液(ye)力傳動油的現狀與發展
流體傳動包括氣體(壓)傳動和液體傳動，液體傳動分為傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)(dong)、液(ye)力(li)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)(dong)和液(ye)粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)(dong)。液(ye)壓傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)(dong)基于帕卡定律，以液(ye)體的(de)壓能(neng)來傳(chuan)(chuan)遞(di)動(dong)(dong)(dong)力(li)；液(ye)力(li)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)(dong)基于歐(ou)拉方程，以液(ye)體動(dong)(dong)(dong)量(liang)短的(de)變化來傳(chuan)(chuan)遞(di)動(dong)(dong)(dong)力(li)；液(ye)粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)(dong)基于牛頓(dun)內摩擦定律，以液(ye)體的(de)粘(zhan)性來傳(chuan)(chuan)遞(di)動(dong)(dong)(dong)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(wo)國液(ye)(ye)力(li)元件(jian)近年(nian)發展較快，2003年(nian)液(ye)(ye)力(li)偶合器(qi)的(de)(de)全國年(nian)產(chan)量約7萬臺。廣泛應用于(yu)帶(dai)式輸(shu)送(song)機、刮板輸(shu)送(song)機、球磨(mo)機、風機、壓縮(suo)機、水泵和(he)油泵等設備的(de)(de)傳(chuan)動中，提高(gao)(gao)傳(chuan)動品質并節約能(neng)源。當(dang)前我(wo)國液(ye)(ye)力(li)偶合器(qi)的(de)(de)最(zui)高(gao)(gao)輸(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(ye)(ye)力(li)偶合器(qi)的(de)(de)發展趨(qu)勢是高(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(ye)力變矩器主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)工程機(ji)械、石油機(ji)械和(he)內(nei)燃(ran)機(ji)車(che)。液(ye)力變矩器主(zhu)要(yao)與(yu)內(nei)燃(ran)機(ji)匹配應用(yong)，其(qi)轉(zhuan)速范圍在2000～3000r/min。工程機(ji)械應用(yong)較(jiao)多，最大(da)功率700HP左右，年產量約7萬臺(tai)。石油機(ji)械應用(yong)較(jiao)少(shao)，功率達1500HP。內(nei)燃(ran)機(ji)車(che)應用(yong)更(geng)少(shao)，功率高達3000HP。
液(ye)(ye)粘傳動(dong)是液(ye)(ye)體傳動(dong)一門新興學科，在我國尚處(chu)于(yu)起(qi)步(bu)階段。由于(yu)液(ye)(ye)粘傳動(dong)產品(如(ru)液(ye)(ye)粘調速)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(you)的(de)性能(neng)特點及發展
液力傳動油作為工作介質(zhi)不(bu)僅傳遞動力，而且(qie)還用以潤滑軸承(cheng)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(dong)油應能滿足以下要求：
1、要有(you)適(shi)宜(yi)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、要有較大的重度(du)
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(yao)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(you)較(jiao)高的閃點和較(jiao)低的凝點
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、要有良好的潤滑性能
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(guo)(guo)內外(wai)液力(li)傳動(dong)應用(yong)(yong)的(de)工作液體(ti)(ti)種類較多，除各種石油(you)(you)(you)基產品外(wai)，也有(you)采用(yong)(yong)清水或其(qi)它(ta)難燃(ran)液體(ti)(ti)的(de)(煤礦井下為防引燃(ran)爆炸而(er)應用(yong)(yong))。國(guo)(guo)內液力(li)元件(jian)通常(chang)采用(yong)(yong)6號(hao)液力(li)傳動(dong)油(you)(you)(you)(也有(you)用(yong)(yong)8號(hao)液力(li)傳動(dong)油(you)(you)(you)的(de))，有(you)時以22號(hao)汽(qi)輪機(ji)油(you)(you)(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。
屬下(xia)列情況之(zhi)一時，需(xu)要(yao)更換(huan)新油(you)：
含水量大于0.2%時；
在50℃時(shi)的粘度比新(xin)油高出6厘沲時(shi)；
機械雜質(苯不(bu)溶物)達到0.2%時(shi)；
出現水溶性酸堿或有高的酸值時；
泡沫過多影響(xiang)傳動(dong)功(gong)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(de)品牌(pai)對照(zhao)（略）
三、液粘傳動對傳動油的要求
液(ye)(ye)(ye)粘傳(chuan)動(dong)可(ke)按運行(xing)中油(you)(you)臘厚度是(shi)否(fou)變化(hua)分為兩大類(lei)，一類(lei)是(shi)在運行(xing)中油(you)(you)膜厚度始終(zhong)不變的液(ye)(ye)(ye)粘傳(chuan)動(dong)，如硅油(you)(you)風(feng)扇離(li)(li)合(he)器油(you)(you)膜厚度是(shi)固定的，運行(xing)中變化(hua)工作(zuo)腔中油(you)(you)液(ye)(ye)(ye)充滿程度以調節輸(shu)出轉速。另(ling)一類(lei)是(shi)運行(xing)中油(you)(you)膜厚度是(shi)可(ke)變的液(ye)(ye)(ye)粘傳(chuan)動(dong)，這類(lei)液(ye)(ye)(ye)粘傳(chuan)動(dong)產品包括有液(ye)(ye)(ye)粘調速離(li)(li)合(he)器、液(ye)(ye)(ye)粘、液(ye)粘(zhan)測功機、液(ye)粘(zhan)、液(ye)(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)速裝置(zhi)。當前應用較多的是液(ye)(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)速離合器、液(ye)(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)速裝置(zhi)和硅油風扇離合器。
1、液粘調速離合器與傳動油
液(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)(diao)(diao)(diao)速(su)(su)(su)離合器通過其主(zhu)(zhu)、從(cong)(cong)動(dong)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)片(pian)(pian)(pian)間的若干油膜來傳動(dong)動(dong)力(li)，依靠油液(ye)的粘(zhan)(zhan)性主(zhu)(zhu)動(dong)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)片(pian)(pian)(pian)“拉著"從(cong)(cong)動(dong)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)片(pian)(pian)(pian)同方向旋轉(zhuan)(zhuan)，傳遞力(li)矩與(yu)(yu)(yu)油液(ye)粘(zhan)(zhan)度(du)、兩(liang)片(pian)(pian)(pian)間“滑差"成正比(bi)，而與(yu)(yu)(yu)油膜厚度(du)(片(pian)(pian)(pian)間隙)成反(fan)比(bi)。主(zhu)(zhu)動(dong)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)片(pian)(pian)(pian)及輸(shu)入(ru)軸與(yu)(yu)(yu)動(dong)力(li)機(ji)相聯(lian)，輸(shu)入(ru)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)可視(shi)為(wei)常量。從(cong)(cong)動(dong)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)片(pian)(pian)(pian)及輸(shu)出(chu)(chu)(chu)軸與(yu)(yu)(yu)工作機(ji)相聯(lian)，輸(shu)出(chu)(chu)(chu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)隨控(kong)(kong)制壓力(li)而變化，球狀(zhuang)油缸的控(kong)(kong)制壓力(li)大(da)，則片(pian)(pian)(pian)間油膜變薄(bo)，則輸(shu)出(chu)(chu)(chu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)升(sheng)高，反(fan)之亦然。當(dang)(dang)控(kong)(kong)制壓力(li)足(zu)夠大(da)時，主(zhu)(zhu)、從(cong)(cong)動(dong)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)片(pian)(pian)(pian)粘(zhan)(zhan)合，變為(wei)直聯(lian)傳動(dong)。當(dang)(dang)控(kong)(kong)制壓力(li)足(zu)夠時小(xiao)，主(zhu)(zhu)、從(cong)(cong)動(dong)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)片(pian)(pian)(pian)脫離，則輸(shu)出(chu)(chu)(chu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)為(wei)零。在液(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)(diao)(diao)(diao)速(su)(su)(su)離合器轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)比(bi)從(cong)(cong)0→1變化過程中，片(pian)(pian)(pian)間摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)狀(zhuang)況呈(cheng)現出(chu)(chu)(chu)液(ye)體摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)→(機(ji)械(xie)一液(ye)體)混合摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)→(純機(ji)械(xie)的)邊界摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)。因(yin)此液(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)(diao)(diao)(diao)速(su)(su)(su)離合器在調(diao)(diao)(diao)(diao)速(su)(su)(su)過程中有分離工況、調(diao)(diao)(diao)(diao)速(su)(su)(su)工況和接合工況。
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(de)潤滑性能(neng)(油性和(he)極壓性)。
(3)有良(liang)好的氧化安(an)定(ding)性(xing)。
(4)有較高的比熱容和較高的熱導率。
除上述要求外(wai)，工(gong)作液體還應(ying)具有防銹作用(yong)、抗(kang)泡沫能力、凝(ning)點要低、閃點應(ying)高、不易揮發(fa)、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。
當前國產液粘(zhan)調速(su)離合器有(you)TL型(xing)和HC型(xing)，額定轉速(su)多(duo)為1500r/min，個別有(you)3000r/min的。傳遞功率(lv)最小75kW，最大達1100kW。
液(ye)粘(zhan)調(diao)速離合器(qi)同調(diao)速型液(ye)力偶合器(qi)一(yi)樣，均(jun)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、硅油風扇離(li)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。
汽車發(fa)(fa)動機(ji)在(zai)適宜溫(wen)(wen)度(du)下(xia)才能有較高的燃油(you)效率(lv)，過(guo)冷(leng)過(guo)熱均不適宜。汽車用的硅油(you)風(feng)扇(shan)離合器主動盤(pan)與發(fa)(fa)動機(ji)相聯，從動盤(pan)與風(feng)扇(shan)相聯，工作(zuo)液體為粘度(du)較大的硅油(you)。靠(kao)感溫(wen)(wen)器對(dui)(dui)冷(leng)卻(que)水(shui)箱后方(fang)氣(qi)流溫(wen)(wen)度(du)的感受(shou)來(lai)控制充油(you)量。當發(fa)(fa)動機(ji)的冷(leng)卻(que)水(shui)溫(wen)(wen)度(du)低(di)(di)(di)時，則(ze)氣(qi)流溫(wen)(wen)度(du)低(di)(di)(di)，感溫(wen)(wen)器使充油(you)量小，油(you)膜剪切(qie)面(mian)積(ji)小，傳動力(li)矩小，則(ze)風(feng)扇(shan)轉速(su)低(di)(di)(di)，對(dui)(dui)發(fa)(fa)動機(ji)的冷(leng)卻(que)能力(li)低(di)(di)(di)。反之(zhi)，當發(fa)(fa)動機(ji)冷(leng)卻(que)水(shui)溫(wen)(wen)度(du)高時，則(ze)風(feng)扇(shan)轉速(su)高，提高對(dui)(dui)發(fa)(fa)動機(ji)的冷(leng)卻(que)效果(guo)。這樣(yang)可使發(fa)(fa)動經常在(zai)最適宜的溫(wen)(wen)度(du)下(xia)工作(zuo)。燃油(you)效率(lv)高，噪聲小，延長(chang)發(fa)(fa)動機(ji)使用壽(shou)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(you)的物理性能取決于聚合(he)物的分子(zi)(zi)結構，如分子(zi)(zi)量(liang)、有(you)機(ji)基因的類型和數量(liang)、支(zhi)鏈(lian)的位置及長短(duan)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)油風扇離合器可(ke)以(yi)應用在各種類型(xing)(xing)汽(qi)(qi)車上，目前我國的應用主(zhu)要是吉普車、北(bei)京130型(xing)(xing)等(deng)汽(qi)(qi)車上。生產(chan)廠有北(bei)京汽(qi)(qi)車機油泵廠和長春第一汽(qi)(qi)車制造廠等(deng)單位。
