新能源汽车转向器支架油压机液压油对运营成本的影响

每个运营经理都面临着寻找降低运营成本和提高生产率的方法的挑战。这一目标对工作人员和新能源汽车转向器支架油压机设备造成越来越大的压力。

是否可以简单地更换液压油，从而显着降低能源成本或提高设备产量？最高效液压油（MEHF）的使用提供了降低成本和提高液压性能的机会，但是多少？MEHF如何影响特定的操作？

基于多年来在最先进的液压泵中的流体开发工作。主要设备制造商和主要石油公司推荐的各种商用流体已经在齿轮，叶片和活塞泵中进行了研究。很容易得出结论，流体粘度（粘度等级，粘度指数和高压应用中的稳定性）是优化泵效率的关键。低泵效率导致更高的能源成本（燃料或电力），降低的功率输出和更慢的响应时间。

具有满足规定的MEHF性能水平1的高粘度指数的流体将优于标准单级（ASTM D6158型HM）或发动机油型流体。新能源汽车转向器支架油压机的典型性能优势是节能或提高生产率5％至10％。


泵效率
每种类型的液压泵和马达都设计成具有少量内部流体泄漏或再循环。这种流体是必不可少的，因为它在运动部件之间形成润滑膜，防止磨损。

如果泵和电机在最佳温度和压力条件下运行，泄漏量最小，泵的运行效率可达90％以上。然而，通常将硬加工设备置于显着的应力下，导致高的油操作温度。

随着油的温度升高，油粘度下降，并且发生更高水平的内部泄漏。新能源汽车转向器支架油压机液压系统在80至100°C（176至212°F）范围内产生持续工作温度的情况并不少见，温度峰值介于110至130°C（230至266°F）之间。

油温高于60°C（140°F）会降低粘度，足以对容积泵效率产生明显的负面影响。当油温升至100°C（212°F）时，通常会发现泵的容积效率为50％至60％。当泵以60％的效率工作时，40％的输入能量被浪费并转化为热量而不是工作。

新能源汽车转向器支架油压机液压效率有两个要素：容积效率和流体力学效率。流体力学效率涉及液压部件内的摩擦损失和产生流体流动所需的能量。容积效率涉及液压部件内的流动损失和内部泄漏发生的程度。这两种性质都高度依赖于粘度。

由于更高的流动阻力，流体机械效率随着流体粘度的增加而下降。相反，由于内部泄漏的减少，体积效率随着流体粘度的增加而增加。液压泵的总效率是机械效率和容积效率的乘积[公式1]，两个因素必须统一考虑。4

总效率=
流体力学效率*容积效率[等式1]

容积效率的损失导致泵更加努力地工作和/或更长时间以产生到液压致动器的所需流量。同时，由于低粘度流体绕过临界泵间隙，高温会影响容积效率。因此，由于高温导致的粘度不足会产生温度升高，加速磨损和内部泄漏增加的破坏性循环。

所有泵制造商都公布了其泵的最大和最小油粘度要求。这些建议的摘要可以在国家流体动力协会推荐的实践NFPA-T2.13.13-2002中找到，或者在MEHF网站上找到。6有关流体粘度要求的具体指导，请直接咨询泵或设备制造商。

最高效液压油设计用于在标准和峰值操作条件下提供增加的粘度。结果是在更宽的温度和压力条件下满足OEM粘度要求的能力提高，从而保持更高的泵效率。

如果只需要更高粘度的油，那么为什么不使用较重的油？在某些情况下这可能是可能的，但转换为更高粘度的单级流体如ISO VG 68或ISO VG 100也会导致低温性能的显着损失和空气夹带的潜在问题。MEHF旨在提供改进的低温流动和出色的空气释放性能。

我可以节省多少钱？
大量测试表明，高粘度指数流体在操作条件下提供更好的泵效率。（7,8,9）然而，这些高性能流体的成本高于标准单级流体或发动机油，那么净效益是多少？

虽然几乎任何液压应用都可以利用MEHF性能，但在较高温度（大于60°C / 140°F）和压力（2,000 psi / 138 bar）下运行的重型设备是最重要的优势。大多数移动建筑，林业，农业和固定式户外设备都属于这一类。

通常，可以实现5％至10％的节能或提高生产率，这意味着每年每台泵可节省数百美元。10由于每个系统可能具有独特的设计和/或操作条件，因此有必要考虑估算潜在收益的差异。

MEHF节能计算器
可以使用一个液压泵（例如，轮式装载机）或具有多个泵和旋转马达（例如，重型挖掘机）的复杂设备来建模简单系统。如果在不同类型的泵（齿轮，叶片和活塞）和使用中的电机之间有准确的计数和区别，也可以对小型或大型机队进行建模（图1）。


参考计算器将计算仅运行液压系统所需的总能量输入要求。它不考虑用于使用标准传动装置或其他辅助设备（空调，电气系统等）新能源汽车转向器支架油压机的能量。

用户必须输入正在使用的齿轮，叶片，活塞泵和电机的总数，即满负荷运行的每天的典型小时数和每年的天数。计算器假设每个泵都是中等大小，并且在典型的温度和压力条件下运行。

使用单一平均操作条件假设实际条件在20％的时间内较温和，在20％的时间内更严重。典型的流体操作温度来自对林业和建筑设备的一年观察（3），以及来自多个泵和设备OEM的指导。

该模型假设齿轮泵在207 bar（~3,000 psi）下运行，叶片泵在200 bar（~2,900 psi）下运行，而活塞泵在满负荷时运行在350 bar（~5,000 psi）。

总油耗基于这样的假设：油槽的体积是泵的流速的1.5倍，每年更换流体。每件设备都有不同的失油率（通过管路/联轴器泄漏，软管断裂或蒸发），因此计算器要求估算年度充值率。

计算器假定管道和软管是标准直径，并且管道的总长度不会导致所比较的流体之间的流体力学效率的显着差异。

粘度等级是确定整体泵效率差异的关键因素。要求用户输入当前使用的流体类型及其每加仑或升的成本。

可能的流体选择包括单级（HM型）和多级（HV型）的典型ISO粘度等级（22,32,46和68），以及10W发动机油和ATF的广泛推荐选项。可以选择相同的流体用于全季节使用，或者可以使用不同的流体用于冬季/夏季旋转。

每种流体的粘度/温度曲线决定了工作压力下的实际泵流量。作为油温，粘度和操作压力的函数的每个泵的实际流速是已知的。

作为温度，压力和粘度的函数的泵流速数据来自泵供应商的产品文献，并且已经用先前研究中测量的测试数据进行了验证。（6,7,8）工作压力下的内部泵泄漏决定了实际流量（Q a）与标称（Q n）流量之间的差异。

泵效率是实际流量与标称流量的比率。新能源汽车转向器支架油压机泵需要恒定的输入能量才能以恒定速度转动。泵效率决定了将多少输入能量转换为流体流动和可用功。未转换为泵输出的所有输入能量转换为热量。

该能量被截留在泵中的流体吸收并导致流体的温度升高，这也导致粘度进一步降低。计算器使用用户选择的流体选项比较泵的实际流量和输入功率要求。可以根据以下公式计算完成相同工作量所需的能耗差异：

能量（参考流体） /能量（MEHF） =（功率（参考流体） * Qa （MEHF））/（功率（MEHF） * Qa （参考流体））

根据所选的泵和总的年运行小时数，计算器可以确定使用当前参考流体运行液压系统所需的总千瓦时数。上述等式的比率决定了与MEHF执行相同工作量可以节省多少能量。


例如，该模型假设能源是柴油发动机。要求用户在他或她的区域输入柴油燃料的成本，以达到节省能量或燃料的价值。在标准柴油发动机中产生千瓦时功率所需的柴油燃料量为0.22千克或0.262升或0.069加仑。11

总燃油消耗量（升）=泵功率要求（kW）*泵运行小时数（小时）*柴油燃料消耗率（0.22 kg / kWh）*柴油燃料密度（1.19升/ kg）

燃油节省（升）=总燃油消耗*相对节能

节省成本 =节省燃料*柴油燃料的当地成本

用户可以选择公制单位（升）或英制单位（加仑）并可以输入任何货币，但默认选项是美元或欧元。

季节性改变石油的决定将对维护成本产生重大影响。要求用户估算换油的时间和人工成本，并指出液压系统停机是否导致生产损失的成本。在林业或采矿等一些业务中，停止维护的机器将导致产量或生产力的降低，从而使公司损失成本。如果与操作相关，计算器可以添加这些因子。

比较过程的最后一步是选择MEHF。最高效液压油的特点是高粘度指数（> 150）和良好的剪切稳定性。用户可以选择ISO粘度等级为22,32,46或68且粘度指数为160,180或200的MEHF候选物。

当用户点击页面底部的CALCULATE按钮时，将显示参考流体消耗的柴油燃料量，MEHF节省的燃料量以及运营节省的货币价值。可以尝试变化，例如更高的燃料或流体价格，或多或少的运行时间，或不同的流体粘度等级。

为获得最佳效果，建议选择具有相同或更高ISO粘度等级的MEHF产品来代替参比液。例如：如果当前正在使用ISO VG 46 HM流体，则选择ISO 46 MEHF或ISO 68 MEHF。

许多对照研究得出结论，新能源汽车转向器支架油压机液压油粘度计是实现良好泵效率的关键。选择具有高粘度指数和良好剪切稳定性的流体将使硬加工系统能够最大限度地减少燃料或电力消耗并提高生产率。这种性能优势通常可使操作员降低运营成本5％至10％。

用户可以选择不同等级的MEHF并比较所需的总能量。然后将节能和流体维护要求转换为货币节省的估算。在大多数情况下，石油成本的微小变化带来快速回报和巨大的节约潜力。