Leistungsstarkes Hydraulikfluid. Optimiertes Viskositäts-Temperaturverhalten von Hydrauliköl für mehr Effizienz und weniger Energieverbrauch

Moderne Hydrauliksysteme stellen ständig steigende Anforderungen an Hydraulikfluide. War früher ein Hydrauliköl der Klasse HLP noch Standard, kamen in den vergangenen Jahren Weiterentwicklungen mit einem besseren Temperatur- und Reibverhalten sowie teilweise detergierenden Eigenschaften immer häufiger zum Einsatz. (Hans-Jürgen Scholz)

Moderne Hydrauliksysteme werden immer leistungsstärker und kompakter. Verringerte Spalttoleranzen und bessere Oberflächengüten ermöglichen größere Betriebsdrücke und präziser arbeitende Anlagenkomponenten. Die effizienteren Maschinen sollen zudem mit weniger Energie auskommen. Gleichzeitig wird eine immer höhere Verfügbarkeit der Anlagen auch unter harten Betriebsbedingungen verlangt. Damit steigen auch die Anforderungen an die Hydrauliköle ständig.

Die kompakteren Anlagen sind in der Regel auf eine kleinere Ölmenge ausgelegt. Ein reduziertes Ölvolumen führt aber zu kürzeren Verweilzeiten der Hydraulikflüssigkeit im Ölbehälter. Damit steht wiederum weniger Zeit zum Abkühlen zur Verfügung. Die Betriebstemperatur der Hydrauliköle in modernen Mobilhydrauliken nimmt daher zu. Im Durchschnitt liegt sie bei etwa 80 °C, in der Spitze über mehr als 100 °C. Dazu erreicht der Druck 275 bis 425 bar.

Alterungsprozess von Hydrauliköl
Kleinere Ölfüllmengen, höhere Drücke und steigende Betriebstemperaturen sind verschärfte Arbeitsbedingungen, die ein herkömmliches Hydrauliköl kaum meistern kann. Unter diesen Betriebsbedingungen altern sie schnell. Um den Alterungsprozess möglichst lange hinauszuzögern, enthalten moderne Fluids Antioxidantien. Doch sie bauen während des Öleinsatzes genau so ab wie die Anti-Verschleiß-Wirkstoffe.

Hinzu kommt, dass jedes Öl – auch Frischöl –etwas Luft in gelöster Form enthält. Mit fortschreitender Alterung des Öls steigt der Anteil der Luft. Ab einer gewissen Sättigung reagiert der Sauerstoff aus den Luftblasen mit den Kohlenwasserstoffen des Öls. Dies führt zu kleinen explosionsartigen Reaktionen – ein ähnlicher Effekt wie bei der Verbrennung mit Selbstzündung in einem Dieselmotor. Da die Luftblasen im Hydrauliköl jedoch oft nicht genügend Sauerstoff für einen vollkommenen Verbrennungsprozess enthalten, bilden sich Russflöckchen. Sie färben das Öl schwarz und machen so die Ölalterung sichtbar.

Verfügt ein Hydrauliköl aufgrund der Ölalterung aber nicht mehr über genügend Performance und hat dabei zwangsläufig auch eine Erhöhung der Viskosität stattgefunden, wirkt sich dies vor allem unmittelbar auf den Wirkungsgrad der Pumpe aus – und folglich auch auf den Energieverbrauch.

Maximale Systemeffizienz
ADDINOL, ein deutscher Spezialist für Hochleistungs-Schmierstoffe, hat mit HV Eco Fluid nun eine Druckflüssigkeit entwickelt, deren Leistungsfähigkeit über die bisher verfügbaren Hydrauliköle hinausgeht. Das Hydraulikfluid basiert auf Mineralölen und einer vollkommen neu entwickelten Additiv-Technologie. HV Eco Fluid erfüllt die DIN 51524/3 (HVLP), die DIN EN ISO 6743-4 (HV) sowie die Anforderungen aller führenden OEM. Das optimale Viskositäts-Temperaturverhalten garantiert eine maximale Systemeffizienz sowohl bei verhältnismäßig hohen als auch bei niedrigen Temperaturen. Im Vergleich mit einem herkömmlichen HVLP lässt sich mit HV Eco Fluid ein höherer Wirkungsgrad der Hydraulik insgesamt erzielen. Konkret heißt dies: höhere Hydraulikkraft bei Volllast, schnellere Reaktion des Systems und vor allem Senkung des Kraftstoffverbrauchs.

Dabei kommt es besonders auf das optimale Viskositäts-Temperaturverhalten an. Die Viskosität des Hydraulikfluids wirkt sich ganz erheblich auf den Wirkungsgrad der Pumpe aus. Ihr hydraulischer Wirkungsgrad wird von der mechanischen und volumetrischen Komponente bestimmt. Wird ein niedrigviskoses Hydraulikfluid eingesetzt, nimmt die innere Reibung ab. Der mechanische Wirkungsgrad wird verbessert. Dagegen kommt dem volumetrischen Wirkungsgrad eine höhere Viskosität zu Gute. Das ADDINOL HV Eco Fluid gewährleistet eine angepasste Viskosität für den Startvorgang und bei Volllast unter erschwerten Bedingungen, wie großen Drücken und hohen Temperaturen. Damit verbessert es den Gesamtwirkungsgrad und trägt so zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei. Der optimale Arbeitsbereich wird wesentlich erweitert

Kalkulierte Kostensenkung
Die Wirksamkeit von ADDINOL HV Eco Fluid wurde in Feldtests überprüft und mit einem herkömmlichen Hydrauliköl der Klasse HLP verglichen. Einer der Testkandidaten war ein Caterpillar Mobilbagger 318 mit 255 Litern Hydrauliköl im System und ausgerüstet mit einem Dieselmotor des Typs 3066. Getestet wurde unter normalen Arbeitsbedingungen. Im Vergleich zu einem Hydrauliköl HLP war der Kraftstoffverbrauch nach 10 Arbeitstagen laut Testprotokoll bei 100 % Volllast um 13,8 % und beim Betrieb mit 90 % um 8,6 % gesunken. Bei einem bisherigen Verbrauch von 23,5 l/Bh Dieselkraftstoff ist der gesamte Einsparungseffekt entsprechend hoch.

Bei weiteren umfassenden Vergleichen mit herkömmlichen Hydraulikölen der Klasse HLP sowie HVLP, mit  Einbereichsmotorenöl SAE 10W und ATF schnitt ADDINOL HV Eco Fluid ebenfalls besser ab. Es ergaben sich folgende Werte:
- 5-10% höhere Hydraulikkraft bei Volllast
- 5-10% höhere Fließgeschwindigkeit bei Temperaturspitzen
- 5-10% schnellere Reaktion des Systems
- 5-7% Energieeinsparung
- 5-10% Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei gleicher Arbeit

Das innovative ADDINOL HV Eco Fluid ist lieferbar in den Viskositätsklassen ISO VG 32, 46 und 68. Wie hoch der Einsparungseffekt für eine Anlage voraussichtlich ist, errechnet ADDINOL mit einem Kostenkalkulator. Dabei werden die individuellen Parameter berücksichtigt und grundsätzlich wird fair / von einem Mindesteffekt von 6 % für die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs ausgegangen.

Artikel erschienen in Mobile Maschinen 03/2010 (für Artikel hier klicken)