防水型液压装备用高性能液压规格

防水型液压装备用高性能液压规格

该技术具有功率大、体积小、重量轻、响应快、精度高、抗负刚性强等优点。在各种设备和系统中，它通常是控制和能源传输的中心地位。近代液压技术的蓬勃发展与军事装备的技术进步密不可分。早在19世纪90年代,法国率先在火炮上安装液压驻退机,有效解决了火炮发射中能量耗散、储存与再利用问题,也使得火炮技术产生了突破性进展。1906年,美国首次以矿物油代替水作为战舰炮塔俯仰装置液压系统的工作介质,这对液压技术的发展产生了深远意义。第二次世界大战期间,出现了以电液伺服系统为代表的响应快、精度高的液压元件和控制系统,大大促进了液压技术的发展。现如今液压技术在军事装备上的运用随处可见,例如火炮瞄准控制装置、舰船减摇装置、战机起落架收放装置及方向舵控制装置等。对于当前拥有世界上最强大武装力量的美军来说,液压技术为其提供了巨大便利,仅以其地面装备为例:布雷德利战斗车辆(BradleyFightingVehicle)、M1A2艾布拉姆斯主战坦克(M1A2AbramsMainBattleTank)、榴弹炮(Howitzers)、履带式战术挖土机ACEM9(ArmoredCombatEarthmoverACEM9)、20t起重挖土机(CraneShovel20ton)等。战斗装备对液压技术的依赖性进一步增强,液压技术在现代战争中的地位和作用日益突出。液压油是液压技术中至关重要的组成部分之一,其作用在于有效传递能量、润滑部件和作为一种散热介质。为了方便部队识别和使用,美军所使用的每一种润滑油都会以简单的符号、字母或数字来表示,称之为军用代号(MilitarySymbol)。目前,美军为其地面装备提供3种不同类型的液压油,军用代号分别是OHT、FRH和OE/HDO-10,其所对应的产品标准分别为MIL-PRF-6083《操作和防腐用石油基液压油》、MIL-PRF-46170《防锈抗燃合成烃基液压油》以及MIL-PRF-2104(SAE10W)《战斗/战术装置用内燃机润滑油》规格。其中,OHT和FRH适用于战斗装备,而OE/HDO-10主要在建筑装备上发挥效能。2004年,MIL-PRF-2104升级为H版本,OE/HDO-10被取消。美国陆军还曾使用过MIL-PRF-46001《机械工具用石油基液压油》规格(最早发布于1989年),符合该规格的油品在一般工业系统获得了应用。2000年,MIL-PRF-46001D规格被废除,代之以A-A-59354《机械工具用石油基液压油》规格。OHT(MIL-PRF-6083)和FRH(MIL-PRF-46170)均为防锈型液压油,二者均为美国陆军最主要使用的液压油产品。其中:OHT为矿物油基液压油,属低闪点型;而FRH则为合成烃基(聚α-烯烃)液压油,属高闪点型(抗燃型)。本文首先简要回顾了MIL-PRF-6083和MIL-PRF-46170规格出台的背景,然后重点介绍其各自的最新版本——MIL-PRF-6083G和MIL-PRF-46170E规格的技术要求,最后给出二者最新版合格产品目录QPL6083(2013—03—07)和QPL46170(2013—02—11)。新装备的无创防护性能试验1955年朝鲜战争结束后,为了消除MIL-PRF-5606《飞机、导弹和武器用石油基液压油》规格(军用符号OHA,北约代号H-515,2002年升级至H版,2006年被MIL-PRF-87257《飞机和导弹用合成烃基低温抗燃液压油》规格取代)引起的液压系统腐蚀问题,美国陆军引入了MIL-PRF-6083规格(军用符号OHT,北约代号C-635)。OHT与OHA类似,只不过其添加了防锈剂二壬基萘磺酸钡,可以说OHT是OHA的防锈版。美国陆军使用OHT的状况一直延续到20世纪70年代早期。1973年10月,以色列与阿拉伯联盟的十月战争爆发。在战争过程中,以色列的M60主战坦克因回转炮塔起火而损失惨重。调查报告认为起火原因是由于液压油管路在压力下破裂,导致OHT产生大量微细的液压油雾,而这种油雾很容易被灼热的弹片或燃烧弹碎片点燃。1973年12月,已故的C.Abrams将军(时任参谋长)对此表达了严重关切。在1974年1月召开的陆海空三军联席会议上,讨论了关于替代MIL-PRF-6083规格的可行性。当时考虑了许多种低可燃性液压油,但由于多数液压油需要对现有液压系统进行改变,因此与会人员的注意力集中到发展MIL-PRF-83282《飞机用合成烃基抗燃液压油》规格(北约代码H-537)的防锈版上来,其原因在于MIL-PRF-83282规格与MIL-PRF-6083、MIL-PRF-5606规格以及当时的液压系统完全相容。计划对液压油开展的测试项目包括易受攻击性试验、在火炮和炮塔以及火炮后座上的低温性能试验。研发工作以满足MIL-PRF-83282规格要求的α-烯烃产品为中心开展。由于这一类产品没有防锈性,因此最初的试验集中在调整H-537(MIL-PRF-83282规格)配方,即添加用于OHT的二壬基萘磺酸钡防锈剂,发现当二壬基萘磺酸钡加剂量为2.5%(质量分数)时,其防锈性满足要求。配方调整后的防锈版H-537实验室数据令人满意,其在马里兰州阿伯丁试验场)进行的液压装备性能试验则表明,当环境气温低至-35℃时,各项试验结果超出预期;同时进行的反冲测试发现,即使在-42.8℃下,试验结果也足够令人满意;抗燃性试验证明,防锈版H-537的抗燃性较OHT高出70%。基于上述实验室数据和性能评估结果,美国陆军器材司令部(ArmyMaterialCommand,AMC)于1974年4月29日发布命令,接受作为OHT替代品的防锈版H-537,为此弗兰克兵工厂制定了购买说明FAPD5136(FrankfordArsenalPurchaseDescription5136)。新装备使用防锈版H-537始于1974年1月。1975年3月,美国陆海空三军以及工业部门之间发布统一MIL-PRF-46170规格,此后MIL-PRF-46170规格完全取代FAPD5136。到20世纪70年代中期以后,许多在战场上易于受到攻击的车辆都转而使用FRH(MIL-PRF-46170规格),例如,1974年,FRH第一次被加装到M60主战坦克中;在1980年早期,FRH被装填到M1艾布拉姆斯主战坦克。然而某些装甲车辆和自行火炮仍使用具有易燃性的OHT。目前,美军给出的使用FRH和OHT的通用做法是:在润滑规程(LubricationOrder)中推荐以FRH(MIL-PRF-46170规格)作为首选液压油;但在进行低温操作时,要求使用OHT(MIL-PRF-6083规格)。mil-prf-603规格概述随着美国陆军战斗装备的不断更新,MIL-PRF-6083与MIL-PRF-46170规格也在持续修订,日趋完善。2013年,MIL-PRF-6083规格升级至G版本(操作温度范围仍为-54~135℃);而MIL-PRF-46170规格也以E版本替代2004年发布的D版本(操作温度范围扩大为-40~200℃)。运动黏度要求比MIL-PRF-6083G与MIL-PRF-46170E规格的黏温性、低温操作性指标要求见表1。由表1可见:

MIL-PRF-6083G规格的40℃运动黏度要求要低于MIL-PRF-46170E规格,而100℃运动黏度要求则高于后者,说明MIL-PRF-6083G规格的黏温性要求更高;

从-40℃运动黏度、倾点、低温稳定性3项指标的比较来看,MIL-PRF-6083G规格对油品的低温操作性要求更高。抗燃性指标要求液压油的抗燃性主要体现在闪点、着火点、自燃温度等方面。MIL-PRF-6083G与MIL-PRF-46170E规格的抗燃性指标要求见表2。由表2可见,与MIL-PRF-6083G规格仅仅提出闭口闪点的指标要求相比,MIL-PRF-46170E规格除规定了开口闪点、着火点、自燃温度3项指标之外,还规定了高温高压喷燃特性、线性火焰传播速率2项指标要求。在抗燃性上,MIL-PRF-46170E规格要求远高于MIL-PRF-6083G规格。prf-双组分纤维的特性MIL-PRF-6083G与MIL-PRF-46170E规格的其他性能指标要求见表3。由表3可见:

属于MIL-PRF-6083G规格独有的性能要求有铜片腐蚀和剪切安定性,而属于MIL-PRF-46170E规格的独有性能只有水敏感性。

MIL-PRF-6083G、MIL-PRF-46170E规格均提出了相容性、腐蚀和氧化安定性、防腐性、腐蚀性、橡胶相容性、蒸发损失、颗粒污染度、泡沫性、等温割线体积弹性模量以及储存安定性等方面的测试要求,但是在蒸发损失、橡胶相容性和钢-钢磨损性能的指标设定上有所不同。qpl的定义和发布方式QPL是专门登录经鉴定、业已符合相应规格所规定的合格鉴定要求的产品或产品族的目录,其中包括相应规格的编号、相应合格证书、产品标识、试验或合格鉴定号以及该产品制造商和批准的销售商的名称和工厂地址。在美国防部,QPL制度是一种规范化的制度。美国法典第10卷第145章2452节对QPL体制作了明文规定,将有关建立、发布、评审和修订QPL的权力授予军事部门,并将该项工作列入国防部部长的职责;在DoD4120.24-M《国防标准化和规范大纲方针与程序》中,对QPL的目的、用途、限制、程序和格式都做了规定。美军的QPL是以有鉴定要求的军用规格为依据,QPL编号与军用规格的顺序号一致。QPL的发布通常是在相关规格颁布之后,以支持订购方按该规格向相关供应商或供应处采购。2013年3月7日,陆军坦克-机动车辆研究、发展和工程中心(U.S.ArmyTank-AutomotiveResearch,DevelopmentandEngineeringCenter,TARDEC)发布了最新版的QPL6083,共列入合格产品11个,见表4。2013年2月11日,美国陆军研发工程指挥部研究、发展和工程中心(USArmy,ResearchandDevelopmentCommand,Research,DevelopmentandEngineeringCenter)发布了最新版的QPL46170,收录合格产品数量为7个,见表5。在表4和表5中出现的“CAGE”(CommercialandGovernmentEntity)一般译为“商业及政府实体”。CAGE代码是一个由5位数字或数字和不包含“I”和“O”的字母组成、且首位与末位必须为数字的代码,被分配给美国和加拿大两国进行物资生产和/或管理的商业组织或政府实体。在表4和表5中出现的11个CAGE代码,每一个代码所包含的关于商业组织的基本信息见表6。qpl制度的社会化目前,美国陆军战斗装备使用2种防锈型液压油,其中MIL-PRF-6083G规格的优势在于其低温操作性,而MIL-PRF-46170E规格则在抗燃性方面拥有绝对优势。自20世纪70年代中期以来,许多在战场上易于受到攻击的装甲