliku absoluutne viskoossus jagatuna selle tihedusega samal mõõtmistemperatuuril. See on vedeliku vastupidavuse mõõt raskusjõu all.

Määritavus – õli või määrde võime määrida (seda nimetatakse ka kile tugevuseks).

Jäätumistemperatuur – madalaim temperatuur, mille juures õli või destillaatkütus voolab, kui see jahutatakse konkreetsete katsemeetoditega ettenähtud tingimustel.

Peamised hüdroõli kasutusalad:

• Tõstukid
Veoautode ja virnastajate hüdrosüsteem aitab tõstuki sisseehitatud hüdrosüsteemide tõttu raskete kaupade kerget tõstmist. Hüdraulikaõlid võimaldavad seda teha.

• Autotõstukid
Hüdraulika üks peamisi rakendusi on autotõstukites (käärtõstukid, postitõstukid jne). See töötab koos elektrilise hüdrojaamal, liigutades hüdroõli.

• Lumesahad
Hüdraulikaõli kasutatakse lumesaha varustuse jaoks, lumesaha tera tõstmine, kallutamine või liigutamine. Hüdraulika külmumisvastased omadused aitavad sellel hõlpsalt töötada, mis ei pruugi olla võimalik ühegi teise vedeliku puhul.

• Lennukid (lennundus)
Lennundustööstuses on hüdraulikaõli usaldusväärne ja kasulik igas olukorras. Seda kasutatakse lennunduskontrollisüsteemides, angaari uste, tungraudade ja lennukite juhtimisseadmetes.

• Traktorid
Traktoritele on on suur osa hüdrosüsteemil. Haakeraua opereerimisel, laadurite ja lisaseadmetega töötamisel.

• Meretööstus
Hüdraulikat kasutatakse kruiisilaevadel igapäevasteks toiminguteks, olgu see siis kaupade transportimine või raskete masinate, sealhulgas laeva mootori käitamine.

Enamiku määrdeainetega masinate puhul on määrdeainete valikul palju võimalusi. See, et masin töötab koos konkreetse tootega, ei tähenda, et toode on rakenduse jaoks optimaalne. Enamik määrdeainete valespetsifikatsioone ei põhjusta ootamatut ja katastroofilist riket, pigem lühendab vale spetsifikatsioon määritud komponentide keskmist eluiga või vähendab aja jooksul tõhusust ja jääb seega märkamatuks.

Hüdraulika puhul on kaks peamist kaalutlust – viskoossusaste ja hüdraulikaõli tüüp. Need spetsifikatsioonid määratakse tavaliselt süsteemis kasutatava hüdropumba tüübi, töötemperatuuri ja süsteemi töörõhu järgi. Süsteemi jaoks parima toote valimine eeldab kogu saadaoleva teabe kogumist ja kasutamist.

Kulumisvastane hüdraulikaõli kõrge viskoossusindeksiga baasõlidest, millel on madalad valamispunktid, mida saab kasutada laias temperatuurivahemikus, selline hüdraulikaõli, sobiks suurepäraselt erinevate hüdraulikasüsteemidega.

Hüdroõli mängib hästi tasakaalustatud ja kavandatud süsteemi sujuvas töös palju rolle. Need rollid ulatuvad soojuskandjast, jõuülekandevahendist ja määrdeainest. Hüdroõli keemiline koostis võib selle konkreetseks rakenduseks valimisel esineda mitmel kujul. See võib ulatuda täissünteetilistest (drastiliste temperatuuri- ja rõhukõikumiste käsitlemiseks) veepõhiste vedelikeni (kasutatakse rakendustes, kus on tulekahjuoht).

Sünteetiline hüdroõli on loodud molekulide ahel, mis on täpselt paigutatud, et tagada õli suurepärane stabiilsus, määrimine ja muud jõudlust parandavad omadused. Need hüdraulika õlid on suurepärased valikud, kus on kõrge või madal temperatuur ja/või on vaja kõrget rõhku. Nendel vedelikel on mõned puudused, sealhulgas kõrge hind, toksilisus ja võimalik kokkusobimatus teatud tihendimaterjalidega.

Mineraalõli on originaalsem vedelik ja seda valmistatakse toornafta rafineerimisel soovitud tasemeni, et saavutada parem määrdeaine jõudlus, lisades lisandeid, mis ulatuvad kulumisvastastest (AW), rooste- ja oksüdatsiooniinhibiitoritest (RO) ja määrdeainetest. viskoossusindeksi (VI) parandajad. Need vedelikud pakuvad sünteetilistele materjalidele odavamat alternatiivi ja võivad olla oma jõudluses väga võrreldavad, kui kaasas on teatud lisaainete pakendid.

Veepõhised vedelikud on vedelikutüüpidest kõige vähem levinud. Neid vedelikke on tavaliselt vaja seal, kus on suur tulekahju tõenäosus. Need on kallimad kui mineraalõlid, kuid odavamad kui sünteetilised õlid. Kuigi need pakuvad head kaitset tule eest, puudub neil kulumiskaitse.

Pumbad ja viskoossusnõuded:
Hüdraulikasüsteemides kasutatakse kolme peamist konstruktsioonitüüpi pumpasid: laba-, kolb- ja hammasratas (sisemine ja välimine) ning kõiki neid pumbakonstruktsioone kasutatakse teatud jõudlusülesannete ja -toimingute jaoks. Iga pumbatüüpi tuleb määrdeaine valikul käsitleda igal üksikjuhul eraldi.

Laba: Labapumba disain on täpselt selline, nagu selle nimi kujutab. Pumba sees on rootorid, mille labad on kinnitatud võllile, mis pöörleb ekstsentriliselt võllil. Kui rootorid ja labad rõngas pöörlevad, kuluvad labad kahe kontaktpinna vahelise sisemise kontakti tõttu.

Sel põhjusel on nende pumpade ülalpidamine tavaliselt kallim, kuid nad suudavad väga hästi säilitada ühtlase voolu. Labapumbad vajavad töötemperatuuril tavaliselt viskoossusvahemikku 14–160 (cSt).

Kolbpumbad on tüüpilised keskmise tee hüdropumbad ning nende konstruktsioon ja töö on vastupidavamad kui labapumbal; need võivad tekitada palju kõrgemat töörõhku, kuni 6000 psi. Kolbpumpade tüüpiline viskoossuse vahemik on töötemperatuuridel 15–160 cSt.

Hammasratas: Hammasrattapumbad on tavaliselt kolmest pumbatüübist kõige ebatõhusamad, kuid sobivad paremini suurema saastekoguse korral. Hammasrattapumbad töötavad survestades vedelikku hammasrattakomplekti haarduvate hammaste õhukoguse ja käigukasti siseseina vahele, seejärel väljutades hüdroõli. Hammasrataspumpasid on kahte peamist tüüpi, sisemised ja välised.

Sisemised hammasrattapumbad pakuvad laia valikut viskoossusvalikuid, millest kõrgeim võib olla kuni 2200 cSt. See tüüp pakub head efektiivsust ja vaikset tööd ning suudab tekitada rõhku vahemikus 3000 kuni 3500 psi.
Välised hammasrattapumbad on vähem tõhusad, kuid neil on mõned eelised. Need pakuvad lihtsat hooldust, püsivat voolu ning on odavamad osta ja parandada. Nagu ka sisemise hammasrattapumba puhul, võib see sort tekitada rõhku vahemikus 3000 kuni 3500 psi, kuid viskoossuse vahemik on piiratud 300 cSt-ga.

Rakenduspõhine valik
Rakenduspõhised valikutehnikad on tegelikkuse kontrollid, et veenduda, et kogu õige viskoossuse, lisandite jms valimisele kulunud aeg ei läinud raisku lihtsalt rakenduse nõuete ja töötingimuste eiramisega. Õige hüdraulikaõli valimise tagamiseks ei piisa ainult originaalseadmete tootja spetsifikatsioonide järgimisest; need on tavaliselt parimate stsenaariumide jaoks.