液力傳動油的(de)現狀與發(fa)展
流體傳動包括氣體(壓)傳動和液體傳動，液體傳動分為傳(chuan)動、液(ye)(ye)(ye)(ye)力(li)傳(chuan)動和液(ye)(ye)(ye)(ye)粘(zhan)傳(chuan)動。液(ye)(ye)(ye)(ye)壓傳(chuan)動基于(yu)帕卡定律(lv)，以液(ye)(ye)(ye)(ye)體(ti)的(de)壓能來(lai)傳(chuan)遞動力(li)；液(ye)(ye)(ye)(ye)力(li)傳(chuan)動基于(yu)歐拉方程，以液(ye)(ye)(ye)(ye)體(ti)動量短的(de)變(bian)化來(lai)傳(chuan)遞動力(li)；液(ye)(ye)(ye)(ye)粘(zhan)傳(chuan)動基于(yu)牛頓內摩(mo)擦定律(lv)，以液(ye)(ye)(ye)(ye)體(ti)的(de)粘(zhan)性來(lai)傳(chuan)遞動力(li)。
液力傳動的基本元件是液力偶合器和液力變矩器。液力偶合器的基本構件是具有若干徑向平面葉片的、構成工作腔的泵輪和渦輪。液力傳動油在工作腔里高速循環流動傳遞動力，油液隨從泵輪做牽連運動的同時因受離心力作用而做離心運動，從泵輪(及輸入軸)吸收機械能并轉化為動量矩(mVR)增量，高速液流從泵輪沖入渦輪做向心流動釋放動量矩，推動渦輪(及輸出軸)旋轉，帶動工作機(及負載)做功。液力變矩器的基本構件是泵輪、渦輪和導輪，它們均是具有空間(彎曲)葉片的工作輪，按相關順序排列構成工作腔。液力傳動油在工作腔中被泵輪渦輪攪動，使液流獲得動量矩增量，經過導輪調轉液流方向后沖入渦輪，釋放動量矩(動能)推動渦輪帶動工作機旋轉做功。
我國液力(li)元(yuan)件近年發(fa)展(zhan)較(jiao)快(kuai)，2003年液力(li)偶(ou)合器的(de)(de)全國年產量約(yue)(yue)7萬(wan)臺。廣泛應用于(yu)帶式輸(shu)(shu)送機、刮板輸(shu)(shu)送機、球(qiu)磨(mo)機、風機、壓縮(suo)機、水泵和油泵等設備的(de)(de)傳動(dong)中，提高(gao)(gao)傳動(dong)品(pin)質(zhi)并(bing)節約(yue)(yue)能源(yuan)。當前(qian)我國液力(li)偶(ou)合器的(de)(de)最(zui)高(gao)(gao)輸(shu)(shu)出轉速為6500r/min，最(zui)小功(gong)率為0.3kW，最(zui)大功(gong)率為7100kW。液力(li)偶(ou)合器的(de)(de)發(fa)展(zhan)趨勢(shi)是高(gao)(gao)轉速、大功(gong)率。
國際上液力偶合器產品以德國福依特公司最為著名，據資料稱已有轉速達20000r/min、功率達55000kW的產品，可見我國與之尚有相當大的差距。當然，功率大的液力元件對液力傳動油的要求較高。
液力變矩器主要用(yong)(yong)于工程(cheng)機(ji)(ji)械(xie)(xie)(xie)、石油機(ji)(ji)械(xie)(xie)(xie)和內燃(ran)機(ji)(ji)車。液力變矩器主要與內燃(ran)機(ji)(ji)匹配應(ying)(ying)用(yong)(yong)，其轉速范圍(wei)在2000～3000r/min。工程(cheng)機(ji)(ji)械(xie)(xie)(xie)應(ying)(ying)用(yong)(yong)較(jiao)(jiao)多，最大功(gong)率700HP左右(you)，年產量(liang)約7萬臺(tai)。石油機(ji)(ji)械(xie)(xie)(xie)應(ying)(ying)用(yong)(yong)較(jiao)(jiao)少(shao)，功(gong)率達1500HP。內燃(ran)機(ji)(ji)車應(ying)(ying)用(yong)(yong)更少(shao)，功(gong)率高達3000HP。
液粘(zhan)傳動(dong)(dong)是(shi)液體傳動(dong)(dong)一門(men)新興學科，在(zai)我國尚(shang)處于起步階段。由(you)于液粘(zhan)傳動(dong)(dong)產品(如液粘(zhan)調速)與液力傳動產品(如調速型液力偶合器)雖有本質上的不同，但由于有相似的性能和相同的用途(調速節能)，在若干技術活動(如制訂發展規劃、標準、技術管理、訂貨活動等)中均被視為同一類型，與液力行業有共性，故本文另辟章節介紹其產品結構和傳動用油。
一、液力傳動油的(de)性能特點(dian)及發展
液(ye)力傳動油作(zuo)為工(gong)作(zuo)介質(zhi)不僅傳遞動力，而(er)且還用(yong)以潤滑軸(zhou)承和，同時又是滑差熱的載體，帶走熱量。液力傳動油是一個復雜而需專門研究的課題，它直接關系到液力元件的可靠性、傳動效率和使用壽命。應引起人們的重視，展開廣泛深入的研究。
液力傳動油應能滿足以下(xia)要(yao)求：
1、要(yao)有適宜的粘度(du)
液體粘度低，表明液體內摩擦小，流動阻力損失小，可減少液力元件的液力損失；但從潤滑密封角度考慮，粘度不能過低。因此應在滿足潤滑和密封要求前提下，盡量采用粘度低的液體，以提高液力元件傳動效率。同時要求液體粘溫性要好，以便在高溫或低溫時仍能保持有效的潤滑和密封。
2、要有較大(da)的(de)重度
由于液力元件傳遞的力矩和功率與工作液體的重度成正比，故液體重度越高越好。
3、性能穩定
不易產生泡沫、老化和沉淀。
4、酸值要低(di)
對密封件應是中性，有良好的相容性，不泡脹，不溶解，對金屬無腐蝕作用。
5、要有較高的閃點和較低的凝(ning)點
液力元件工作時油溫變化幅度很大，有時可達160℃，因此要求閃點要高于180℃，而凝點要低 -20℃ ，以利于低溫環境下液力元件的起動。
6、要有(you)良好的潤滑性能
液體要有足夠的油性，能很好的粘附在零件表面上，起到良好的潤滑作用。
目前，國內外液力傳(chuan)動應用(yong)的(de)工(gong)作液體種(zhong)類較多，除各種(zhong)石油(you)基產品外，也(ye)有(you)(you)采(cai)用(yong)清水或(huo)其(qi)它難燃液體的(de)(煤礦井(jing)下為防(fang)引燃爆炸而應用(yong))。國內液力元件(jian)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)6號(hao)液力傳(chuan)動油(you)(也(ye)有(you)(you)用(yong)8號(hao)液力傳(chuan)動油(you)的(de))，有(you)(you)時(shi)以22號(hao)汽輪(lun)機油(you)替代(dai)。
內燃機車有專用油，要求使和壽命不小于2000小時，要求新設備裝油初次運行100小時和500小時之后進行第一、第二次換油，進行濾清后仍可使用。
屬(shu)下(xia)列情(qing)況之一時，需要更換新油：
含水量大于0.2%時；
在50℃時的粘度(du)比新油高出(chu)6厘沲時；
機(ji)械雜質(苯不(bu)溶物(wu))達到0.2%時(shi)；
出現水溶性酸(suan)堿或有高的酸(suan)值時(shi)；
泡沫過多影(ying)響傳(chuan)動功率時(shi)。
以上各條對內燃機車專用油以外的液力傳動油也有一定的參照價值。
二、國內(nei)外液力傳動油的品牌(pai)對照（略）
三、液粘傳動對傳動油的要求
液(ye)粘傳動(dong)可按運行中油(you)(you)臘厚(hou)度(du)是(shi)否(fou)變(bian)(bian)化(hua)分為兩大類(lei)，一類(lei)是(shi)在運行中油(you)(you)膜厚(hou)度(du)始終不變(bian)(bian)的液(ye)粘傳動(dong)，如硅油(you)(you)風(feng)扇(shan)離(li)合器(qi)(qi)油(you)(you)膜厚(hou)度(du)是(shi)固定的，運行中變(bian)(bian)化(hua)工(gong)作腔中油(you)(you)液(ye)充滿程(cheng)度(du)以調(diao)節輸(shu)出(chu)轉速(su)。另一類(lei)是(shi)運行中油(you)(you)膜厚(hou)度(du)是(shi)可變(bian)(bian)的液(ye)粘傳動(dong)，這類(lei)液(ye)粘傳動(dong)產品包括有液(ye)粘調(diao)速(su)離(li)合器(qi)(qi)、液(ye)粘、液粘測(ce)功機、液粘、液粘調速裝置。當前應用較多的是液粘調速離合(he)器、液粘調速裝置和硅油(you)風(feng)扇離合(he)器。
1、液粘調速離合器與傳動油
液(ye)粘(zhan)調(diao)速(su)(su)離(li)(li)合(he)器(qi)通過其主、從(cong)(cong)動(dong)(dong)(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)片(pian)(pian)間(jian)的(de)若(ruo)干油(you)膜來傳動(dong)(dong)(dong)(dong)動(dong)(dong)(dong)(dong)力，依靠油(you)液(ye)的(de)粘(zhan)性主動(dong)(dong)(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)片(pian)(pian)“拉著"從(cong)(cong)動(dong)(dong)(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)片(pian)(pian)同方向旋轉，傳遞力矩與(yu)油(you)液(ye)粘(zhan)度、兩片(pian)(pian)間(jian)“滑差"成正(zheng)比(bi)，而(er)與(yu)油(you)膜厚(hou)度(片(pian)(pian)間(jian)隙)成反比(bi)。主動(dong)(dong)(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)片(pian)(pian)及輸(shu)入軸與(yu)動(dong)(dong)(dong)(dong)力機相聯(lian)，輸(shu)入轉速(su)(su)可視為常量。從(cong)(cong)動(dong)(dong)(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)片(pian)(pian)及輸(shu)出軸與(yu)工(gong)作機相聯(lian)，輸(shu)出轉速(su)(su)隨控制(zhi)(zhi)壓(ya)力而(er)變(bian)化(hua)，球(qiu)狀油(you)缸的(de)控制(zhi)(zhi)壓(ya)力大(da)，則(ze)片(pian)(pian)間(jian)油(you)膜變(bian)薄(bo)，則(ze)輸(shu)出轉速(su)(su)升(sheng)高，反之亦然。當控制(zhi)(zhi)壓(ya)力足夠大(da)時，主、從(cong)(cong)動(dong)(dong)(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)片(pian)(pian)粘(zhan)合(he)，變(bian)為直聯(lian)傳動(dong)(dong)(dong)(dong)。當控制(zhi)(zhi)壓(ya)力足夠時小，主、從(cong)(cong)動(dong)(dong)(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)片(pian)(pian)脫(tuo)離(li)(li)，則(ze)輸(shu)出轉速(su)(su)為零。在液(ye)粘(zhan)調(diao)速(su)(su)離(li)(li)合(he)器(qi)轉速(su)(su)比(bi)從(cong)(cong)0→1變(bian)化(hua)過程中，片(pian)(pian)間(jian)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)狀況呈現出液(ye)體(ti)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)→(機械一液(ye)體(ti))混合(he)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)→(純機械的(de))邊(bian)界摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)(ca)。因此液(ye)粘(zhan)調(diao)速(su)(su)離(li)(li)合(he)器(qi)在調(diao)速(su)(su)過程中有分離(li)(li)工(gong)況、調(diao)速(su)(su)工(gong)況和接合(he)工(gong)況。
工作液體在液粘傳動中的作用是傳遞動力、冷卻散熱和潤滑，應具有以下性能：
(1)有適宜的粘度。
(2)有離好的潤(run)滑性(xing)(xing)能(油性(xing)(xing)和(he)極壓性(xing)(xing))。
(3)有良好的氧化安定性。
(4)有較高的比熱容和較高的熱導率。
除上述要求外，工(gong)作液體還應具(ju)有防銹作用、抗泡沫能力、凝點(dian)(dian)要低、閃點(dian)(dian)應高、不易揮(hui)發、無毒等。
目前國產液粘調速離合器多采用8號液力傳動油為工作液體。
當(dang)前(qian)國產液粘調(diao)速離合器有(you)TL型和HC型，額(e)定(ding)轉(zhuan)速多為1500r/min，個別(bie)有(you)3000r/min的(de)。傳遞(di)功(gong)率(lv)最小75kW，最大達(da)1100kW。
液粘(zhan)調(diao)(diao)速(su)離(li)合器(qi)同調(diao)(diao)速(su)型液力偶合器(qi)一(yi)樣，均(jun)是在(zai)驅動的轉速向下調節，且在低速時功率小，效率低。為此在液粘調速離合器的輸入前或輸出端后加裝齒輪傳動，以適應與動力機或與工作機的匹配，如此產生了新的裝置——液粘調速裝置。
2、液粘調速裝置
當前生產和應用的有兩類不同結構的液粘調速裝置，一類是美國費城齒輪公司生產的平行軸液粘調速裝置，輸入轉速1785r/min，輸出轉速5000r/min，傳遞功率達5200kW。我國山西安太堡煤礦的帶式輸送機用的是較小規格。其傳動油系由美國帶來。保定螺旋漿制造廠設計、生產了與之結構相似的產品。另一類是美國道奇(DODGE)公司的CST液粘調速裝置，它是在園柱齒輪——行星輪系減速器差動輪系的輸出端、與輸出軸(連接太陽輪)并行輸出的大齒圈上裝有液粘調速離合器(從動摩擦片固定)，起動時液粘調速離合器處于分離工況(空轉)，逐漸加大控制壓力，當其傳遞扭矩與輸出軸承受扭矩相等時，輸出軸(帶負載)開始轉動，繼續增大控制壓力直至接合工況，則輸出軸承擔全部動力的輸出。CST液粘調速裝置被稱作大型帶式輸送機的軟起動系統，在我國煤礦大型帶式輸送機上已有應用。CST系列產品，輸入轉速1483r/min，額定減速比為15.38～57.66，傳遞功率范圍702～3115kW。CST系列產品由美國供應專用液力傳動油。
3、硅油風扇離合器與工作液體
硅油風扇離合器的主、從動盤上各有若干緯向環狀葉片，兩者的環狀葉片相互交替的插入，構成若干園環狀間隙(油膜)，利用這些間隙中油膜的粘性來傳遞動力。工作過程中油膜厚度不變，通過改變充油量和油膜受剪切面積的大小來調速。
汽(qi)(qi)車發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)在(zai)適(shi)(shi)宜溫(wen)度(du)下(xia)(xia)才能(neng)有較高(gao)的(de)燃(ran)油(you)(you)(you)效(xiao)率，過冷(leng)(leng)(leng)過熱(re)均不適(shi)(shi)宜。汽(qi)(qi)車用(yong)的(de)硅油(you)(you)(you)風(feng)(feng)扇離合器(qi)主動(dong)盤與(yu)發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)相聯，從動(dong)盤與(yu)風(feng)(feng)扇相聯，工作(zuo)液體為粘度(du)較大的(de)硅油(you)(you)(you)。靠感溫(wen)器(qi)對冷(leng)(leng)(leng)卻(que)水箱(xiang)后(hou)方(fang)氣(qi)流溫(wen)度(du)的(de)感受來控制充油(you)(you)(you)量(liang)。當發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)水溫(wen)度(du)低(di)時，則(ze)(ze)氣(qi)流溫(wen)度(du)低(di)，感溫(wen)器(qi)使充油(you)(you)(you)量(liang)小，油(you)(you)(you)膜剪切面積小，傳(chuan)動(dong)力(li)矩小，則(ze)(ze)風(feng)(feng)扇轉速(su)低(di)，對發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)能(neng)力(li)低(di)。反(fan)之，當發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)水溫(wen)度(du)高(gao)時，則(ze)(ze)風(feng)(feng)扇轉速(su)高(gao)，提高(gao)對發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)效(xiao)果。這樣可使發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)經常在(zai)最適(shi)(shi)宜的(de)溫(wen)度(du)下(xia)(xia)工作(zuo)。燃(ran)油(you)(you)(you)效(xiao)率高(gao)，噪聲小，延長發(fa)(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)使用(yong)壽命(ming)。
硅油風扇離合器所用硅油是一種合成潤滑油，并非由石油提煉得來。它是一些半有機硅的聚合物或共聚物，含有重復的硅氧單元為元機骨干，并沿著聚合鏈的硅原子上取代烴基，一般不含支鏈。為了滿足規定的性能要求，可用不同的有機取代基或調整聚合物分子的大小(即改變其分子量)，以變化其粘度或獲得其它性能。
硅油的(de)物理性能取決于聚合物的(de)分(fen)子結構(gou)，如分(fen)子量、有機(ji)基(ji)因(yin)的(de)類型和(he)數(shu)量、支鏈的(de)位置及長短等。
在油膜厚度不變的液粘傳動中使用硅油的主要原因，在于它具有高的粘度、良好的粘溫性能和較強的抗剪切能力。
硅(gui)油風(feng)扇(shan)離合器可以應用在各種類型汽(qi)車(che)(che)上，目(mu)前(qian)我(wo)國的應用主要是吉普(pu)車(che)(che)、北京(jing)130型等汽(qi)車(che)(che)上。生產(chan)廠(chang)有北京(jing)汽(qi)車(che)(che)機油泵廠(chang)和長春第一汽(qi)車(che)(che)制造廠(chang)等單(dan)位。
