摩托車剎車圈、鼓式制動器、輪轂剎車圈專業(yè)生產廠家無錫九環(huán)2019年10月26日訊 工程機械設備種類眾多，可分為十大類：挖掘機械、鏟土運輸機械、起重機械、壓實機械、樁工機械、鋼筋混凝土機械、路面機械、鑿巖機械、機動工業(yè)車輛和其他。其主要產品為：裝載機、挖掘機、叉車、起重機、壓路機、混凝土攪拌車、推土機、平地機、攤鋪機、盾構機等。其中，裝載機、挖掘機和叉車3個品種的年產量和保有量占據80%以上市場份額，用油量同樣占80%以上。
工程機械主要由工作裝置、底盤、液壓系統、發(fā)動機系統、傳動系統、電氣系統、空調等系統組成。在行駛、工作過程中，各部分都有進行相對運動（相互接觸，且接觸面的垂直方向受壓力）的零部件，這些零部件都需要加注與其運動工況相適應的潤滑材料。工程機械設備用油部位主要包括發(fā)動機及冷卻系統、傳動系統、制動系統和一些需脂部件。不同的工程機械設備，用油既有共通之處，也有各自的特點。
工程機械設備及用油
1.發(fā)動機及發(fā)動機油
目前工程機械主要以柴油機為動力，天然氣發(fā)動機在徐工、福田雷沃等裝載機上也有少量使用。柴油機總體構造包括曲柄連桿和配氣兩大機構以及燃料供給、潤滑、冷卻、進排氣、啟動和電源等五大系統，在高速高負荷工作條件下，各摩擦表面如氣缸壁與活塞環(huán)、曲軸頸與軸承、凸輪軸與軸承等必須得到良好的潤滑。潤滑系統的作用就是向各運動零件的摩擦表面輸送潤滑油，以實現潤滑、密封、清潔、冷卻、液壓、緩沖和防銹等作用。
我國柴油機油質量等級按照美國石油學會（API）規(guī)格劃分，目前從APICD、APICF-4、APICH-4、APICI-4、APICJ-4均有使用，而目前最高等級的APICK-4和APIFA-4也已在美國問世。黏度級別則分為SAE0W-20、SAE15W-40、……、SAE20W-50，根據組合不同，類別眾多。
●柴油機油質量級別的選擇
柴油機油質量級別的選擇應根據內燃機制造商的推薦、柴油機的機械負荷和熱負荷、工作條件的苛刻程度、燃料性能等多種因素確定。但是用戶主要還是依據排放要求和發(fā)動機制造商為滿足排放要求采用的技術來選擇柴油機油。由于我國排放法規(guī)采用歐洲排放法規(guī)，而柴油機油規(guī)格又采用API規(guī)格，對油品選用造成了一定的困難。
此外，API最新推出了APICK-4和APIFA-4規(guī)格。其中，CK-4仍為低灰產品，可以直接替代質量等級較低的CF-4到CJ-4的任何質量級別的產品；FA-4則是節(jié)能型重負荷柴機油質量級別，適用于對節(jié)能要求較高的特定發(fā)動機，不可與CF-4到CK-4的質量級別互相替換。
目前我國工程機械行業(yè)排放標準從2016年4月1日起全面升級到國Ⅲ排放，以前出售的國Ⅱ排放的工程機械可以使用CF-4，但是2016年4月1日以后所有工程機械必須滿足國Ⅲ排放要求，發(fā)動機油也相對應升級到CH-4甚至CI-4。
一般情況下，從CF-4到CH-4，再到CI-4，質量級別不斷提高，油品性能也更好。應指出的是，CJ-4油品雖然各方面性能均好，但其為了適用于低硫燃料[硫含量＜0.0015%（質量分數）]及DPF技術，需要降低潤滑油中的硫酸鹽灰分[≤1.0%（質量分數）]，同時為了保證催化劑的耐久性，還需要降低潤滑油中的硫[≤0.4%（質量分數）]和磷[≤0.12%（質量分數）]元素的含量，由于硫酸鹽灰分及硫、磷含量降低（即低SAPS），油品堿值就低，會導致中和酸性物質的能力變差，油品使用壽命相對減少。
●柴油機油黏度級別的選擇
柴油機油黏度級別的選擇的主要依據包括：
發(fā)動機本身設計要求：工程機械用發(fā)動機設計一般選用10W-30或15W-40油居多，這樣的黏度比較適中，具有高低溫黏度油的雙重特性；柴油機油中最低黏度級別的0W-20油主要針對道路機械特定OEM（原始設備制造商）的卡車，如依維柯等，目前工程機械行業(yè)基本不使用這么低的黏度等級的油品；單級油目前也在逐漸淘汰。
環(huán)境溫度：若常處于高溫環(huán)境下，應選高黏度油品，如15W-40甚至20W-50，如果是北方冬季使用，應選低溫性能更好的油品。
負荷：大噸位、重負荷、連續(xù)高速運轉的工程機械，應選用高黏度油，從而保證高溫時提供足夠的油膜強度；負荷較小、工況緩和的小型機械設備，可使用較低黏度牌號的柴油機油。
設備新舊：新設備各方面配合間隙小，可選用低黏度油。舊設備有一定程度的磨損，配合間隙大，需要使用更大黏度的油品才能夠達到更好的密封要求，所以舊設備一般用油黏度更高。
2.液壓系統及液壓油
液壓系統由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件組成。液壓油在液壓系統中起著能力傳遞、系統潤滑、防腐、防銹、冷卻等作用。
●液壓油的選用
市場上液壓油品種眾多，如抗氧防銹液壓油、抗磨液壓油、難燃液壓油等。液壓油的選用需要考慮設備類型及工況、油箱大小、循環(huán)速率、環(huán)境等多種因素，容易使人困惑。在實際工作中，可以著重從環(huán)境溫度、系統壓力和系統工作溫度3個主要參數出發(fā)，兼顧對換油周期的期望進行選用。
其中，抗磨液壓油系列HM、HV、HS等質量級別及其對應無灰液壓油系列則是工程機械行業(yè)主要使用的液壓油品種，在不同的工程機械設備上應用廣泛。
●液壓油黏度的選擇
在液壓系統中，液壓設備的機械效率能否得到充分的發(fā)揮，其中最重要的一點就是正確地選用黏度適宜的液壓油。液壓油黏度過高，雖然對潤滑性有利，但會增加系統的阻力，壓力損失增大，造成功率損失增大，油溫上升，液壓動作不穩(wěn)，出現噪音。過高的黏度還會造成低溫啟動時吸油困難，甚至造成低溫啟動時中斷供油，發(fā)生設備故障。相反，當液壓油黏度過低時，會增加液壓設備的內、外泄漏，液壓系統工作壓力不穩(wěn)，壓力降低，液壓油潤滑不到位，油泵的工作效率下降，嚴重時還會導致泵磨損增加。按照液壓油國家標準GB11118.1—2011，液壓油牌號以40℃運動黏度劃分，從15到150號。
液壓油黏度牌號的選擇，首先需要考慮液壓泵的類型，每種泵都有它適用的最佳黏度范圍：一般葉片泵可選牌號為22～68，確保最小工作黏度不應低于10mm2/s、最大啟動黏度不應大于700mm2/s；柱塞泵和齒輪泵的可選牌號在32～150，確保柱塞泵最小工作黏度不應低于8mm2/s，最大啟動黏度不應大于1000mm2/s，齒輪泵最小工作黏度不應低于20mm2/s，最大啟動黏度可達到2000mm2/s。
其次要參考液壓系統運行壓力及運行溫度，使用溫度和壓力高的液壓系統要選用黏度較高的液壓油，可以獲得較好的潤滑性，相反溫度和壓力較低，應選較低的黏度，這樣可節(jié)省能耗。最后，選擇黏度級別時還應考慮液壓系統的新舊程度和室外室內等工作環(huán)境。
在實際應用過程中，液壓油黏度牌號由廠家推薦，工程機械設備一般以VG46號為主，VG32號、VG68號和多級油也經常使用。
3.液力傳動系統及液力傳動油
液力傳動是以液體為工作介質，利用液體動能來傳遞能量的流體傳動。葉輪將動力機（內燃機、電動機、渦輪機等）輸入的轉速、力矩加以轉換，經輸出軸帶動機器的工作部分。液體與裝在輸入軸、輸出軸、殼體上的各葉輪相互作用，產生動量矩的變化，從而傳遞能量。液力傳動的輸入軸與輸出軸之間只靠液體為工作介質聯系，構件間不直接接觸，是一種非剛性傳動，與靠液體壓力能來傳遞能量的液壓傳動在原理、結構和性能上都有很大差別。
液力傳動裝置的主要設備有液力耦合器、液力變矩器和液力機械元件。液力耦合器又稱液力聯軸器，是一種用來將動力機與工作機連接起來傳遞旋轉動力的機械裝置。液力變矩器是由泵輪、渦輪、導輪組成的液力元件，是一種用來將動力機與工作機連接起來傳遞轉矩、變矩、變速以及離合等作用的機械裝置。
液力傳動系統的油路供變矩器、變速器操作系統使用，為了簡化結構和便于密封，整個系統通常是共用同一種油品。液力傳動油不但是液力傳動的傳力介質，而且也是換擋執(zhí)行器，如濕式換擋離合器、換擋制動器及自動控制換擋液壓系統中各種控制閥的液壓控制用油，還為變矩器及齒輪變速器中的軸承、齒輪提供潤滑和冷卻。因此，液力傳動油是一個要求很高的油品，直接關系到液力元件的可靠性、傳動效率和使用壽命。
工程機械用液力傳動油常用牌號有6號、8號等產品。
4.齒輪傳動及齒輪油
工程機械齒輪傳動裝置主要包括變速裝置、轉向機、前后驅動橋的齒輪箱以及萬向節(jié)滾針軸承等機件。其中變速器在動力系統中的重要性僅次于發(fā)動機。而有級式變速器使用最廣。其采用齒輪傳動，具有若干個定值傳動比。
為了使變速器長期、平穩(wěn)及有效地工作，必須加入合適的車輛齒輪油，以減輕齒輪的摩擦與磨損，傳送摩擦表面產生的熱量，防止發(fā)生腐蝕和銹蝕。車輛齒輪油的性能特點主要在于具有較小的運動黏度、優(yōu)良的極壓抗磨性、良好的低溫性能、優(yōu)異的黏溫性能及節(jié)能、環(huán)保性能。
一般設備可選GL-5級別。黏度級別根據負荷和環(huán)境溫度可選80W-90、85W-90、85W-140。
5.冷卻系統潤滑要求
柴油在發(fā)動機氣缸中燃燒時，溫度可達2200℃，天然氣發(fā)動機油溫度更高。必須采用冷卻的方式使氣缸壁的溫度不高于205～260℃。柴油機冷卻系統有風冷和水冷2種，大多數采用水冷式，需要的工作介質就是冷卻液。
工程機械用冷卻液為重負荷機動車發(fā)動機冷卻液，乙二醇型冷卻液因價格較低而被大量使用。冷卻液在降低發(fā)動機氣缸壁溫度的同時，還要防止其在冬季停車時結冰而脹裂散熱器，以及凍壞發(fā)動機氣缸體和缸蓋。
因此，一般要求冷卻液冰點比該地區(qū)最低溫度低10℃左右。冷卻液其他性能要求為高沸點、防腐蝕性、消泡性、空氣釋放性，以及對循環(huán)鋁泵不發(fā)生氣穴腐蝕、無特殊氣味、防止水垢生成等。同時，還要考慮冷卻系統中的非金屬材料，如橡膠、塑料的溶解、鼓脹、老化等。
6.制動系統及制動液
制動系統主要由制動器和制動操縱機構組成。制動器是產生阻礙車輛運動和運動趨勢的制動部件，有油鼓式制動器和盤式制動器2種結構形式。制動操縱機構包括功能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動力調節(jié)以及報警裝置、壓力保護等附加裝置。
制動液又叫剎車油，用于汽車液壓制動系統中傳遞壓力，使車輪制動器實現制動作用。目前工程機械的制動系統主要采用HZY3、HZY4型制動液。一般工況下，推薦HZY3醇醚型合成制動液，性能較為穩(wěn)定，成本不高，但其平衡回流沸點不太高，吸濕性強，低溫性能差，而且在濕熱氣候條件下使用時，制動器部件易銹蝕。較高要求情況下，推薦HZY4醇醚硼酸酯型合成制動液，其性能比HZY3有了很大改善，但成本也大幅上升。
7.各類軸承及潤滑脂
工程機械的軸承多用潤滑脂潤滑。工程機械多在野外作業(yè)，工作中負荷較大，常有沖擊振動。工程機械用潤滑脂在一般車用潤滑脂的基礎上，還應具有極壓、耐水和減震密封等性能。一般常選擇通用鋰基潤滑脂，較高要求可選N型極壓鋰基潤滑脂。稠度號一般北方地區(qū)為2號，南方為3號。
特殊工程機械用油
1.挖掘機
國產品牌挖掘機對潤滑油沒有特殊要求，一般常規(guī)潤滑油就能夠滿足使用要求，即使是用油相對苛刻的液壓系統，使用HM高壓液壓油一般就能滿足使用要求。對于大型液壓系統用油，可以推薦使用液壓傳動剎車通用油，其基礎油更好，添加劑加劑量也更高，完全能夠滿足國外品牌挖掘機的使用要求。國外品牌挖掘機對除液壓系統以外的其他系統用油液，如發(fā)動機油、齒輪油、冷卻液等，沒有特殊要求。
2.運礦車
運礦車廣泛用于鋼鐵、水泥、煤炭等行業(yè)的礦石運輸，其特點是機械設備體型大，運量大，100t、200t是常見規(guī)格。因此給人的一個錯誤印象是運礦車工況條件非?？量?。運礦車最讓人擔心的是發(fā)動機的潤滑。
與其他工程機械由發(fā)動機直接提供動力不同，運礦車的發(fā)動機主要用來發(fā)電，電機通過液壓系統控制驅動運礦車行走，一臺運礦車可以有多臺發(fā)動機，因此工況條件并不是想象的那么苛刻，常規(guī)的CH-4、CI-4柴油機油等均可滿足使用要求。運礦車其他潤滑系統所用的潤滑油如液壓油、齒輪油、潤滑脂等也并不特殊。由此可見，運礦車對油品性能沒有特殊要求，常規(guī)的潤滑油品種即可滿足使用要求。
3.混凝土機械
混凝土機械的用油特殊性在于混凝土中的水容易進入液壓系統，污染液壓油，腐蝕銅等部件，因此一般推薦使用分水性和對銅保護性更好的無灰液壓油產品。但是目前含鋅液壓油，如HM高壓液壓油，隨著添加劑技術不斷進步，在抗水以及對銅的保護方面也越來越好，目前同樣能夠滿足混凝土機械的使用要求。
4.壓路機
振動壓路機有1個或2個振動輪，即單鋼輪壓路機和雙鋼輪壓路機。因此振動壓路機潤滑系統在一般工程機械的基礎上，還要考慮振動輪的潤滑。壓路機在正常工作時，振動輪的齒輪轉數一般為2000r/min或4000r/min，軸承溫度一般在90℃以上，最高可達120℃，對齒輪油的高溫性能要求較高。普通礦物型工業(yè)齒輪油不能滿足壓路機振動輪的使用要求，合成工業(yè)齒輪油具有更好的高溫性能，廣泛用于壓路機振動輪的潤滑。GL-5車輛齒輪油在小型壓路機振動輪上也有大量應用。壓路機對所用的其他潤滑油，如發(fā)動機油、液壓油等，則沒有特殊要求。
5.盾構機
盾構機，全名叫盾構隧道掘進機，是一種隧道掘進的專用工程機械，現代盾構掘進機集光、機、電、液、傳感、信息技術于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能，且要按照不同的地質進行“量體裁衣”式的設計制造，可靠性要求極高。
盾構掘進過程中，管片是靜止不動的，盾體是連續(xù)移動的，因此盾尾和已裝管片間存在相對滑動，為了防止外部污水和泥砂等進人盾構內，必須對盾尾和管片間進行密封處理。盾尾密封一方面靠裝在盾尾內壁的四道鋼絲刷密封，另一方面是靠充滿整個油脂腔的油脂，即盾尾密封脂建立起壓力進行密封；
同時，注入到油脂腔內的油脂也可以起到潤滑和保護鋼絲刷、延長其使用壽命的作用。盾尾密封脂是一種以油脂為主劑，加入纖維、改性劑、填充劑等添加劑而制得的膏狀物，主要起到密封、防水、潤滑、防腐蝕作用。盾構機對所用的其他潤滑油脂，如液壓油、齒輪油、普通潤滑脂等，則沒有特殊要求。
工程機械用油的發(fā)展趨勢
工程機械產量巨大，新技術的使用推廣均非常迅速，潤滑油的發(fā)展緊跟工程機械行業(yè)的發(fā)展，從大的方向來說，主要是定制化及長換油周期的需求更為迫切。
隨著工程機械個性化、定制化產品越來越多，對潤滑油的需求也越來越精細。OEM與潤滑油生產商從設備開發(fā)開始，就對潤滑油性能提出了相應的技術要求，雙方共同設計、共同開發(fā)產品的趨勢越來越明顯。例如，某起重機生產商將蝸輪蝸桿的鋼銅摩擦副改進到鋼鋼摩擦副，原來的蝸輪蝸桿油就不再適用，為此某品牌專門研發(fā)的專用的合成齒輪油就很好地滿足了設備的使用要求。未來這種定制化、精細化的油品將會越來越多地出現在市場上。
工程機械對潤滑油的另一主要要求就是換油周期不斷延長。發(fā)動機油換油期由原來的500h增加到1000h甚至更長；液壓油由原來的1000h以上普遍延長到5000h左右，住友機械甚至延長到10000h。其他油品同樣有長換油期要求。
因此，潤滑油生產商需要及時跟進以上需求，積極參與工程機械設備的研發(fā)，拿出滿足客戶需求的產品，才能跟上工程機械行業(yè)和潤滑油行業(yè)未來的發(fā)展步伐。
