事實(shí)上，所有液壓系統(tǒng)都只包含幾個(gè)部件的某種配置：泵、方向控制閥和某種輸出設(shè)備（通常是執(zhí)行器或電機(jī)）。這些系統(tǒng)使用礦物油，這是一種通過(guò)蒸餾原油生產(chǎn)的石油基產(chǎn)品，眾所周知，這種工藝和產(chǎn)品都對(duì)環(huán)境有害，但液壓系統(tǒng)對(duì)于保持我們的世界運(yùn)轉(zhuǎn)絕對(duì)必要。
液壓系統(tǒng)如何工作？
油由電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵加壓。當(dāng)控制閥滑到某一位置時(shí)，流體可以推動(dòng)執(zhí)行器或旋轉(zhuǎn)電機(jī)。一旦流體完成其職責(zé)，它就會(huì)返回泵儲(chǔ)罐，等待再次加壓。
礦物油長(zhǎng)期以來(lái)一直是液壓系統(tǒng)的首選介質(zhì)，主要是因?yàn)槠錆?rùn)滑性能和相對(duì)較低的成本。最近，生物燃料、天然氣和綠色氣體制造商 TotalEnergies 與最大的液壓系統(tǒng)供應(yīng)商之一博世力士樂(lè) (Bosch Rexroth) 合作，開(kāi)發(fā)一種不基于傳統(tǒng)石油產(chǎn)品的液壓介質(zhì)。
博世力士樂(lè)和 TotalEnergies 預(yù)測(cè)未來(lái)液壓運(yùn)動(dòng)將通過(guò)更有效的流體化學(xué)來(lái)完成。
有效液壓油的協(xié)作
博世和 TotalEnergies 已著手開(kāi)發(fā)一種更可持續(xù)、含水、可生物降解的液壓介質(zhì)。TotalEnergies 將提供流體，博世將提供流體的要求和測(cè)試。這種新介質(zhì)的性能需要與標(biāo)準(zhǔn)礦物油達(dá)到相同水平，甚至更好。一旦流體被開(kāi)發(fā)和測(cè)試，博世和TotalEnergies還將制定標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，以便其他制造商在制造不同版本的可生物降解流體時(shí)能夠獲得相同的指導(dǎo)方針。
為什么不直接用水呢？
水似乎是一個(gè)不錯(cuò)的選擇；它的可壓縮性較低，而且數(shù)量充足，成本低廉。它也是環(huán)保的，但現(xiàn)實(shí)是水絕對(duì)不是一個(gè)好的液壓解決方案。
水對(duì)金屬部件沒(méi)有良好的潤(rùn)滑性能，并且會(huì)導(dǎo)致部件腐蝕（生銹）。工作液需要具有與液壓油類似的潤(rùn)滑特性，不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)分解，并且不會(huì)損壞現(xiàn)有部件。該介質(zhì)必須與現(xiàn)有設(shè)備兼容，因?yàn)樾袠I(yè)不會(huì)希望僅僅為了促進(jìn)可生物降解的解決方案而更換數(shù)千個(gè)組件。
溫度在最終產(chǎn)品化學(xué)中起著重要作用，因?yàn)闃O高和極低的溫度在液壓系統(tǒng)環(huán)境中都很常見(jiàn)。流體不應(yīng)在高溫下沸騰，低工作溫度不應(yīng)產(chǎn)生固體（冰）。這兩種情況都對(duì)液壓元件造成一定的厄運(yùn)。
許多設(shè)備和工業(yè)應(yīng)用都使用液壓系統(tǒng)來(lái)控制重負(fù)載的運(yùn)動(dòng)。圖片由Adob??e Stock提供
液壓油的復(fù)雜科學(xué)
標(biāo)準(zhǔn)液壓油已在建筑行業(yè)和汽車行業(yè)使用多年。液壓油存在許多安全和環(huán)境問(wèn)題，這也是博世與 TotalEnergies 合作的部分原因。
液壓油的生產(chǎn)不僅對(duì)環(huán)境有害，液壓泄漏也對(duì)環(huán)境有害。當(dāng)更換和修理部件或軟管損壞時(shí)，液體溢出是很常見(jiàn)的。對(duì)于農(nóng)業(yè)、建筑和航海設(shè)備來(lái)說(shuō)，這些泄漏經(jīng)常發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)并且難以清理。
如果使用可生物降解的液體，泄漏對(duì)環(huán)境的影響就較小。液壓油是一種石油基產(chǎn)品，閃點(diǎn)高于 300°F，在 140°F 時(shí)開(kāi)始分解。即使在相對(duì)高溫下，液壓油仍然是許多工業(yè)火災(zāi)的罪魁禍?zhǔn)?，?dǎo)致建筑物和設(shè)備損壞。
設(shè)計(jì)一種具有阻燃性的可生物降解液壓油解決方案可能是拯救生命和減少財(cái)產(chǎn)損失的第一步，同時(shí)創(chuàng)造一種環(huán)保產(chǎn)品，為大型運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供更具成本效益的解決方案。