每個運營經理都面臨著尋找降低運營成本和提高生產率的方法的挑戰。這一目標對工作人員和新能源汽車轉向器支架油壓機設備造成越來越大的壓力。

是否可以簡單地更換液壓油，從而顯著降低能源成本或提高設備產量？最高效液壓油（MEHF）的使用提供了降低成本和提高液壓性能的機會，但是多少？MEHF如何影響特定的操作？

基于多年來在最先進的液壓泵中的流體開發工作。主要設備制造商和主要石油公司推薦的各種商用流體已經在齒輪，葉片和活塞泵中進行了研究。很容易得出結論，流體粘度（粘度等級，粘度指數和高壓應用中的穩定性）是優化泵效率的關鍵。低泵效率導致更高的能源成本（燃料或電力），降低的功率輸出和更慢的響應時間。

具有滿足規定的MEHF性能水平1的高粘度指數的流體將優于標準單級（ASTM D6158型HM）或發動機油型流體。新能源汽車轉向器支架油壓機的典型性能優勢是節能或提高生產率5％至10％。


泵效率
每種類型的液壓泵和馬達都設計成具有少量內部流體泄漏或再循環。這種流體是必不可少的，因為它在運動部件之間形成潤滑膜，防止磨損。

如果泵和電機在最佳溫度和壓力條件下運行，泄漏量最小，泵的運行效率可達90％以上。然而，通常將硬加工設備置于顯著的應力下，導致高的油操作溫度。

隨著油的溫度升高，油粘度下降，并且發生更高水平的內部泄漏。新能源汽車轉向器支架油壓機液壓系統在80至100°C（176至212°F）范圍內產生持續工作溫度的情況并不少見，溫度峰值介于110至130°C（230至266°F）之間。

油溫高于60°C（140°F）會降低粘度，足以對容積泵效率產生明顯的負面影響。當油溫升至100°C（212°F）時，通常會發現泵的容積效率為50％至60％。當泵以60％的效率工作時，40％的輸入能量被浪費并轉化為熱量而不是工作。

新能源汽車轉向器支架油壓機液壓效率有兩個要素：容積效率和流體力學效率。流體力學效率涉及液壓部件內的摩擦損失和產生流體流動所需的能量。容積效率涉及液壓部件內的流動損失和內部泄漏發生的程度。這兩種性質都高度依賴于粘度。

由于更高的流動阻力，流體機械效率隨著流體粘度的增加而下降。相反，由于內部泄漏的減少，體積效率隨著流體粘度的增加而增加。液壓泵的總效率是機械效率和容積效率的乘積[公式1]，兩個因素必須統一考慮。4

總效率=
流體力學效率*容積效率[等式1]

容積效率的損失導致泵更加努力地工作和/或更長時間以產生到液壓致動器的所需流量。同時，由于低粘度流體繞過臨界泵間隙，高溫會影響容積效率。因此，由于高溫導致的粘度不足會產生溫度升高，加速磨損和內部泄漏增加的破壞性循環。

所有泵制造商都公布了其泵的最大和最小油粘度要求。這些建議的摘要可以在國家流體動力協會推薦的實踐NFPA-T2.13.13-2002中找到，或者在MEHF網站上找到。6有關流體粘度要求的具體指導，請直接咨詢泵或設備制造商。

最高效液壓油設計用于在標準和峰值操作條件下提供增加的粘度。結果是在更寬的溫度和壓力條件下滿足OEM粘度要求的能力提高，從而保持更高的泵效率。

如果只需要更高粘度的油，那么為什么不使用較重的油？在某些情況下這可能是可能的，但轉換為更高粘度的單級流體如ISO VG 68或ISO VG 100也會導致低溫性能的顯著損失和空氣夾帶的潛在問題。MEHF旨在提供改進的低溫流動和出色的空氣釋放性能。

我可以節省多少錢？
大量測試表明，高粘度指數流體在操作條件下提供更好的泵效率。（7,8,9）然而，這些高性能流體的成本高于標準單級流體或發動機油，那么凈效益是多少？

雖然幾乎任何液壓應用都可以利用MEHF性能，但在較高溫度（大于60°C / 140°F）和壓力（2,000 psi / 138 bar）下運行的重型設備是最重要的優勢。大多數移動建筑，林業，農業和固定式戶外設備都屬于這一類。

通常，可以實現5％至10％的節能或提高生產率，這意味著每年每臺泵可節省數百美元。10由于每個系統可能具有獨特的設計和/或操作條件，因此有必要考慮估算潛在收益的差異。

MEHF節能計算器
可以使用一個液壓泵（例如，輪式裝載機）或具有多個泵和旋轉馬達（例如，重型挖掘機）的復雜設備來建模簡單系統。如果在不同類型的泵（齒輪，葉片和活塞）和使用中的電機之間有準確的計數和區別，也可以對小型或大型機隊進行建模（圖1）。


參考計算器將計算僅運行液壓系統所需的總能量輸入要求。它不考慮用于使用標準傳動裝置或其他輔助設備（空調，電氣系統等）新能源汽車轉向器支架油壓機的能量。

用戶必須輸入正在使用的齒輪，葉片，活塞泵和電機的總數，即滿負荷運行的每天的典型小時數和每年的天數。計算器假設每個泵都是中等大小，并且在典型的溫度和壓力條件下運行。

使用單一平均操作條件假設實際條件在20％的時間內較溫和，在20％的時間內更嚴重。典型的流體操作溫度來自對林業和建筑設備的一年觀察（3），以及來自多個泵和設備OEM的指導。

該模型假設齒輪泵在207 bar（~3,000 psi）下運行，葉片泵在200 bar（~2,900 psi）下運行，而活塞泵在滿負荷時運行在350 bar（~5,000 psi）。

總油耗基于這樣的假設：油槽的體積是泵的流速的1.5倍，每年更換流體。每件設備都有不同的失油率（通過管路/聯軸器泄漏，軟管斷裂或蒸發），因此計算器要求估算年度充值率。

計算器假定管道和軟管是標準直徑，并且管道的總長度不會導致所比較的流體之間的流體力學效率的顯著差異。

粘度等級是確定整體泵效率差異的關鍵因素。要求用戶輸入當前使用的流體類型及其每加侖或升的成本。

可能的流體選擇包括單級（HM型）和多級（HV型）的典型ISO粘度等級（22,32,46和68），以及10W發動機油和ATF的廣泛推薦選項。可以選擇相同的流體用于全季節使用，或者可以使用不同的流體用于冬季/夏季旋轉。

每種流體的粘度/溫度曲線決定了工作壓力下的實際泵流量。作為油溫，粘度和操作壓力的函數的每個泵的實際流速是已知的。

作為溫度，壓力和粘度的函數的泵流速數據來自泵供應商的產品文獻，并且已經用先前研究中測量的測試數據進行了驗證。（6,7,8）工作壓力下的內部泵泄漏決定了實際流量（Q a）與標稱（Q n）流量之間的差異。

泵效率是實際流量與標稱流量的比率。新能源汽車轉向器支架油壓機泵需要恒定的輸入能量才能以恒定速度轉動。泵效率決定了將多少輸入能量轉換為流體流動和可用功。未轉換為泵輸出的所有輸入能量轉換為熱量。

該能量被截留在泵中的流體吸收并導致流體的溫度升高，這也導致粘度進一步降低。計算器使用用戶選擇的流體選項比較泵的實際流量和輸入功率要求。可以根據以下公式計算完成相同工作量所需的能耗差異：

能量（參考流體） /能量（MEHF） =（功率（參考流體） * Qa （MEHF））/（功率（MEHF） * Qa （參考流體））

根據所選的泵和總的年運行小時數，計算器可以確定使用當前參考流體運行液壓系統所需的總千瓦時數。上述等式的比率決定了與MEHF執行相同工作量可以節省多少能量。


例如，該模型假設能源是柴油發動機。要求用戶在他或她的區域輸入柴油燃料的成本，以達到節省能量或燃料的價值。在標準柴油發動機中產生千瓦時功率所需的柴油燃料量為0.22千克或0.262升或0.069加侖。11

總燃油消耗量（升）=泵功率要求（kW）*泵運行小時數（小時）*柴油燃料消耗率（0.22 kg / kWh）*柴油燃料密度（1.19升/ kg）

燃油節省（升）=總燃油消耗*相對節能

節省成本 =節省燃料*柴油燃料的當地成本

用戶可以選擇公制單位（升）或英制單位（加侖）并可以輸入任何貨幣，但默認選項是美元或歐元。

季節性改變石油的決定將對維護成本產生重大影響。要求用戶估算換油的時間和人工成本，并指出液壓系統停機是否導致生產損失的成本。在林業或采礦等一些業務中，停止維護的機器將導致產量或生產力的降低，從而使公司損失成本。如果與操作相關，計算器可以添加這些因子。

比較過程的最后一步是選擇MEHF。最高效液壓油的特點是高粘度指數（> 150）和良好的剪切穩定性。用戶可以選擇ISO粘度等級為22,32,46或68且粘度指數為160,180或200的MEHF候選物。

當用戶點擊頁面底部的CALCULATE按鈕時，將顯示參考流體消耗的柴油燃料量，MEHF節省的燃料量以及運營節省的貨幣價值。可以嘗試變化，例如更高的燃料或流體價格，或多或少的運行時間，或不同的流體粘度等級。

為獲得最佳效果，建議選擇具有相同或更高ISO粘度等級的MEHF產品來代替參比液。例如：如果當前正在使用ISO VG 46 HM流體，則選擇ISO 46 MEHF或ISO 68 MEHF。

許多對照研究得出結論，新能源汽車轉向器支架油壓機液壓油粘度計是實現良好泵效率的關鍵。選擇具有高粘度指數和良好剪切穩定性的流體將使硬加工系統能夠最大限度地減少燃料或電力消耗并提高生產率。這種性能優勢通常可使操作員降低運營成本5％至10％。

用戶可以選擇不同等級的MEHF并比較所需的總能量。然后將節能和流體維護要求轉換為貨幣節省的估算。在大多數情況下，石油成本的微小變化帶來快速回報和巨大的節約潛力。