舰船液压系统用油现状及发展方向

第２３卷第２期　２００７年４月　后勤工程学院学报　ＶｏＬ．２３　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．２００７　Ｊ（）ＵＲＮＡＩ．ＯＦ　ＬＯ（．ＩＳＴＩＣＡＬ　ＥＮＣＩＮＥＥＲＩＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩ　ＰＹ　文章编号：１６７２—７８４３（２００７）０２—００４５—０４　舰船液压系统用油现状及发展方向　张文田　一，陈波水　，王建华　，李春生　，吴慧娟　，钱亚宁　（１．后勤工程学院军事油料应用与管理工程系，重庆４０００１６；　２．海军后勤技术装备研究所，北京１０００７２；３．６５７１１，大连１１６００１）　摘要根据舰船液压设备和液压油通常承受高温、高湿、高油雾和辐射等工作特点，　分析了舰船液压油的特殊性能要求。此外，通过介绍外军和我军舰船液压系统的主要用油　品种、特性和使用方法，结合不断发展的舰船液压技术和日益严格的环境要求，指出品种简　化、洁净化、多功能化以及环境友好化是未来我海军舰船液压系统用油的主要发展方向。　关键词舰船；液压油；现状；发展趋势　中图分类号：ＴＥ　６２６．３　８　文献标识码：Ａ　液压传动是靠处于密闭容器内的液体压力能的传递来操作工作部件，由于其体积小、重量轻、反应　灵敏、传递平稳、安装方便、易于操作，因而广泛用于舰船的舵机、锚机、导航系统，以及阀门的开关遥控　系统等。液压油是液压传动中传递能量的介质，在液压设备中起着传递能量、润滑设备、防腐防锈及冷　却等重要作用。如果说油泵是整个液压系统的心脏，那么液压油就是液压系统的血液，它对液压系统的　工作可靠性及寿命起着至关重要的作用¨　。　随着电子技术、计算机技术、信息技术、新工艺、新材料等先进技术及材料在液压传动中的应用，液　压系统和元件的技术水平有了很大的提高。液压技术正在不断向高温、高压、高速、小型、机电一体，以　及提高产品清洁度、控制系统污染等方向发展。目前，液压行业生产的叶片泵的工作压力可达２５　ＭＰａ　以上，柱塞泵已从原来的ｌ５—２０　ＭＰａ增高到３５—４２　ＭＰａ，转速也达到３　５００—５　０００　ｒ／ｍｉｎ。此外，由于　微电子和电子计算机在液压系统的广泛应用，使得液压元件的精密程度也有了很大的提高，如伺服阀的　间隙已小至３　ｍ。为了保证系统稳定地工作，延长液压元件的使用寿命，液压系统还增加了微细过滤　器　“］。液压传动技术的发展对液压系统用油质量提出更新更高的要求　。因此，分析舰船液压系　统用油特性，总结舰船液压系统用油现状，对进一步明确舰船液压油的发展方向无疑具有重要意义。　１　舰船液压系统对液压油的性能要求　舰船液压设备及液压油通常要承受高温、高湿、盐雾、油雾、冲击、振动、海水和雨水等多种外界因素　的影响，工作环境恶劣。根据舰船液压油的使用条件，结合舰船液压技术的发展情况，笔者认为，舰船液　压油除了满足液压油的一般性能外，还应满足以下几方面的特殊要求：　（１）舰船液压系统在高温、高湿、高盐雾，尤其是与海水直接接触的条件下长期工作，容易出现部件　锈蚀和液压油乳化，因此要求液压油具有优良的防锈性、水解安定性，以及添加剂的抗水洗性。　（２）舰船液压装置大多数安装在空间狭窄和通风换气不良的机舱里，从保障人员安全和提高防火　性能考虑，舰船液压油必须具有较高的闪点和较低的挥发性，液压油本身无刺激性气味，其挥发组分无　毒，并对周围其它机械和材料的影响小。　（３）舰船活动范围广，环境温度变化大，为保证液压系统的灵敏性和工作的可靠性，要求液压油具　收稿日期：２００６—０９—１９　作者简介：张文田（１９８１一），男，山西省大同市人，硕士生，主要从事润滑材料及油品添加剂研究。　维普资讯 http://www.cqvip.com

４６　后勤工程学院堂报　簋２　有良好的粘温性能，即粘度指数要高。　（４）核动力潜艇由于存在核辐射，会使油品粘度下降，并可能产生高温引起油料燃烧，因此要求液　压油必须具有良好的抗辐射能力，并且不产生感生辐射，以保证系统和人身安全；此外，液压油应不含或　少含金属添加剂，以免造成核污染，损害人体健康。　（５）舰船液压系统的工作压力不断提高，同时使液压油的工作温度也越来越高。因此，液压油必须　具有优秀的抗磨性能。　（６）由于液压系统的小型化，使得泵尺寸减小、循环时间减少，如果液压油中进入空气，就有可能引　起气蚀和空穴现象，并使设备精确度下降，这就要求液压油必须具备良好的空气释放能力和抗泡性能。　（７）由于伺服阀等精密元件的使用，要求液压油具有良好的清净分散性。　２　国内外舰船液压油使用现状　２．１外军舰船用液压油现状　据《美国海军舰船通用规范》介绍，美海军舰船设计制造时只许使用ＭＩＬ—ＰＲＦ一１７６７２石油基抗氧　抗腐液压油和ＭＩＬ—ＰＲＦ一１７３３１中等负荷汽轮机与齿轮传动油作为舰船液压系统的液压油，此外，航　母弹射器、喷流致偏板和阻拦装置使用不燃液压油④。　ＭＩＬ—ＰＲＦ一１７６７２石油基抗氧抗腐液压油有３个粘度等级，相当于国际粘度分类等级中的３２，４６，　６８，该油在２０世纪６０年代还是一种润滑、液压、轻负荷汽轮机三用油，至２０世纪８０年代初，该油指标　进一步完善，并改名为石油基液压油，取代了军用规范ＭＩＬ—Ｈ一２４４３０海水乳化无腐蚀液压油和ＭＩＬ　Ｈ一２４４５９石油基抗磨液压油，被广泛用于水面舰艇甲板机械、液压舵转向装置及潜艇外部液压系统；　ＭＩＬ—Ｈ一２２０７２弹射器液压液是水一乙二醇混合液，其中加有油性剂、摩擦改进剂、防腐剂及粘度指数　—改进剂，主要用于舰载机起飞弹射器和液压型武器升降机的液压执行机构；ＭＩＬ—Ｈ一１９４５７是非神经　毒性的难燃液压液，用于工作压力超过４．１４　ＭＰａ蓄能器加载的船用液压系统；美军规范ＭＩＬ—ＰＲＦ一　１７３３１润滑油是由纯净的石油润滑油加入必要的添加剂组成的，最初只用于主汽轮机，后来逐步扩展用　于齿轮传动装置、空气压缩机，并被指定用于各类核潜艇等舰船的全船液压系统。英军的舰船液压油与　美军相似，英海军使用Ｄｅｆ　ｓｔａｎ９１—２５／２轻负荷蒸汽涡轮机和齿轮用油作为舰艇液压油，性能与美军　ＭＩＬ—ＰＲＦ一１７３３１相当。　前苏联舰船上的高压液压系统和潜艇一直使用粘度较低、低温性较好的液压液，最早为ＡＹ锭子　油，后改用不燃型液压液（Ｉ－ＩＦＢ难燃液压液），一般液压系统则多使用４０℃粘度高达６８±６．８　ｔｏｎｉ　／ｓ的　ＦＯＣＴ一９９７２含添加剂汽轮机油作为舰船液压装置用油。表Ｉ为国外海军舰船液压系统用油情况。　表１　国外海军舰船液压系统用油情况　油品名称　２０７５　适用范围　．，，　…　用于不要求难燃液压油的舰船液压系统。２０７５适用于潜艇外部系统及　低温下其它场合。２１１Ｏ和２１３５适用于水面舰艇甲板机械。　用于舰载机起飞弹射器和液压型武器升降机的液压执行机构。　用于工作压力超过４．１４　Ｉ￣ＩＰａ蓄能器加载的船用液压系统　用于主辅汽轮机和齿轮传动装置，　空气压缩机和某种液压装置以及一般机械的润滑。　用于主辅汽轮机，还用于英军舰艇的液压系统。　用于各型潜艇及水面舰艇主液压系统。　用于船舶蒸汽透平装置和液力传动装置。　ＭＩＬ—ＰＲＦ一１７６７２Ｄ　石油基抗氧抗腐液压油　ＭＩＬ—Ｈ一２２０７２液压液　２１３５　ＮＩＬ—Ｈ一１９４５７Ｄ抗燃液压油　ＭＩＬ—ＰＲＦ一１７３３１Ｈ　中等负荷汽轮机与齿轮传动油　Ｄｅｆ　Ｓｔａｎ９１—２５／２　轻负荷蒸汽涡轮机和齿轮用油（英）　ＦＩＦＢ难燃液压液　ｒＯＣＴ一９９７２—７４　ＴⅡ一４６含添加剂汽轮机油　２．２我军舰船用液压油现状　２０世纪５０年代至６０年代初，我海军舰船液压系统都是沿用前苏联的ＡＹ锭子油作为液压系统的　注①李眷生，龚灿铮．海军舰船液压油现状及发展的探讨．海军后勤技术装备研究所，２０００　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　张文田等舰船液压系统用油现状及发展方向４７　传动介质。２Ｏ世纪６Ｏ年代末，我国先后开展了舰用液压油（即２０５５液压油）、２０７液压油、３２４５合成舰　用液压油及６８４５舰船设备液压油等的研制工作，并于２Ｏ世纪末成功研制出ＨＭ３２／Ｈ舰船石油基液压　油取代了舰用液压油。目前，我海军舰船液压油不仅有Ｌ—ＡＮ，Ｌ—ＨＬ，Ｌ—ＨＭ，Ｌ—ＨＶ等质量等级的　油品，还有２０７Ａ舰用液压油（主要用于核　潜艇的液压系统）、舰船低温液压油（主要　用于舰艇甲板上各种机械装置的液压系　统）、ＨＭ３２／Ｈ舰船石油基液压油（主要用　于各型舰艇甲板以下机械的液压系统）等　专用液压油。表２为我海军部分舰艇液压　表２我国海军部分舰艇液压泵参数　系统使用的液压泵参数，表３为我海军舰　船液压系统用油情况。　表３我国海军舰船液压系统用油情况　油品名称　用油部位　Ｌ—ＡＮ１０号全损耗系统用油　Ｌ—ＡＮ１５号全损耗系统用油　Ｌ—ＡＮ２２号全损耗系统用油　Ｌ—ＡＮ３２号全损耗系统用油　Ｌ—ＡＮ４６号全损耗系统用油　Ｌ—ＡＮ６８号全损耗系统用油　用于工程机械液压系统　用于工程机械液压系统、交通艇液压系统　用于工程机械液压系统、交通艇液压系统　工程机械液压系统　用于工程机械、医疗训练舰、潜水工作船等　工程机械液压系统　ｈ—ＡＮ１ｏｏ号仝损耗系统用油　ＨＬ一２２号液压油　ＨＬ一３２号液压油　工程讥饿浓压系统　工程机械液压系统　工程机械液压系统　工程机械液压系统　工程机械液压系统　ＨＬ一４６号液压油　ＨＬ一６８号液压油　ＨＭ一３２号抗磨液压油　ＨＭ一４６号抗磨液压油　ＨＭ一６８号抗磨液压油　ＨＭ一１００号抗磨液压油　ＨＶ一３２号液压油　ｌ３号机械油　ｌＯ号航空液压油　２０７Ａ液压油　４ＪＤ号舰船低温液压油　４６号低温液压油　ＨＭ３２／Ｈ舰船石油基液压油　交通艇、工程机械等液压系统　救生船、工程机械等液压系统　液压系统　可调螺距桨及厨房压缩机　飞机牵引艇、甲板机械液压系统　用于军械、工程机械等液压系统　舰船军械液压系统，可调螺距桨液压系统等　液压系统　主要用于甲板机械液压系统　登陆艇大门机液压系统　常规潜艇主液压系统及水面舰船甲板下液压系统　海军舰船液压油的发展方向　根据我国海军舰船液压系统用油现状，结合海军装备的发展以及未来战争的需要，笔者认为，未来　我海军舰船用液压油应重点朝以下“四化”方向发展。　３．１品种简化　油料品种简化是外军一贯的做法。目前我海军繁多的舰船液压油品种已给油料保障带来了很大的　不便，品种简化势在必行。液压油品种简化对于提高平、战时油料采购、储存、使用、管理、供应等各环节　的保障能力，促进舰船装备技术性能的发挥具有重大意义。　３．２洁净化　现代液压系统精密度要求越来越高，液压油中的灰尘、磨粒、以及氧化产生的油泥等污染物都会造　成液压部件的划伤、磨损、配合问隙增大，还会使阀体内的阻尼孔堵塞、过滤器失效，引发故障。因此，液　压油的洁净性直接关系到舰船的操作性能及武器装备的使用性能，对液压系统的寿命、操作的灵活性、　武器装备的准确性至关重要。　维普资讯 http://www.cqvip.com

３．３　多功能化　一。多功能化即油品的通用化，即实现“一油多用”。多功能化是简化舰船液压油品种的重要途径之　这方面，美、英等外军已采用汽轮机油作为舰船主液压系统的液压油，值得我军借鉴。　３．４环境友好化　２０世纪９０年代以来，一些国家立法禁止在环境敏感地区（如森林、水源、矿山等）使用非生物降解　润滑油；１９９１年欧共体会议决定使用“Ｂｌｕｅ　Ａｎｇｅｌ”（蓝色天使）作为欧洲润滑油的生态标志，并要求　用于公共土木工程机械的液压设备有义务使用可生物降解的环境友好液压油¨　。　目前我海军舰船使用的液压油绝大部分是矿物油型润滑油，而矿物型润滑油的生物降解性能很差，　液压系统如果装配不当、液压油应用不正确或液压元件磨损、损坏等，都可能造成液压油渗出或泄漏，从　而导致对水环境的严重不良影响。这个曾经被认为是液压工业中一个“可接受”的问题，面对日渐高涨　的环保要求，已逐渐变的突出，环境可接受液压油必将成为今后的发展方向。　参考文献　［１］林济猷．液压油概论［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，１９８６．　［２］刘伟艳。李春诚，王泽思．液压技术的发展对液压油的性能要求［Ｊ］．润滑油，２００５，２０（４）：ｌ一５　［３］黄传火．工程机械中液压技术发展的新动向［Ｊ］．采矿技术，２００６，６（２）：７１－７３．　［４］陈慧卿．国内外液压元件发展趋势及液压油规格的变化［Ｊ］．石油知识，２００５。（４）：４２—４３．　［５］高永利．液压油的现状与发展［Ｊ］．润滑油，２００１，１６（３）：５８—６１．　［６］夏毅敏。李艳．液压油的新发展［Ｊ］．工程机械，２０００，３１（８）：３１—３２．　［７］王成勇．国外抗磨液压油的规格与发展［Ｊ］．润滑油，２０００，２（１）：２６－２８．　［８］益梅蓉．清净型抗磨液压油的发展概况［Ｊ］．高桥石化，２００４，２（１）：４２—４５，４８．　［９］向晖，陈国需．液压油规格的现状与发展［Ｊ］．润滑与密封，２００４，（６）：１２５—１２７．　［１０］唐俊杰．生物降解液压油的研究［Ｊ］．石油商技，２００２，１０（５）：ｌ一６．　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ　Ｏｉｌｓ　ｆｏｒ　Ｎａｖａｌ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｎｔｉａｎ　，ＣＨＥＮ　Ｂｏｓｈｕｉ　，ＷＡＮＧ　Ｊｉａｎｈｕａ　，ＬＩ　Ｃｈｕｎｓｈｅｎｇ　，ｗｕ　Ｈｕ￣ｕａｎ　，ＱＩＡＮ　Ｙａｎｉｎｇ３　（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆ　Ｏｉｌ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ＆Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬＥＵ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００１６，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｎａｖｙ　Ｌｏｇｉｓｔｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ＰＬＡ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７２，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｕｎｉｔ　６５７１　１，Ｄａｌｉｎ　１ａ　１６００１，Ｃｈｉｎａ）　ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ｎａｖａｌ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｏｉｌｓ　ａｒｃ　ｕｓｕａｌｌｙ　ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｓｅｖｅｒｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｈＪｉｓｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｉｓｈ　ｈｕｍｉｄｉｔｙ，ｈｉｇｈ　ｏｉｌ　ｍｉｓｔ　ａｎｄ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｎａｖａｌ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｏｉｌｓ，ａｉｍｅｄ　ａｔ　ｗｉｔｈｓｔｎｄａｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｅｖｅｒｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｂｙ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｆｏｒｅｉｇｎ　ａｎｄ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｎａｖａｌ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｏｉｌｓ，ｔｈｅ　ｄｅ－　ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｎａｖａｌ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｏｉｌｓ　ｔｏｗａｒｄｓ　ｌｅｓｓ　ｖａｒｉｅｔｙ，ｂｅｔｔｅｒ　ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ，ｍｏｒｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｅｖｅｒ—ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｍａｒｉｎｅ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｏｉｌ；ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ