Welche Art von Hydraulikflüssigkeit wird in hydraulischen Servolenkungssystemen verwendet?
Hydraulische Servolenkungengehören zu den unverzichtbaren Komponenten moderner Fahrzeuge. Durch die Hydraulikflüssigkeit wird dem Fahrer ein leichteres Lenkgefühl ermöglicht. Allerdings sind nicht alle Hydraulikflüssigkeiten für hydraulische Servolenkungen geeignet. Art und Eigenschaften der Hydraulikflüssigkeit wirken sich direkt auf die Betriebseffizienz des Systems, das Lenkverhalten und das Fahrerlebnis aus.
In diesem Artikel werden die in hydraulischen Servolenkungssystemen verwendeten Hydraulikflüssigkeitsarten und deren Einfluss auf die Lenkleistung eingehend untersucht.
Was ist eine hydraulische Servolenkung?
Hydraulische Servolenkungen (HPS) liefern durch den von Hydraulikpumpen erzeugten Druck zusätzliche Lenkkraft. Dieses System nutzt den Fluss der Hydraulikflüssigkeit zwischen Leitungen und Komponenten, um den Kraftaufwand des Fahrers zum Drehen des Lenkrads zu reduzieren. Hydraulikflüssigkeit dient nicht nur als Energieübertragungsmedium im System, sondern erfüllt auch verschiedene Aufgaben wie Schmierung, Kühlung und Korrosionsschutz.
Welche Arten von Hydraulikflüssigkeiten gibt es?
Die in hydraulischen Servolenkungen verwendete Hydraulikflüssigkeit muss bestimmte Eigenschaften aufweisen, um einen reibungslosen Betrieb und eine lange Lebensdauer des Systems zu gewährleisten. Hydrauliköl wird hauptsächlich in folgende Typen unterteilt:
1. Mineralöl
Mineralöl ist eine aus Erdöl gewonnene Flüssigkeit mit guten Schmier- und Korrosionsschutzeigenschaften. Aufgrund seiner geringen Kosten wird es häufig in verschiedenen Hydrauliksystemen eingesetzt. Die Viskosität von Mineralöl schwankt jedoch stark mit der Temperatur, was die Leistung des Systems unter extremen Temperaturbedingungen beeinträchtigen kann. Darüber hinaus weist Mineralöl eine schlechte Oxidationsstabilität auf und neigt bei längerem Gebrauch zur Bildung von Ablagerungen, was die Betriebseffizienz des Systems beeinträchtigt.
2. Synthetische Hydraulikflüssigkeit
Synthetisches Hydrauliköl besteht aus chemisch synthetisiertem Grundöl und Additiven und weist eine bessere Temperaturbeständigkeit und Oxidationsstabilität auf. Synthetisches Hydrauliköl behält seine Viskosität auch bei hohen und niedrigen Temperaturen bei und gewährleistet so den normalen Betrieb des Systems unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Darüber hinaus hat synthetisches Hydrauliköl eine längere Lebensdauer und muss seltener ausgetauscht werden, ist jedoch teurer.
3. Halbsynthetische Hydraulikflüssigkeit
Teilsynthetische Hydraulikflüssigkeit vereint die Vorteile von Mineralöl und Syntheseöl, verfügt über gute Schmiereigenschaften und Oxidationsstabilität und ist relativ günstig. Diese Flüssigkeit bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Kosten und eignet sich für die hydraulischen Servolenkungen der meisten Mittel- und Oberklassefahrzeuge.
4. Spezialhydraulikflüssigkeiten
Einige Spezialhydraulikflüssigkeiten sind speziell für hydraulische Servolenkungen unter bestimmten Bedingungen konzipiert. Beispielsweise eignen sich Niedertemperatur-Hydraulikflüssigkeiten für Fahrzeuge in kalten Regionen und behalten auch bei niedrigen Temperaturen ihre gute Fließfähigkeit. Darüber hinaus sind einige Hydraulikflüssigkeiten speziell darauf ausgelegt, Verschleiß zu widerstehen oder Blasenbildung zu verhindern, um die Systemzuverlässigkeit und Lebensdauer zu verbessern.
Welche Leistungsmerkmale haben Hydraulikflüssigkeiten?
Der Einfluss der Leistungsmerkmale von Hydraulikflüssigkeiten auf hydraulische Servolenkungen ist nicht zu vernachlässigen. Die wichtigsten Leistungsmerkmale von Hydraulikflüssigkeiten sind:
1. Viskosität
Die Viskosität ist eine der wichtigsten Eigenschaften von Hydraulikflüssigkeiten und bestimmt deren Fließfähigkeit und Energieübertragungseffizienz im System. Bei zu hoher Viskosität fließt die Flüssigkeit langsam, was den Energieverbrauch und den Lenkwiderstand des Systems erhöht. Bei zu niedriger Viskosität kann die Flüssigkeit möglicherweise nicht genügend Druck aufbauen, was die Lenkunterstützung beeinträchtigt. Daher ist es wichtig, eine Hydraulikflüssigkeit mit mittlerer Viskosität zu wählen.
2. Viskositätsindex (VI)
Der Viskositätsindex ist ein Indikator für die Viskositätsänderung von Hydrauliköl bei unterschiedlichen Temperaturen. Je höher der Viskositätsindex, desto geringer ist die Viskositätsänderung des Hydrauliköls mit der Temperatur. Dies bedeutet, dass das Hydrauliköl über einen weiten Temperaturbereich eine stabile Leistung behält. Hydrauliköl mit einem hohen Viskositätsindex gewährleistet den normalen Betrieb des Hydrauliksystems in kalten oder heißen Umgebungen.
3. Verschleißschutzeigenschaften
Die hydraulische Servolenkung enthält viele sich schnell bewegende mechanische Teile. Die Reibung zwischen diesen Teilen führt zu Verschleiß und verringert die Systemeffizienz. Hydrauliköl mit guten Verschleißschutzeigenschaften kann einen Schutzfilm auf der Oberfläche der Teile bilden, den Verschleiß reduzieren und die Lebensdauer des Systems verlängern.
4. Oxidationsstabilität
Hydrauliköl neigt bei hohen Temperaturen und hohem Druck zur Oxidation. Die entstehenden Oxide bilden Ablagerungen, verstopfen die Leitungen und Ventile des Hydrauliksystems und beeinträchtigen dessen Betriebseffizienz. Hydrauliköl mit guten Antioxidationseigenschaften kann Oxidationsreaktionen verhindern und das System sauber und funktionsfähig halten.
5. Schaumbeständigkeit
Im Hydrauliksystem erhöht Schaumbildung die Kompressibilität des Öls und beeinträchtigt so die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems und die Stabilität der Lenkunterstützung. Hydrauliköl mit guter Schaumbeständigkeit kann die Schaumbildung hemmen und so die Fließfähigkeit des Öls und die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems gewährleisten.
Hat die Art des Hydrauliköls Auswirkungen auf die Wendeleistung?
Aufgrund ihrer unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften wirken sich verschiedene Hydrauliköltypen direkt auf die Drehleistung der hydraulischen Servolenkung aus.
1. Auswirkungen unter niedrigen Temperaturen
Bei niedrigen Temperaturen wird Mineralöl mit höherer Viskosität zähflüssiger, was die Fließfähigkeit des Hydrauliköls im System verschlechtert, den Drehwiderstand erhöht und das Lenkrad schwergängig macht. Synthetisches Hydrauliköl mit einem höheren Viskositäts-Temperatur-Index behält auch bei niedrigen Temperaturen eine gute Fließfähigkeit bei und stellt sicher, dass die Lenkunterstützung des Systems nicht beeinträchtigt wird.
2. Auswirkungen unter Hochtemperaturbedingungen
Bei hohen Temperaturen kann die Viskosität von Mineralöl deutlich abnehmen, was zu einem Druckabfall im Hydrauliksystem und einer Abschwächung der Lenkunterstützung führt. Synthetisches Hydrauliköl kann aufgrund seiner guten Temperaturbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen eine stabile Viskosität beibehalten und so eine kontinuierliche und stabile Lenkunterstützung gewährleisten.
3. Der Einfluss der Verschleißschutzleistung auf die Systemlebensdauer
Hydrauliköl mit guter Verschleißfestigkeit kann den Verschleiß der inneren Komponenten deshydraulische ServolenkungSystem und verlängern die Lebensdauer des Systems. Besonders bei häufigem Gebrauch des Lenksystems kann verschleißfestes Hydrauliköl das System wirksam schützen und die Lenkkraft gleichmäßig und effizient halten.
4. Der Einfluss der Antioxidationsleistung auf die Systemreinheit
Die Antioxidationsleistung des Hydrauliköls wirkt sich direkt auf die Sauberkeit des Systems aus. Die durch Oxidation entstehenden Ablagerungen können die Leitungen des Systems verstopfen und so den Ölfluss und die Gesamtleistung des Systems beeinträchtigen. Hydrauliköl mit guter Antioxidationsleistung kann die Bildung von Ablagerungen reduzieren, das System sauber halten und einen reibungslosen Ölfluss gewährleisten.
5. Der Einfluss der Antischaumleistung auf die Laufruhe beim Wenden
Schaum im Hydrauliköl erhöht dessen Kompressibilität im Hydrauliksystem, wodurch die Systemreaktion verlangsamt und die Lenkkraft instabil wird. Hydrauliköl mit guter Antischaumwirkung sorgt für einen reibungslosen Systembetrieb und gewährleistet eine kontinuierliche und stabile Lenkkraft.
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