液力(li)傳動油的現狀與發(fa)展
流體傳動包括氣體(壓)傳動和液體傳動，液體傳動分為傳動(dong)(dong)(dong)、液(ye)力(li)傳動(dong)(dong)(dong)和液(ye)粘傳動(dong)(dong)(dong)。液(ye)壓傳動(dong)(dong)(dong)基于(yu)帕卡(ka)定律，以液(ye)體(ti)的壓能來(lai)傳遞動(dong)(dong)(dong)力(li)；液(ye)力(li)傳動(dong)(dong)(dong)基于(yu)歐(ou)拉方程，以液(ye)體(ti)動(dong)(dong)(dong)量(liang)短的變(bian)化來(lai)傳遞動(dong)(dong)(dong)力(li)；液(ye)粘傳動(dong)(dong)(dong)基于(yu)牛(niu)頓內(nei)摩擦(ca)定律，以液(ye)體(ti)的粘性來(lai)傳遞動(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)力(li)元件近年(nian)(nian)發(fa)展較快，2003年(nian)(nian)液(ye)力(li)偶合器(qi)的全國年(nian)(nian)產量約7萬(wan)臺。廣泛應用于帶(dai)式(shi)輸送(song)機(ji)(ji)、刮板輸送(song)機(ji)(ji)、球磨機(ji)(ji)、風(feng)機(ji)(ji)、壓縮機(ji)(ji)、水泵(beng)和油泵(beng)等(deng)設(she)備的傳動(dong)中，提(ti)高傳動(dong)品質并節(jie)約能源。當(dang)前我(wo)國液(ye)力(li)偶合器(qi)的最高輸出轉(zhuan)速(su)為6500r/min，最小(xiao)功率為0.3kW，最大(da)(da)功率為7100kW。液(ye)力(li)偶合器(qi)的發(fa)展趨勢是高轉(zhuan)速(su)、大(da)(da)功率。
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(li)變(bian)矩器(qi)主要用(yong)于工程機(ji)(ji)(ji)械、石(shi)油機(ji)(ji)(ji)械和內(nei)燃(ran)機(ji)(ji)(ji)車。液力(li)變(bian)矩器(qi)主要與內(nei)燃(ran)機(ji)(ji)(ji)匹配(pei)應(ying)用(yong)，其轉速范圍在2000～3000r/min。工程機(ji)(ji)(ji)械應(ying)用(yong)較多，最(zui)大(da)功(gong)率700HP左右，年產量約7萬臺。石(shi)油機(ji)(ji)(ji)械應(ying)用(yong)較少(shao)，功(gong)率達1500HP。內(nei)燃(ran)機(ji)(ji)(ji)車應(ying)用(yong)更少(shao)，功(gong)率高達3000HP。
液(ye)(ye)(ye)粘傳動是液(ye)(ye)(ye)體傳動一門新興學(xue)科(ke)，在(zai)我(wo)國(guo)尚處于起步階段。由于液(ye)(ye)(ye)粘傳動產品(pin)(如液(ye)(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(li)傳動油的性能特點及發展
液力(li)傳(chuan)動油作(zuo)為(wei)工作(zuo)介質不(bu)僅傳(chuan)遞動力(li)，而(er)且還用以(yi)潤滑(hua)軸(zhou)承和(he)，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(man)足以下要求：
1、要有適宜的(de)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、性能穩定(ding)
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(yao)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(yao)有良好(hao)的潤滑性能(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，國內外液(ye)(ye)力(li)傳動(dong)應用(yong)的工(gong)作液(ye)(ye)體種類較(jiao)多(duo)，除各種石(shi)油基產品外，也有(you)(you)(you)采(cai)用(yong)清(qing)水或其它難燃(ran)(ran)液(ye)(ye)體的(煤礦井下為(wei)防引燃(ran)(ran)爆炸(zha)而應用(yong))。國內液(ye)(ye)力(li)元件(jian)通常采(cai)用(yong)6號(hao)液(ye)(ye)力(li)傳動(dong)油(也有(you)(you)(you)用(yong)8號(hao)液(ye)(ye)力(li)傳動(dong)油的)，有(you)(you)(you)時以22號(hao)汽(qi)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。
屬下列(lie)情(qing)況(kuang)之(zhi)一時，需要更換新油：
含水(shui)量大于(yu)0.2%時；
在50℃時(shi)的粘度比新(xin)油(you)高出6厘沲時(shi)；
機械雜質(苯不溶物)達到0.2%時；
出現水溶性(xing)酸(suan)堿或有高(gao)的酸(suan)值時；
泡沫(mo)過(guo)多(duo)影響傳動功率時。
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(guo)內(nei)外液力傳動油的品牌對照（略）
三、液粘傳動對傳動油的要求
液(ye)(ye)粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)可按運行中油臘厚度是否(fou)變化(hua)分為(wei)兩大類，一(yi)類是在運行中油膜厚度始終不變的液(ye)(ye)粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)，如硅油風(feng)扇離(li)合器油膜厚度是固定的，運行中變化(hua)工作腔中油液(ye)(ye)充(chong)滿(man)程(cheng)度以調節輸出轉速(su)。另一(yi)類是運行中油膜厚度是可變的液(ye)(ye)粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)，這類液(ye)(ye)粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)產品(pin)包括有液(ye)(ye)粘(zhan)調速(su)離(li)合器、液(ye)(ye)粘(zhan)、液粘測功機、液粘、液(ye)(ye)粘(zhan)調速裝置。當前應用(yong)較多(duo)的是(shi)液(ye)(ye)粘(zhan)調速離合(he)器、液(ye)(ye)粘(zhan)調速裝置和硅油(you)風扇離合(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)(li)合(he)器通過(guo)其主、從(cong)(cong)動(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)片(pian)(pian)(pian)間(jian)(jian)的若干油(you)(you)膜(mo)來傳(chuan)動(dong)(dong)動(dong)(dong)力，依靠油(you)(you)液(ye)的粘(zhan)性主動(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)片(pian)(pian)(pian)“拉著"從(cong)(cong)動(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)片(pian)(pian)(pian)同方向旋轉(zhuan)(zhuan)，傳(chuan)遞力矩與(yu)油(you)(you)液(ye)粘(zhan)度、兩片(pian)(pian)(pian)間(jian)(jian)“滑差"成正比(bi)，而(er)與(yu)油(you)(you)膜(mo)厚度(片(pian)(pian)(pian)間(jian)(jian)隙(xi))成反比(bi)。主動(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)片(pian)(pian)(pian)及輸(shu)(shu)入軸(zhou)與(yu)動(dong)(dong)力機相聯，輸(shu)(shu)入轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)可視(shi)為常(chang)量。從(cong)(cong)動(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)片(pian)(pian)(pian)及輸(shu)(shu)出(chu)軸(zhou)與(yu)工作(zuo)機相聯，輸(shu)(shu)出(chu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)隨控(kong)制(zhi)壓(ya)(ya)力而(er)變化，球狀油(you)(you)缸的控(kong)制(zhi)壓(ya)(ya)力大，則(ze)片(pian)(pian)(pian)間(jian)(jian)油(you)(you)膜(mo)變薄，則(ze)輸(shu)(shu)出(chu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)升高，反之亦然。當控(kong)制(zhi)壓(ya)(ya)力足夠大時(shi)，主、從(cong)(cong)動(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)片(pian)(pian)(pian)粘(zhan)合(he)，變為直(zhi)聯傳(chuan)動(dong)(dong)。當控(kong)制(zhi)壓(ya)(ya)力足夠時(shi)小，主、從(cong)(cong)動(dong)(dong)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)片(pian)(pian)(pian)脫離(li)(li)(li)，則(ze)輸(shu)(shu)出(chu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)為零。在液(ye)粘(zhan)調(diao)速(su)(su)離(li)(li)(li)合(he)器轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)比(bi)從(cong)(cong)0→1變化過(guo)程中，片(pian)(pian)(pian)間(jian)(jian)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)狀況(kuang)(kuang)呈(cheng)現出(chu)液(ye)體摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)→(機械一液(ye)體)混合(he)摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)→(純機械的)邊界摩(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擦(ca)。因此液(ye)粘(zhan)調(diao)速(su)(su)離(li)(li)(li)合(he)器在調(diao)速(su)(su)過(guo)程中有(you)分離(li)(li)(li)工況(kuang)(kuang)、調(diao)速(su)(su)工況(kuang)(kuang)和(he)接合(he)工況(kuang)(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(yang)化(hua)安定(ding)性。
(4)有較高的比熱容和較高的熱導率。
除上述(shu)要(yao)求外，工作液(ye)體還應(ying)具有防銹作用(yong)、抗泡沫(mo)能(neng)力(li)、凝點要(yao)低、閃(shan)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(dang)前國產液粘調速離合器有(you)TL型和HC型，額定轉速多為1500r/min，個(ge)別(bie)有(you)3000r/min的。傳遞功(gong)率最小75kW，最大(da)達1100kW。
液(ye)粘調速離(li)合(he)器(qi)同調速型液(ye)力偶合(he)器(qi)一(yi)樣，均是在(zai)驅(qu)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(ye)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(he)器(qi)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(che)發動(dong)機(ji)(ji)在適宜溫(wen)(wen)度(du)下才能有較高(gao)的(de)(de)(de)燃油(you)(you)(you)效率(lv)，過(guo)(guo)冷(leng)過(guo)(guo)熱均不適宜。汽車(che)用的(de)(de)(de)硅油(you)(you)(you)風(feng)扇(shan)離(li)合器主動(dong)盤與(yu)(yu)發動(dong)機(ji)(ji)相聯，從動(dong)盤與(yu)(yu)風(feng)扇(shan)相聯，工作液體為粘度(du)較大(da)的(de)(de)(de)硅油(you)(you)(you)。靠感溫(wen)(wen)器對(dui)冷(leng)卻(que)(que)水箱后方(fang)氣(qi)流(liu)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)感受來控制充(chong)油(you)(you)(you)量(liang)。當(dang)發動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)水溫(wen)(wen)度(du)低(di)(di)時，則氣(qi)流(liu)溫(wen)(wen)度(du)低(di)(di)，感溫(wen)(wen)器使(shi)(shi)充(chong)油(you)(you)(you)量(liang)小，油(you)(you)(you)膜剪切面積小，傳(chuan)動(dong)力矩(ju)小，則風(feng)扇(shan)轉速低(di)(di)，對(dui)發動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)能力低(di)(di)。反之，當(dang)發動(dong)機(ji)(ji)冷(leng)卻(que)(que)水溫(wen)(wen)度(du)高(gao)時，則風(feng)扇(shan)轉速高(gao)，提高(gao)對(dui)發動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)效果。這樣可(ke)使(shi)(shi)發動(dong)經常在最適宜的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)下工作。燃油(you)(you)(you)效率(lv)高(gao)，噪聲小，延長發動(dong)機(ji)(ji)使(shi)(shi)用壽命。
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(li)性能取(qu)決于聚合(he)物的(de)(de)分子結構，如(ru)分子量、有機基因的(de)(de)類型和數量、支(zhi)鏈的(de)(de)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(shan)離(li)合器可以應用(yong)在各種類型汽(qi)(qi)車(che)上(shang)，目前我國的(de)應用(yong)主要(yao)是吉普(pu)車(che)、北(bei)京130型等汽(qi)(qi)車(che)上(shang)。生產廠(chang)有北(bei)京汽(qi)(qi)車(che)機油泵廠(chang)和長春第(di)一汽(qi)(qi)車(che)制造廠(chang)等單位。
