液力傳動油(you)的現(xian)狀與發(fa)展(zhan)
流體傳動包括氣體(壓)傳動和液體傳動，液體傳動分為傳動(dong)(dong)、液(ye)(ye)力傳動(dong)(dong)和液(ye)(ye)粘傳動(dong)(dong)。液(ye)(ye)壓傳動(dong)(dong)基(ji)于帕卡(ka)定律(lv)(lv)，以液(ye)(ye)體(ti)的(de)(de)壓能來(lai)傳遞(di)動(dong)(dong)力；液(ye)(ye)力傳動(dong)(dong)基(ji)于歐拉方(fang)程，以液(ye)(ye)體(ti)動(dong)(dong)量短的(de)(de)變化來(lai)傳遞(di)動(dong)(dong)力；液(ye)(ye)粘傳動(dong)(dong)基(ji)于牛頓內摩擦(ca)定律(lv)(lv)，以液(ye)(ye)體(ti)的(de)(de)粘性來(lai)傳遞(di)動(dong)(dong)力。
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(ye)(ye)(ye)力元件近年(nian)發(fa)展(zhan)較快，2003年(nian)液(ye)(ye)(ye)力偶(ou)合(he)(he)器(qi)的全國年(nian)產量約(yue)7萬臺。廣泛應用于帶式輸送(song)機(ji)(ji)、刮板輸送(song)機(ji)(ji)、球磨機(ji)(ji)、風(feng)機(ji)(ji)、壓(ya)縮機(ji)(ji)、水(shui)泵(beng)和油(you)泵(beng)等設(she)備的傳(chuan)動(dong)中，提高傳(chuan)動(dong)品質并節約(yue)能源(yuan)。當前我國液(ye)(ye)(ye)力偶(ou)合(he)(he)器(qi)的最(zui)高輸出轉(zhuan)(zhuan)速(su)為6500r/min，最(zui)小功(gong)率(lv)為0.3kW，最(zui)大功(gong)率(lv)為7100kW。液(ye)(ye)(ye)力偶(ou)合(he)(he)器(qi)的發(fa)展(zhan)趨勢是高轉(zhuan)(zhuan)速(su)、大功(gong)率(lv)。
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(li)變矩(ju)器(qi)主要(yao)用(yong)于工程機(ji)械(xie)、石(shi)油機(ji)械(xie)和內(nei)(nei)燃機(ji)車。液力(li)變矩(ju)器(qi)主要(yao)與(yu)內(nei)(nei)燃機(ji)匹配應用(yong)，其轉(zhuan)速范圍在2000～3000r/min。工程機(ji)械(xie)應用(yong)較多，最大功(gong)率700HP左右，年產量(liang)約7萬臺。石(shi)油機(ji)械(xie)應用(yong)較少，功(gong)率達1500HP。內(nei)(nei)燃機(ji)車應用(yong)更少，功(gong)率高達3000HP。
液(ye)粘傳動是液(ye)體傳動一門新(xin)興學科，在我(wo)國尚處于起(qi)步階(jie)段(duan)。由于液(ye)粘傳動產(chan)品(如液(ye)粘調速(su))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(you)的性能特點及發展
液力傳動油(you)作為工(gong)作介(jie)質不僅傳遞動力，而且還用以潤(run)滑軸承和，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(li)傳動油應能滿足(zu)以下要求：
1、要有適(shi)宜的粘度
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、要有較大的重(zhong)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(xing)能穩定
不易產生泡沫、老化和沉淀。
4、酸值要低
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(you)較(jiao)高(gao)的(de)閃點和較(jiao)低(di)的(de)凝點
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(yao)有良好的(de)潤滑性能(neng)
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(nei)外液(ye)(ye)力(li)(li)傳(chuan)動(dong)應(ying)用(yong)(yong)的(de)工作液(ye)(ye)體(ti)種類(lei)較多(duo)，除各種石油基產品外，也有采(cai)用(yong)(yong)清水(shui)或其它難燃液(ye)(ye)體(ti)的(de)(煤(mei)礦井下為(wei)防引燃爆炸(zha)而應(ying)用(yong)(yong))。國內(nei)液(ye)(ye)力(li)(li)元件通常采(cai)用(yong)(yong)6號(hao)液(ye)(ye)力(li)(li)傳(chuan)動(dong)油(也有用(yong)(yong)8號(hao)液(ye)(ye)力(li)(li)傳(chuan)動(dong)油的(de))，有時以22號(hao)汽輪機油替代。
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)下列情況(kuang)之一時，需要(yao)更換新油：
含(han)水(shui)量(liang)大于0.2%時；
在50℃時的粘度比(bi)新油高出6厘沲時；
機械(xie)雜質(苯不溶(rong)物)達到0.2%時；
出(chu)現水溶性酸(suan)堿或有高的酸(suan)值(zhi)時；
泡沫(mo)過多影(ying)響傳動(dong)功率時。
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(pin)牌對照（略）
三、液粘傳動對傳動油的要求
液粘(zhan)傳動(dong)(dong)可按運行(xing)中(zhong)(zhong)油(you)(you)臘厚(hou)(hou)度是(shi)(shi)否變(bian)化(hua)分為兩大類，一(yi)(yi)類是(shi)(shi)在運行(xing)中(zhong)(zhong)油(you)(you)膜(mo)厚(hou)(hou)度始終不變(bian)的液粘(zhan)傳動(dong)(dong)，如(ru)硅(gui)油(you)(you)風扇離合(he)器油(you)(you)膜(mo)厚(hou)(hou)度是(shi)(shi)固定的，運行(xing)中(zhong)(zhong)變(bian)化(hua)工(gong)作腔中(zhong)(zhong)油(you)(you)液充滿程度以調節輸出轉速(su)(su)。另一(yi)(yi)類是(shi)(shi)運行(xing)中(zhong)(zhong)油(you)(you)膜(mo)厚(hou)(hou)度是(shi)(shi)可變(bian)的液粘(zhan)傳動(dong)(dong)，這類液粘(zhan)傳動(dong)(dong)產品包括有液粘(zhan)調速(su)(su)離合(he)器、液粘(zhan)、液粘(zhan)(zhan)測功機(ji)、液粘(zhan)(zhan)、液粘調速裝置(zhi)。當前應用較多的是液粘調速離(li)合器(qi)、液粘調速裝置(zhi)和硅油(you)風扇離(li)合器(qi)。
1、液粘調速離合器與傳動油
液(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)離(li)合(he)器通(tong)過(guo)其主(zhu)、從動摩擦(ca)(ca)(ca)片(pian)間(jian)(jian)的若干油(you)膜(mo)來傳動動力，依靠油(you)液(ye)的粘(zhan)(zhan)性主(zhu)動摩擦(ca)(ca)(ca)片(pian)“拉著(zhu)"從動摩擦(ca)(ca)(ca)片(pian)同方向旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，傳遞力矩與(yu)油(you)液(ye)粘(zhan)(zhan)度(du)、兩(liang)片(pian)間(jian)(jian)“滑差(cha)"成(cheng)正(zheng)比，而與(yu)油(you)膜(mo)厚(hou)度(du)(片(pian)間(jian)(jian)隙)成(cheng)反比。主(zhu)動摩擦(ca)(ca)(ca)片(pian)及輸(shu)(shu)(shu)入軸(zhou)與(yu)動力機(ji)相聯(lian)，輸(shu)(shu)(shu)入轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)可(ke)視為(wei)常量。從動摩擦(ca)(ca)(ca)片(pian)及輸(shu)(shu)(shu)出軸(zhou)與(yu)工(gong)作機(ji)相聯(lian)，輸(shu)(shu)(shu)出轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)隨控(kong)制壓(ya)力而變(bian)化，球狀油(you)缸的控(kong)制壓(ya)力大，則(ze)片(pian)間(jian)(jian)油(you)膜(mo)變(bian)薄，則(ze)輸(shu)(shu)(shu)出轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)升高，反之亦然。當(dang)控(kong)制壓(ya)力足夠大時(shi)，主(zhu)、從動摩擦(ca)(ca)(ca)片(pian)粘(zhan)(zhan)合(he)，變(bian)為(wei)直(zhi)聯(lian)傳動。當(dang)控(kong)制壓(ya)力足夠時(shi)小，主(zhu)、從動摩擦(ca)(ca)(ca)片(pian)脫離(li)，則(ze)輸(shu)(shu)(shu)出轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)為(wei)零(ling)。在液(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)離(li)合(he)器轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)比從0→1變(bian)化過(guo)程中，片(pian)間(jian)(jian)摩擦(ca)(ca)(ca)狀況(kuang)呈現出液(ye)體(ti)摩擦(ca)(ca)(ca)→(機(ji)械(xie)一液(ye)體(ti))混合(he)摩擦(ca)(ca)(ca)→(純機(ji)械(xie)的)邊界摩擦(ca)(ca)(ca)。因此液(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)離(li)合(he)器在調(diao)(diao)速(su)(su)(su)過(guo)程中有分離(li)工(gong)況(kuang)、調(diao)(diao)速(su)(su)(su)工(gong)況(kuang)和接合(he)工(gong)況(kuang)。
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(de)潤滑性(xing)能(油性(xing)和(he)極壓性(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(yao)求外，工(gong)作液體還應具有防銹作用、抗泡沫能力、凝點要(yao)低(di)、閃點應高、不易揮發、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。
當前國產液(ye)粘調速離(li)合器有(you)TL型(xing)和HC型(xing)，額定轉速多為(wei)1500r/min，個別有(you)3000r/min的(de)。傳遞功率最小(xiao)75kW，最大達(da)1100kW。
液(ye)粘調(diao)速(su)離合器(qi)(qi)同調(diao)速(su)型液(ye)力偶合器(qi)(qi)一樣，均是在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(you)風扇離合器與(yu)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。
汽車發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)在適(shi)(shi)宜溫(wen)(wen)(wen)度(du)下才能(neng)有較高(gao)(gao)的(de)燃(ran)油(you)效(xiao)率，過(guo)(guo)冷(leng)過(guo)(guo)熱(re)均(jun)不(bu)適(shi)(shi)宜。汽車用(yong)(yong)的(de)硅(gui)油(you)風(feng)扇(shan)(shan)離(li)合器主動(dong)(dong)(dong)盤與(yu)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)相(xiang)聯，從動(dong)(dong)(dong)盤與(yu)風(feng)扇(shan)(shan)相(xiang)聯，工作(zuo)液體為粘度(du)較大的(de)硅(gui)油(you)。靠感溫(wen)(wen)(wen)器對冷(leng)卻水(shui)箱后方(fang)氣(qi)流溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)感受(shou)來控(kong)制充(chong)油(you)量(liang)。當發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)冷(leng)卻水(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)低時(shi)，則(ze)氣(qi)流溫(wen)(wen)(wen)度(du)低，感溫(wen)(wen)(wen)器使充(chong)油(you)量(liang)小(xiao)，油(you)膜剪切面積小(xiao)，傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)力(li)矩小(xiao)，則(ze)風(feng)扇(shan)(shan)轉速(su)(su)低，對發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)冷(leng)卻能(neng)力(li)低。反之，當發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)冷(leng)卻水(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)高(gao)(gao)時(shi)，則(ze)風(feng)扇(shan)(shan)轉速(su)(su)高(gao)(gao)，提高(gao)(gao)對發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)冷(leng)卻效(xiao)果。這樣可使發(fa)動(dong)(dong)(dong)經常在最適(shi)(shi)宜的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)下工作(zuo)。燃(ran)油(you)效(xiao)率高(gao)(gao)，噪聲小(xiao)，延長(chang)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)使用(yong)(yong)壽命。
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(gui)油的(de)(de)物理性能取(qu)決于(yu)聚合物的(de)(de)分子結構，如分子量(liang)、有機基因的(de)(de)類型和數量(liang)、支鏈的(de)(de)位置及長短等(deng)。
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。
硅油風扇離合器可以應用在各種類(lei)型汽車(che)上(shang)，目(mu)前我國(guo)的應用主(zhu)要是(shi)吉普車(che)、北(bei)京130型等(deng)汽車(che)上(shang)。生產廠有北(bei)京汽車(che)機油泵廠和(he)長春(chun)第一汽車(che)制造廠等(deng)單(dan)位(wei)。
