II. Bộ làm mát phía đẩy
2- Các đặc tính của dầu
a)- Độ nhớt
Độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng nhất của chất lỏng. Độ nhớt xác định lực ma sát bên trong của chất lỏng và thể hiện khả năng chống biến dạng trƣợt hoặc biến dạng cắt của chất lỏng. Nó là một đặc tính quan trọng của dầu ảnh hƣởng đến tổn thất ma sát và độ rò dầu trong hệ thống thủy lực.
Độ nhớt đƣợc tạo nên do tác động liên kết giữa các phần tử và là một đại lƣợng ổn định, đo đƣợc cho mỗi loại chất lỏng. Có thể phân biệt 2 loại độ nhớt :
+ Độ nhớt động lực – là ma sát tính bằng N xuất hiện trên một đơn vị diện tích của hai lớp phẳng song song với dòng chảy của chất lỏng cách nhau một đơn vị độ dài và hiệu vận tốc bằng một đơn vị. Ký hiệu , đơn vị tính là poazơ, (1 p =
101 1
Ns/m2 = 0,0102 kGs/m2). + Độ nhớt động là tỷ số giữa độ nhớt động lực với khối lƣợng riêng của chất lỏng
Đơn vị đo độ nhớt động là stốc (st) hoặc centi stốc (cst)
1 st = 1 cm2/s = 10-4 m2/s (1 cst = 10-2 st = 1 mm2/s)
Cho đến nay vẫn chƣa có phƣơng pháp xác định chính xác độ nhớt tuyệt đối của chất lỏng, vì vậy ngƣời ta thƣờng dùng các đơn vị qui ƣớc tƣơng đối.
Độ nhớt tƣơng đối là độ nhớt đƣợc thể hiện bằng các đơn vị qui ƣớc và đƣợc xác định nhờ các dụng cụ đo đặc biệt gọi là nhớt kế.
Độ nhớt theo độ Englơ (0E) là một tỷ số qui ƣớc dùng để so sánh thời gian chảy của 200 cm3 chất lỏng đƣợc thử qua lỗ nhớt kế (2,8) ở nhiệt độ cho biết với thời gian chảy của 200 cm3 nƣớc cất qua lỗ này ở nhiệt độ 200C. Công thức tính: 0E =
n
t t
Độ nhớt Englơ của dầu thủy lực thƣờng đƣợc đo khi dầu ở nhiệt độ 20, 50, 1000C và có ký hiệu tƣơng ứng là 0
E20, 0E50, 0E100.
Có thể xác định độ nhớt động theo độ nhớt Englơ nhờ công thức:
80 0 0 10 . 31 , 6 31 , 7 E E m2/s = 7,31 0E - E 0 31 , 6 cst.
116
+ Chỉ số độ nhớt là hệ số đặc trƣng sự thay đổi độ nhớt của chất lỏng khi nhiệt độ thay đổi. Thông thƣờng, nó đƣợc biểu thị bằng tỷ số độ nhớt của chất lỏng ở nhiệt độ 50 0C và 100 0C. Công thức tính: 100 50 i
Để có đƣợc loại dầu thủy lực có độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt độ, ngƣời ta phải thêm vào dầu khoáng một số chất phụ gia để nâng cao độ bền của dầu, tức là nâng cao khả năng duy trì độ nhớt ban đầu khi nhiệt độ thay đổi.
Khi tăng áp suất, độ nhớt của dầu thủy lực cũng tăng. Sự thay đổi độ nhớt theo áp suất của dầu có độ nhớt thấp thƣờng ít hơn so với dầu có độ nhớt cao.
Ngƣời ta cũng nhận thấy rằng so với dầu khoáng thì dầu tổng hợp có độ nhớt ổn định hơn và ít phụ thuộc vào áp suất cũng nhƣ nhiệt độ.
b)- Nhiệt dung và tính dẫn nhiệt của dầu thủy lực
Nhiệt dung của chất lỏng là lƣợng nhiệt cần thiết để nâng một đơn vị khối lƣợng chất lỏng lên 10C. Nhiệt dung của chất lỏng xác định cƣờng độ tăng nhiệt độ trong hệ.
Nhiệt dung của dầu khoáng có thể tính gần đúng theo biểu thức :
4187 ) ) 100 ( 61 , 1 2020 t
Ct kcal/kg0C, với t – nhiệt độ của dầu, 0C
Tính dẫn nhiệt của chất lỏng là khả năng tiếp nhận và truyền nhiệt của nó từ nguồn nóng sang nguồn lạnh, đặc trƣng bằng độ dẫn nhiệt. Độ dẫn nhiệt của chất lỏng là lƣợng nhiệt đi qua diện tích 1 cm2
của lớp chất lỏng dày 1 cm trong thời gian 1 giây.
Dầu khoáng thuộc loại chất lỏng dẫn nhiệt kém. Hệ số dẫn nhiệt của nó nhỏ hơn 5 lần so với nƣớc.
Hệ số dẫn nhiệt của chất lỏng tăng theo sự tăng của áp suất.
c)- Sự hòa tan khí trong dầu thủy lực
Các loại dầu thủy lực đều có khả năng hòa tan khí. Số lƣợng khí hòa tan trƣớc khi bão hòa tỷ lệ với áp suất trên bề mặt tiếp xúc và phụ thuộc vào loại dầu và khí.
Khi áp suất làm việc ổn định, sự hòa tan khí trong dầu thủy lực ảnh hƣởng không lớn đến sự làm việc của hệ thống vì trong trƣờng hợp này quá trình hòa tan khí và thoát khí chậm và đều theo thời gian. Nhƣng khi áp suất làm việc không ổn định hoặc trong một số trƣờng hợp đặc biệt, sự hòa tan khí trong dầu thủy lực ảnh hƣởng rất lớn đến sự làm việc của hệ thống. Khi áp suất giảm thì khí tách khỏi dầu với cƣờng độ lớn gây nên sủi bọt.
Quá trình thoát khí ra khỏi dầu có cƣờng độ lớn hơn quá trình hòa tan khí. Khi áp suất giảm và tốc độ tăng thì lƣợng khí thoát từ dầu hoặc lƣợng khí rò từ bên ngoài hệ bị cuốn theo dầu và trở thành hỗn hợp cơ học với dầu hay còn gọi là thể vẩn của không khí với dầu và có độ bền vững khá lớn theo thời gian. Hiện tƣợng này sẽ làm giảm lƣu lƣợng của bơm và gây ảnh hƣởng đến sự làm việc bình thƣờng của hệ: làm gián đoạn màng dầu bôi trơn, tăng sự mài mòn; khi bị nén thì nhiệt độ hỗn hợp tăng lên, dầu bị ôxy hóa và giảm khả năng làm việc.
Hiện tƣợng này còn làm tăng tính đàn hồi (nén) của dầu thủy lực, do đó giảm độ cứng truyền dẫn và gây nên sự chậm trễ tác động của hệ.
Ngoài ra, xâm thực cũng là một hiện tƣợng rất nguy hiểm ở hệ thống thủy lực (gây hƣ hỏng).
117
d)- Độ đàn hồi của dầu thủy lực
Về mặt lý thuyết thì chất lỏng không có tính chịu nén, tuy nhiên, trong thực tế khi hệ thống thủy lực làm việc với áp suất cao thì thể tích dầu bị giảm (do nó bị nén). Điều này ảnh hƣởng rất rõ đến tính năng động học của máy thủy lực, có thể gây nên rung động và truyền động không ổn định của hệ thống. Khi cần đảm bảo độ chính xác cao thì cần phải tính đến độ đàn hồi của dầu.
3-Yêu cầu đối vớidầu thủy lực
Dầu thuỷ lực phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Có khả năng bôi trơn tốt trong phạm vi thay đổi lớn áp suất và nhiệt độ. + Độ nhớt ít phụ thuộc vào nhiệt độ.
+ Có tính trung hoà (trơ) với các bề mặt kim loại, hạn chế đƣợc khả năng xâm nhập của khí, nhƣng dễ dàng tách khí ra.
+ Phải có độ nhớt thích ứng với điều kiện chắn khít và khe hở của các chi tiết di trƣợt, nhằm đảm bảo độ rò dầu ít nhất, cũng nhƣ tổn thất ma sát nhỏ nhất.
+ Dầu cần phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, ít hoà tan nƣớc và không khí, dẫn nhiệt tốt.