
油圧作動油または油圧液は、油圧機械で動力を伝達する媒体です。一般的な油圧作動油は、鉱物油または水をベースとしています。[ 1 ]油圧作動油を使用する可能性のある機器の例としては、掘削機やバックホー、油圧ブレーキ、パワーステアリングシステム、自動変速機、ゴミ収集車、航空機の飛行制御システム、リフト、産業機械などがあります。
上記のような油圧システムは、使用する作動油の圧縮率がゼロである場合に最も効率的に機能します。
油圧作動油の主な機能は動力を伝達することです。しかし、使用時には、油圧機械部品の保護など、油圧作動油には他にも重要な機能があります。下の表は、油圧作動油の主な機能と、その機能を果たす能力に影響を与える作動油の特性を示しています。[ 2 ]
水など多くの液体を使用できますが、ほとんどすべての作動油は腐食性が低く、粘度が高いです。石油化学鉱物油が主成分であり、その種類は粘度によって決まります。 石油由来の合成潤滑油であるポリアルファオレフィンが鉱物油と混合されます。[ 3 ]
その他の基油は、耐火性や極端な温度条件下での使用など、特殊な用途に使用されます。例としては、グリコールエーテル、有機リン酸エステル、ポリアルファオレフィン、プロピレングリコール、シリコーンオイルなどが挙げられます。
油圧作動油には、腐食抑制剤(酸捕捉剤を含む)、耐侵食添加剤など、幅広い添加剤が含まれることがあります。これらの化合物には、油、ブタノール、エステル(DEHPなどのフタル酸エステル、ビス(2-エチルヘキシル)アジペートなどのアジペートなど)、ポリアルキレングリコール(PAG)、有機リン酸塩(トリブチルリン酸など)、シリコーン、アルキル化芳香族炭化水素、ポリアルファオレフィン(PAO)(ポリイソブテンなど)が含まれます。
ナトリウムとカリウムの共晶合金であるNaK -77は、10~1,400 °F(-12~760 °C)の温度範囲で高温および高放射線環境における作動油として使用できます。1,000 °F(538 °C)での体積弾性率は310,000 psi (2.14 GPa)で、室温の作動油よりも高くなっています。潤滑性が低いため、容積式ポンプは不向きで、遠心ポンプを使用する必要があります。セシウムを添加すると、使用可能な温度範囲が-95~1,300 °F(-71~704 °C)に広がります。NaK-77合金は、超音速低高度ミサイルの油圧および流体システムでテストされました。[ 4 ]
環境に配慮が必要な用途(例えば、農業用トラクターや海洋浚渫など)では、生分解性作動油を使用することでメリットが得られる場合があります。生分解性と再生可能な資源が重要視される用途(例えば、油流出のリスクがある場合)では、菜種油などの天然油が作動油の基油として使用されます。これらの油は通常、ISO 32、ISO 46、ISO 68規格の油として入手可能です。ASTM規格のASTM -D-6006「作動油の生分解性評価ガイド」およびASTM-D-6046「環境影響に関する作動油の標準分類」が関連します。
産業用油圧システムは数百から数千PSIの圧力と数百℃に達する温度で動作するため、部品の故障により重傷や死亡事故が発生する可能性があり、油圧システムのメンテナンスを行う際には常に注意を払う必要があります。[ 5 ]
耐火性は、特殊な液体によって得られる特性です。水-グリコールやポリオール-エステルは、優れた耐熱性と加水分解特性を持ち、耐火性を高める特殊な液体の例です。[ 6 ]
ブレーキフルードは、新品時(平衡沸点で指定)と水蒸気を吸収した後(湿潤沸点で指定)の両方で沸点が高い油圧作動油の一種です。ブレーキの熱により、ブレーキシステム内の自由水と水蒸気の両方が圧縮可能な蒸気に沸騰し、ブレーキの故障につながる可能性があります。[ 7 ]グリコールエーテル系の作動油は吸湿性があり、吸収された水分によって時間の経過とともに沸点が大幅に低下します。鉱物油系およびシリコーン系の作動油は吸湿性がありません。
パワーステアリングフルードは油圧作動油の一種です。ほとんどは鉱物油またはシリコーンベースのフルードですが、合成ベースオイルから作られたオートマチックトランスミッションフルードを使用するものもあります。 [ 8 ] [ 9 ]オートマチックトランスミッションは、粘性カップリングの 潤滑、冷却、油圧特性のためにフルードを使用します。
間違った種類のフルードを使用すると、パワーステアリングポンプの故障につながる可能性があります。[ 8 ]
20世紀半ばに航空機の性能が向上するにつれ、機械式操縦装置を操作するのに必要な力が過剰になったため、パイロットの負担を軽減するために油圧システムが導入された。油圧アクチュエータはバルブによって制御され、これらのバルブは、乗務員からの入力(油圧機械式)または制御法則に従うコンピュータ(フライ・バイ・ワイヤ)によって直接操作される。
油圧動力は他の用途にも使用されます。蓄圧器に蓄えられ、補助動力装置(APU)を始動させて航空機の主エンジンを自力で始動させることができます。M61シリーズの機関砲を搭載した多くの航空機は、油圧動力を使って砲システムを駆動し、高い発射速度を安定して実現しています。
油圧動力自体は、エンジンによって直接駆動されるポンプ、または電動ポンプによって供給されます。現代の商用航空機では、これらは電動ポンプです。飛行中にすべてのエンジンが故障した場合、パイロットは胴体の下に隠されているラムエアタービン(RAT)と呼ばれるプロペラ駆動の発電機を展開します。 [ 10 ]これにより、エンジンからの電力が供給されなくなったときに、油圧ポンプと制御システムに電力が供給されます。このシステムや他のシステムでは、電動ポンプは冗長性と、エンジンが作動していない状態で油圧システムを作動させる手段の両方を提供でき、これはメンテナンス中に非常に役立ちます。
航空機の油圧作動油を取り扱う際には、汚染がない状態を維持することが飛行の安全にとって極めて重要であるため、特別な厳重な注意が必要です。また、航空機システムの整備や修理を行う際には、認可された資料を厳守する必要があります。航空機の油圧システムからのサンプルは、汚染の有無を確認するために、航空機の重整備チェック(主にCチェックとDチェック)中に採取されます。[ 11 ]
軍事規格1246Cは、流体汚染に関する規格の一つです。
ISO流体汚染スケールは、粒子サイズ数と分布に基づいて汚染カテゴリーを割り当てます。[ 12 ]
出典: [ 15 ] [ 16 ]
出典:[ 15 ]
合成炭化水素ベース:これらの合成流体は鉱物ベースの油圧作動油と互換性があり、鉱物ベースの油圧作動油の引火点が低いという欠点に対処するために開発されました。[ 17 ]
出典: [ 15 ] [ 19 ]
出典: [ 20 ]
一般的に使用される油圧オイルの粘度は、ISO VG(粘度等級)分類システムに分類されます。このシステムは、 40 ℃(104 °F)におけるオイルの動粘度に基づいています。一般的な産業用および移動式油圧システムで最も普及しているグレードは、通常以下のとおりです。
以下のような粘度の製品も使用されますが、使用頻度は低く、特定の低温/高温用途に使用されます。
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