Почему в гидравлических системах используется специальная жидкость - что не так с водой?

Как дилетант по гидравлике, думая о гидравлических системах, кажется, что важным фактором является наличие жидкости, которая не сжимается сильно или вообще не сжимается. Разве вода не отвечает этому требованию, и какие другие свойства должна иметь жидкость (если есть), которой не обладает вода?

Вода соответствует требованию низкой сжимаемости, но при проектировании гидравлической системы есть много других соображений:

• Температура кипения / давление пара: если система нагревается во время работы, жидкость может закипать, что приводит к высокой сжимаемости и, следовательно, к снижению эффективности гидравлической системы. Гидравлическая жидкость имеет более высокую температуру кипения, чем вода, чтобы помочь в борьбе с этим. С этим связано понятие давления пара. Гидравлические системы часто имеют небольшие отверстия, которые могут вызвать кавитацию (локальное кипение). Эта кавитация имеет те же эффекты, что и кипячение, и может вызвать точечные повреждения компонентов вблизи кавитируемой области. Гидравлическая жидкость имеет более низкое давление пара, что помогает здесь.

• Точка замерзания: было бы нехорошо, если бы тормозные магистрали вашего автомобиля замерзали каждый раз, когда на улице холодно. Большинство гидравлических жидкостей имеют гораздо более низкие точки замерзания, чтобы предотвратить это в нормальных условиях.

• Окисление / коррозия. Вода, являющаяся электролитом, вызовет ржавчину внутри линий, как только воздух неизбежно попадет в систему или система не будет удалена должным образом. Вода также усугубит гальваническую коррозию при использовании в системе разнородных металлов.

• Смазка: гидравлические компоненты используют уплотнения и часто включают скользящие поверхности раздела (цилиндры и золотники, например). Использование масла в качестве жидкости означает, что рабочая жидкость также может выполнять функцию смазки.

• Органический рост: если бы можно было гарантировать идеально дистиллированную воду и замкнутую систему, это не было бы проблемой. Но на практике это никогда не так. Масляные гидравлические жидкости гораздо менее способствуют органическому росту, чем вода.

Вода используется в некоторых системах, где другие соображения превосходят их (например, в некоторых пищевых приложениях), но для широкого спектра применений гидравлические жидкости на масляной основе являются лучшим выбором из-за вышеизложенных конструктивных соображений.

С точки зрения исторического интереса, вода использовалась в первых гидравлических тормозах, и очень скоро очевидные проблемы замерзания (из-за температуры окружающей среды) и кипения (из-за большого использования тормозов) стали очевидными.

Чтобы избежать замерзания, использовались спирты и смеси глицерин / вода, но проблемы все еще были очевидны.

Утечка была одной из них, но вскоре для ее исправления были разработаны уплотнения еще в 1921 году.

Это привело к переходу на текущие варианты минеральных масел (Citroen все еще использует их), а также гликоля / эфира и силиконовых продуктов.

См .: https://www.total.co.in/advice/brake-fluid.html.

https://didyouknowcars.com/the-history-of-brakes/

Даже наличие воды в гидравлическом маслеповредит компоненты системы. Тогда вы можете подумать, что произойдет, если вы выберете воду в качестве гидравлической жидкости. Гидравлическая жидкость выбирается в зависимости от области применения системы. Для систем, работающих при высокой температуре, можно использовать огнестойкие жидкости, а для систем, работающих при низких температурах, - жидкости на нефтяной основе. Вода считается неправильным выбором по многим причинам. Гидравлическая жидкость имеет много функций, таких как обеспечение смазки и герметизации, передача тепла и выработка электроэнергии. Но при использовании воды большинство этих функций не может быть достигнуто. Вода уменьшит прочность смазочной пленки и, следовательно, произойдет внутренняя или внешняя утечка. Кроме того, молекулы воды приведут к окислению / коррозии металлических поверхностей.