Tổng quan về chất lỏng thủy lực

1. TỔNG QUAN

Các chất lỏng dùng để truyền năng lượng thủy động được gọi là dầu truyền lực, chất lỏng để truyền năng lượng thủy tĩnh được gọi là chất lỏng thủy lực. Hệ thủy lực được dùng rộng rãi trong công nghiệp, thương mại, giao thông, ví dụ: các công cụ cơ cấu lái, thiết bị để xê dịch, dịch chuyển vật nặng, truyền áp suất, phương tiện trên đất, biển hay trên máy bay, hệ thống phanh. Bộ giảm xóc là thiết bị để giảm và loại bỏ các chấn động cũng chính là ví dụ điển hình của hệ thủy lực học. Hệ thủy lực có thể là tĩnh hay động, nhưng có thể làm việc trong không gian kín (máy công cụ) hoặc không gian mở (các phương tiện, thiết bị thi công, thiết bị nông nghiệp, giao thông), đôi khi ở nhiệt độ âm (máy bay). Với những điều kiện làm việc khác nhau thì đòi hỏi các chất lỏng thủy lực khác nhau.

Hệ thống thủy lực trong máy xây dựng

Các tính chất chính của một loại chất lỏng thủy lực là độ nhớt ở điều kiện làm việc, ở nhiệt độ khởi động, quan hệ VT, khả năng nén, tính tương hợp với kim loại và vật liệu làm kín, khả năng chống ăn mòn, mài mòn, sự cuốn theo khí và xu hướng tạo bọt. Khả năng tách nước, khử nhũ cũng rất quan trọng những ứng dụng ở môi trường nước, khả năng bền trượt đối với trường hợp là chất lỏng phi Newton. Trong một số ứng dụng đặc biệt đòi hỏi khả năng không cháy hay khả năng tương hợp đặc biệt với môi trường (như khả năng phân hủy sinh học tốt, không độc). Nước (có hay không có phụ gia); dung dịch gốc nước, nhũ tương hay các chất lỏng tổng hợp đặc biệt cũng có thể là các chất lỏng thủy lực; tuy nhiên trong hầu hết các chất lỏng thủy, dầu khoáng vẫn được dùng phổ biến nhất nên đôi khi người ta thường gọi chất lỏng thủy lực là dầu thủy lực.

2. PHÂN LOẠI CHẤT LỎNG THỦY LỰC

Một hệ thống phân loại theo tiêu chuẩn ISO bao gồm rất nhiều loại chất lỏng thủy lực (hình 1). Việc phân loại này có nhiều thuận lợi song nhiều điểm còn chưa được các nước tán thành. Hệ thống chia các chất lỏng thủy lực thành hai nhóm: nhóm có khả năng cháy trung bình và nhóm có khả năng cháy thấp; trong nhóm có khả năng cháy trung bình thì lại phân nhóm theo tính chất và thành phần, trong nhóm có khả năng cháy thấp phân loại chỉ theo thành phần. Trong hệ thống phân loại này các chữ cái được đặt cho các chất lỏng thủy lực khác nhau.

Bảng 1. Phân loại các chất lỏng thủy lực theo ISO 6743/4

4.3. TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN CHẤT LỎNG THỦY LỰC

Lựa chọn chất lỏng thủy lực tùy thuộc vào điều kiện làm việc: khoảng nhiệt độ làm việc, đặc điểm thiết kế của hệ thống thủy lực, kiểu bơm, các yêu cầu về ăn mòn, thất thoát; ngoài ra còn phụ thuộc vào thời gian sử dụng, khả năng tương hợp với môi trường, vật liệu, các yếu tố kinh tế và môi trường. Từ quan điểm lưu biến học cho thấy: độ nhớt của hệ chất lỏng càng thấp thì càng tốt vì đảm bảo cho sự tác dụng nhanh của hệ thủy lực. Tuy nhiên độ nhớt chỉ được thấp đến một giá trị nào đó để đảm bảo làm giảm thiểu sự thất thoát rò rỉ và cung cấp sự bôi trơn thích hợp cho bơm và các phần chuyển động của hệ thống. Sự thay đổi độ nhớt của chất lỏng thủy lực do sự thay đổi của nhiệt độ trong vùng làm việc của hệ thống phải càng ít càng tốt. Vì thế có một số yêu cầu khắt khe hơn đối với các chất lỏng thủy lực dùng ở ngoài trời so với các chất lỏng dùng trong không gian kín. Tuy nhiên cũng có điểm chưa phù hợp là: sự mất độ nhớt do nhiệt độ tăng chỉ được đền bù phần nào khi tăng áp suất. Chất lỏng thủy lực phải thực sự không bị nén để đảm bảo các chức năng của hệ thống thủy lực một cách nhanh chóng và chính xác. Tuy nhiên, có một khả năng nén nào đó đôi khi cũng thuận tiện vì nó làm dập tắt sự tăng khí áp và làm việc được trơn tru hơn. Các hệ thủy lực được lắp đặt trong công nghiệp thực phẩm thì các chất lỏng thủy lực trong đó phải tuân theo các qui tắc chế biến thực phẩm vì sự nhiễm bẩn có thể sẽ gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Theo đó, các chất lỏng thủy lực phải không độc, với các hệ thống có sự rò rỉ lớn thì cần phải lựa chọn chất có khả năng phân hủy sinh học thích hợp để tránh ô nhiễm môi trường.