Provoz hydraulických systémů stavebních strojů se speciálním vysokoindexovým hydraulickým olejem
Hydraulický olej často v provozních podmínkách rozhoduje o životnosti a plné funkčnosti hydraulického systému. O hydraulických systémech pracujících v mobilních strojích zejména z oblasti stavebnictví, energetiky, zemědělství a lesnictví to platí obzvláště.
Mobilní stroje se často potýkají v provozu s extrémními teplotními podmínkami pro hydraulický systém. Proto je výběru vhodného hydraulického oleje potřeba věnovat zvýšenou pozornost. Hydraulické oleje s extrémními vysoce stabilními viskozitními indexy se jeví jako jedno z možných řešení.
Charakteristické teplotně provozní podmínky hydraulických systémů mobilních strojů
Požadavky výrobců komponentů hydraulických systémů
Za standardní teplotní podmínky se považuje teplotní rozsah provozu od -15 až 90 °C. Rozsah provozních teplot od -30 do 120 °C je považován za speciální teplotní režim. Výrobci komponentů hydraulických systémů předepisují pro své výrobky požadavky na viskozitní parametry v průběhu provozu. Ty se pohybují v rozsahu 750 až 1 000 mm2.s-1 pro maximální povolenou kinematickou viskozitu hydraulické kapaliny a zpravidla 7,5 mm2.s-1 pro kinematickou viskozitu minimální. Jak složité může být vyhovět těmto požadavkům ukazuje tabulka č. 1, kde jsou teplotní rozsahy pro běžné oleje HV.
Pro zajištění co nejširšího teplotního rozsahu jednoho oleje je nutné výrazně snížit závislost viskozity na teplotě (zvýšení viskozitního indexu). Jak je patrné z obrázku č. 1, hlavní částí hydraulického oleje ovlivňující jeho vlastnosti a viskozitu je základový olej. 
Tabulka č. 2 potom ukazuje různé druhy základových olejů a jejich vhodnost pro hydraulické oleje s extrémně vysokým viskozitním indexem.
Jak je patrné z tabulky č. 2 jsou nejvhodnější variantou základové oleje typu HEES (syntetické estery), PAO (syntetický základový olej) a VHVI oleje (oleje hydrokrakové). První dva typy základových olejů však v praxi, přes nesporné výhody, mají jednu velkou nevýhodu, která je vyřazuje z masového použití a tou je cena. Stejně tak jako u automobilových olejů se i u hydraulických olejů prosazují oleje hydrokrakové. Vzhledem ke svým vlastnostem umožňují připravit oleje v celé škále požadovaných vlastností a samozřejmě s velmi vysokým a stabilním viskozitním indexem.
Dalším omezujícím prvkem se v minulosti zdál modifikátor viskozity upravující teplotně viskozitní závislost. Převládala obava o nestabilitě tohoto řešení. Přes schopnost vyrobit olej s velmi vysokým viskozitním indexem panovala dlouho obava z velkého snížení tohoto indexu a tím i ze snížení viskozity oleje v průběhu provozu. Nejnovější typy modifikátorů viskozity umožnily formulaci těchto ekonomicky přijatelných hydraulických olejů. A že v praxi jsou výsledky přijatelné, je obsahem následujících řádků.
Provozní zkušenosti s vysokoindexovými hydraulickými oleji na bázi hydrokrakových základových olejů
Základním předpokladem pro testovaný hydraulický olej bylo splnění viskozitních předpokladů při zachování přijatelné ceny. Byl použit olej se základním viskozitním parametrem ISO VG 46, viskozitním indexem větším než 190, bodem tuhnutí nižším než -40 °C. Olej splňoval také následující výkonové parametry a normy - DIN 51 524 část 3 - HVLP, ISO 6743/4 typ HV, DENISON HF-0.
Dalším předpokladem vhodnosti takto formulovaného oleje je jeho malá závislost viskozity na teplotě. Grafy č. 1 až 3 znázorňují tento viskozitní parametry zkoušeného oleje u všech nových olejů v průběhu testování. Grafy 4 a 5 znázorňují šíři teplotního rozsahu použitelnosti testovaného oleje v porovnání se standardními oleji typu HV různých viskozitních tříd.
Testovanými stroji byly stavební stroje používané při stavbách nových silnic a dálnic (např. tandemové válce). Hydraulický systém měl zubové čerpadlo, pracující v tlacích až 500 bar a tento systém byl teplotně řízen. Kromě standardních diagnostických testů byla sledována zejména stabilita viskozitních parametrů pro zajištění bezporuchového provozu v širokém rozsahu teplot po celou dobu servisního intervalu, což v případě testovaných strojů bylo 2000 provozních hodin. Teplotní rozsah byl stanoven na -20 až 100 °C. Požadované provozní viskozity byly maximálně 1 000 mm2.s-1a minimálně 7,5 mm2.s-1. Výsledky náhodně vybraných dvou strojů jsou znázorněny v následujících grafech č. 6 až 11.
Výsledky naznačují mírný pokles viskozity i viskozitního indexu v počátku servisního intervalu. Další změny jsou již v rámci chyb měření a jsou téměř beze změny. Ostatní parametry byly v pořádku. Např. číslo kyselosti se pohybovalo vždy do 0,5 mg KOH/g.
Závěr
V současnosti probíhá další sledování chování zejména viskozitních parametrů na jiných typech strojů v různých provozních podmínkách. I přes neukončené testování se předpoklad stability viskozitních parametrů potvrzuje. Například nejnižší viskozitní index v provozu na konci servisního intervalu byl 189 (z původních 205 u nového oleje). Lze tedy konstatovat, že speciální hydraulický vysokoindexový olej na bázi hydrokrakových základových olejů:
· Zajistí dostatečný mazací film v plném rozsahu provozních teplot po celou dobu servisního intervalu
· Zajistí dostatečnou tekutost pro čerpadlo hydraulického systému v celém rozsahu provozních teplot
· Zajistí dostatečnou ochranu proti opotřebení a korozi
· Zajistí nadstandardní životnost oleje i celého hydraulického systému
Jiří Klapka
