تستخدم الزيوت الهيدروليكية لنقل الطاقة الهيدروليكية الي المشغل (الاسطوانة الهيدروليكية او الموتور الهيدروليكى)، ومن ثم يقوم المشغل بتحويل هذه الطاقة إلي طاقة حركية وتلك هي الوظيفة الأساسية للزيوت الهيدروليكية، حيث ان الزيت يكون مُخزَّن في الخزان ويتم سحبه بواسطة المضخة والتى تكسبه طاقة يتحرك بها في المواسير او الخراطيم حتى يصل إلي المشغل، ويمر الزيت خلال مساره من المضخة إلي المشغل خلال صمامات تحكم مختلفة، وفي نهاية الامر يعود الزيت من المشغل الي الخزان ليتكرر استخدامه مرات اخرى. ومن هنا يجب دراسة الزيوت الهيدروليكية ومعرفة وظائفها المختلفة في دائرة الهيدروليك والخصائص التى يجب ان تتوافر لها لكى تتمكن من القيام بوظائفها في النظام الهيدروليكى، وكذلك انواعها.
1. وظائف الزيوت الهيدروليكية.
للزيوت الهيدروليكة مجموعة من الوظائف الهامة في النظام الهيدروليكى، يمكن تلخيصها في النقاط الأتية:
- نقل القدرة الهيدوليكية بكفاءة.
- تزييت وتشحيم الأجزاء المتحركة في المنظومة الهيدروليكية، مثل المضخة، والصمامات الأتجاهية، والمشغل. وذلك لتقليل الأحتكاك بين الاجزاء وبالتالي تقليل الحرارة المتولدة بسبب الأحتكاك، وكذلك لمنع حدوث التأكل للأجزاء بسبب الأحتكاك الكبير بينها.
- طرد الحرارة المتولدة من المنظومة الهيدروليكية بسبب الأحتكاك بين الأجزاء المتحركة.
- لغلق الخلوصات الصغيرة بين الأجزاء المتحركة. كالخلوص بين المكبس والجدار الداخلي للأسطوانة الهيدروليكية.
- تنظيف النظام، في حالة حدوث احتكاك بين الأجزاء الميكانيكية كالتروس مثلا في المضخة الترسية ينشأ رايش فيعمل الزيت علي إزالة ذلك الرايش المتكون ويترك الأجزاء نظيفة.
2. الخصائص اللازم توافرها في الزيوت الهيدروليكية.
يجب ان تتميز الزيوت الهيدروليكية بمجموعة من الخصائص تمكنها من اداء وظائفها في النظام الهيدروليكى، يمكن تلخيصها في النقاط الأتية:
- أن تكون الزيوت الهيدروليكية لها خاصية التشحيم او التزييت الجيد للأجزاء، بمعنى أن يكون الزيت قادراً علي تغطية الأجزاء بطبقة رقيقة تفصل الاسطح المتقابلة فتحميها من التأكل نتيجة الاحتكاك.
- أن تكون لها لزوجة مثالية بحيث تكون جيدة ومناسبة لنوع العمل، ولزوجة السائل هي قوة مقاومته للتدفق، فلا يجب ان تكون لزوجة الزيوت الهيدروليكية عالية فيكون الأحتكاك عالي اثناء تدفق الزيت في المواسير فيزيد الفقد في طاقة الزيت علي هيئة حرارة نتيجة حدوث الاحتكاك وتزيد درجة الحرارة للنظام نتيجة هذه الحرارة المنبعثة وكذلك يتطلب لتحريك الزيت في النظام قوة كبيرة للتغلب علي قوة الأحتكاك العالية وبالتالي قدرة عالية للمضخة ويترتب علي ذلك زيادة استهلاك الطاقة اللازمة لتشغيل المضخة ، وايضاً لا يجب ان تكون اللزوجة صغيرة فتزيد فرصة حدوث تسريب داخلي في النظام الهيدروليكى خلال الخلصوات الصغيرة بين الأجزاء مثل الصمامات ويزيد كذلك معدل تأكل الأجزاء المتحركة في النظام بسبب ان طبقة الزيت اللي تفصل بين الاسطح للأجزاء المتحركة تكون رفيعة جدا.
- أن يكون مؤشر اللزوجة للزيت الهيدروليكى عالي، اى ان تغير اللزوجة مع تغير درجة الحرارة يكون قليل جدا، بحيث يظل الزيت محتفظ بلزوجته المثالية ثابته في ظل تغير درجات الحرارة ارتفاعاً او انخفاضاً.
- أن يكون اختيار الزيت في النظام الهيدروليكى مناسباً للضغط، حيث إن اللزوجة تتأثر بالضغط وعندما يكون ضغط الزيت في النظام الهيدروليكى أكبر من 200 بار تزيد لزوجته، لذلك يجب أختيار الزيت المناسب في النظام الهيدوليكى علي اساس الضغط المتعرض له.
- أن يكون الزيت الهيدروليكى مناسباً للمواد المختلفة التى تم تصنيع أجزاء النظام الهيدروليكى منها، بحيث لا يكون مناسباً لمادة ومضر للأخري.
- أن يكون الزيت قابلاً لتحمل الحرارة العالية وتغيرها باستمرار(السعة الحرارية عالية).
- أن يكون مقاوماً للأكسدة، بمعنى أن يكون قادرا علي امتصاص الأكسجين بسرعة وبالتالي منع عملية تأكسد المعادن
- أن تكون قابليته للإنضغاط منخفضه، اي ان معامل بلك (Bulk modulus) يكون عالي. ومعامل بلك هو مقياس لعدم انضغاطية المادة في العموم، فالمواد الصلبة يكون معامل بلك لها عالي عن المواد السائلة عن المواد الغازية ، قتكون المواد الصلبة غير انضاطيه اكثر من المواد السائلة اكثر من المواد الغازية علي الترتيب.
- ألا يحتوى علي أية فقاعات هوائيه والتى تؤدى عند انهيارها إلي حدوث ظاهرة التَكهُّف للمضخة.
- أن يكون معامل تمدد الزيت صغيراً عند ارتفاع درجة حرارته.
- عدم أو قلة تشيكل الرغوة للزيت.
- أن تكون درجة غليان الزيت عالية وضغط التبخير قليل جدا، فلا تتكون فقاعات زيت وبالتالي لا يحدث تَكهُّف للمضخة.
- أن تكون كثافة السائل عالية قدر الإمكان بحيث يمكن نقل القدرة الهيدروليكية بحجم قليل من الزيت.
- أن يكون قادرا علي التخلص من الحرارة الزائدة بسرعة في الخزان او المبادل الحرارى.
- أن يكون غير ناقل للتيار الكهربي.
- أن تكون مقامته للاحتراق عالية جدا.
- ألا يكون ساماً.
- أن يكون مانع للصدأ.
- أن يكون قابل للترشيح والتنظيف بواسطة الفلتر.
- أن يكون رخيص الثمن ومتوفر بشكل دائم.
- أن يكون غير ضار للبيئة.
3. أنواع الزيوت الهيدروليكية
يوجد عدة أنواع من السوئل المستخدمة في النظام الهيدروليكى بما فيها الماء، حيث كان الماء هو السائل الهيدروليكى الأول في الاستخدام، ولكن لوجود عدة خصائص غير مرغوبة فيه تم استبداله بالزيوت البترولية، حيث ان الماء يتبخر ويتجمد ويسبب الصدأ والتأكل للأجزاء المعدنية كما انه ردىء التزييت والتشحيم. وفيما يلي سنتحدث عن انواع الزيوت الهيدروليكية.
3.1 الزيوت الهيدروليكية بترولية الأصل
حيث انه تم استخدام الزيوت الهيدروليكية بترولية الأصل بدلاً من الماء لانها تمتلك جملة من الخصائص الجيدة مثل التشحيم الجيد وغير مسببه للصدأ وتغير اللزوجة لها بتغير درجة الحرارة يكون منخفض بجانب انها رخيصة الثمن ، ولكنها لها قابلية عالية علي الأشتعال.
3.2 الزيوت المركبة (الصناعية)
وهى زيوت أقل قابلية للاشتعال من النوع المعدني. وتستند إلى استر الفوسفات الاصطناعي (من صنع الإنسان) وتميل إلى اجتذاب المياه (الرطوبة)، وتستخدم للسرعات العالية التى تحتاج إلي لزوجة منخفضة.
3.3 زيوت تحتوى علي ماء مجلسر
وهى زيوت صممت للاستخدام في الأنظمة الهيدروليكية التى يكون بها مصدر للحرارة والاشتعال ومخاطر الحريق. وتحتوى علي ماء مع جلسرين وزيوت عالية اللزوجة ومقاومة للصدأ. ويكمن ان تستخدم مع المضخات الترسية بدون الخوف من مشاكل الحريق، كما تستخدم للضغوط العالية ولا ينصح باستخدامها مع الضغوط المنخفضة او المتوسطة لأن احتوائها علي الماء يحد من التزييت في تلك الظروف.
3.4 زيوت تحتوى علي نسب عالية من الماء (HWCF)
وهى زيوت غالية الثمن نسبياً ولها مقاومة عالية للحرارة.