[发明专利]液压系统中的能量效率改进

说明书

技术领域

本发明涉及液压系统中能量效率的改进。

背景技术

液压系统为传递能量和以高度的灵活性和控制力施用巨大力量而设计。这需要建立有效的将来自发动机、电动机或其他来源的输入能量转变至可用功的系统。可用液压动力来产生旋转或直线运动，或为将来在执行器中的使用储存能量。液压系统提供了比电或机械系统明显更精确和可调整的转换能量的方法。通常，液压系统是可靠的、高效以及成本经济的，导致了其在工业领域的广泛应用。液压动力行业持续不断的通过使用新型机械组件和结构材料来改善液压系统的成本效力。

可利用水和其他多种液体来进行帕斯卡定律的实际应用，其说明在封闭容器中的压缩流体将因此的压力不衰减和各向均匀地传递至整个系统。在过去的50年中许多液压系统硬件和控制方面的创新已被商业化，但在液压流体方面仅有很少的改变。在基础油组合物以及改善流体寿命和与金属相容性的添加剂上已有改进，但是，还未知有液体对劳动生产力或燃料经济性带来任何进展。最广泛指定和购买的液体的级别(ISO VG 46和68，HM性能级)基于组I矿物油，并与那些50年前推荐的极其相似。

对大多数液压系统而言液压流体不是关键的设计要素，其通常是最后选择的系统要素，因为认为标准单级油能提供足够的性能。通常选择标准的“HM”单级油因为这是成本最低的选择，而且具有很长的没有保养问题的可信赖历史。经历宽温度变化的户外流体动力应用在冬天要使用较低粘度级的流体，在夏天要使用较高粘度级的流体。有些液压流体与作为粘度指数改性剂的PAMA添加剂一起调配，为达到在寒冷的启动条件下良好的低温流动性(“HV”级油)。未知PAMA添加剂带来了任何其他性能优势。

例如，文件WO2005108531阐述了使用含有PAMA添加剂的液压流体，为减少液压流体在工作负荷下的温度增加。然而，该文件未关于能量效率的改进进行说明或建议。

此外，文件WO2005014762公开了具有改善阻燃性的功能性流体。该流体可以用于液压系统中。然而，该文件未关于流体的能量效率作出说明。

能量效率的改进是所有技术领域中的共同目标。通常这一目标通过改善提供液压系统机械能量的单元例如内燃机或电动机的构建而实现。然而，对于这一目标需要进一步的改善。

本发明进一步的共同目标是改进液压系统的性能。通常，液压系统的性能通过使用具有更强动力的内燃机或电动机来改进。然而，这种途径通常伴随着更高的能量消耗。

发明内容

考虑到现有技术，本发明的目的是提供具有改进能量效率和改进系统性能的液压系统。

此外，本发明的一个目的是改进为液压系统提供机械动力的单元的寿命。

这些以及其他没有明确提及但能从介绍部分容易衍生或发展出来的目的，通过使用本权利要求1的流体而达到。按照本发明的应用的有利改变在从属权利要求中有述。

使用VI至少为130的流体为液压系统的能量效率提供了意料之外的改进。进而，能以不可预料的方式改进了液压系统的系统性能。

同时通过根据本发明的液压流体能够达到许多其他的优势。其中有：

本发明的液压流体显示了改进的低温性能以及较宽的温度操作窗口。

由于本发明液压流体快速的投资回报时间，能以有利的成本销售。

与标准的HM流体相比，本发明的液压流体显示了良好的抗氧化性以及非常好的化学稳定性。

本发明的液压流体的粘度可以在宽范围内调整。

进而，本发明的液压流体适合于高压应用。本发明的液压流体由于良好的剪切稳定性表现出最小的粘度变化。

此外，可以在不改变液压系统结构的情况下达到系统性能和能量效率的改进。因此，能够在非常低的成本下改进原有液压系统的性能和能量效率。

具体实施方式

根据本发明使用的液压流体具有至少130，优选至少150，更优选至少180以及最优选至少200的粘度指数。根据本发明的一个优选实施方式，粘度指数在150-400范围内，更优选200-300。粘度指数可以根据ASTM D 2270测定。

根据本发明的应用为液压系统能量效率提供了改进。能量效率表述意味着为达到限定结果而提供给液压系统的能量的更好效力。特别地，系统的能量消耗可以降低至少5％，更优选至少10％以及更优选至少20％，基于使用具有约100的VI并且提供了相同的系统功或效果的单级液压流体的系统的能量消耗。能量的类型通常取决于向液压系统提供机械能量的单元。此外，能够改进基于限定时间段的能量消耗。