液力(li)傳動油的(de)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、液力(li)(li)(li)傳(chuan)(chuan)動和液粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動。液壓(ya)(ya)傳(chuan)(chuan)動基(ji)于(yu)帕卡定律，以液體(ti)(ti)的壓(ya)(ya)能來傳(chuan)(chuan)遞(di)動力(li)(li)(li)；液力(li)(li)(li)傳(chuan)(chuan)動基(ji)于(yu)歐拉方程(cheng)，以液體(ti)(ti)動量(liang)短的變化來傳(chuan)(chuan)遞(di)動力(li)(li)(li)；液粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動基(ji)于(yu)牛頓內摩擦定律，以液體(ti)(ti)的粘(zhan)性來傳(chuan)(chuan)遞(di)動力(li)(li)(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(guo)(guo)液(ye)力(li)(li)(li)元件近年發展(zhan)較快，2003年液(ye)力(li)(li)(li)偶(ou)合器(qi)(qi)的(de)全國(guo)(guo)年產量約(yue)7萬臺。廣(guang)泛應用(yong)于帶(dai)式輸送機、刮板(ban)輸送機、球磨機、風機、壓縮機、水(shui)泵和油(you)泵等設備的(de)傳動中，提(ti)高傳動品質(zhi)并(bing)節約(yue)能(neng)源。當前(qian)我國(guo)(guo)液(ye)力(li)(li)(li)偶(ou)合器(qi)(qi)的(de)最(zui)(zui)高輸出(chu)轉速為(wei)6500r/min，最(zui)(zui)小功率為(wei)0.3kW，最(zui)(zui)大(da)功率為(wei)7100kW。液(ye)力(li)(li)(li)偶(ou)合器(qi)(qi)的(de)發展(zhan)趨(qu)勢是高轉速、大(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)(li)變(bian)矩(ju)器主要(yao)用(yong)于工(gong)程機(ji)(ji)械、石油(you)機(ji)(ji)械和內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)車(che)。液力(li)(li)變(bian)矩(ju)器主要(yao)與內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)匹配應用(yong)，其轉速范圍在(zai)2000～3000r/min。工(gong)程機(ji)(ji)械應用(yong)較(jiao)多(duo)，最大功(gong)率(lv)(lv)700HP左右(you)，年產量約7萬臺(tai)。石油(you)機(ji)(ji)械應用(yong)較(jiao)少，功(gong)率(lv)(lv)達1500HP。內燃(ran)(ran)機(ji)(ji)車(che)應用(yong)更少，功(gong)率(lv)(lv)高達3000HP。
液(ye)(ye)粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動是(shi)液(ye)(ye)體傳(chuan)(chuan)動一門新(xin)興學科，在我國尚處于起(qi)步階段。由(you)于液(ye)(ye)粘(zhan)傳(chuan)(chuan)動產(chan)品(如液(ye)(ye)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(dong)油的性能特點及(ji)發展
液力(li)傳動(dong)油作為工作介質(zhi)不(bu)僅傳遞(di)動(dong)力(li)，而(er)且還用以(yi)潤滑軸承和，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。
液力傳動油應能滿(man)足以下要求：
1、要有適宜的粘度(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(wen)定(ding)
不易產生泡沫、老化和沉淀。
4、酸(suan)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、要有較高的閃點和(he)較低的凝點
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(run)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(qian)，國(guo)(guo)內外液(ye)力(li)傳動應(ying)用(yong)的工(gong)作(zuo)液(ye)體種(zhong)類較多(duo)，除各種(zhong)石油(you)基產品(pin)外，也有采用(yong)清水或其(qi)它難燃液(ye)體的(煤礦井(jing)下為防引燃爆炸而應(ying)用(yong))。國(guo)(guo)內液(ye)力(li)元件通(tong)常采用(yong)6號液(ye)力(li)傳動油(you)(也有用(yong)8號液(ye)力(li)傳動油(you)的)，有時以22號汽輪機(ji)油(you)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(xia)列(lie)情況之一時，需要更(geng)換新油：
含水量大于0.2%時；
在50℃時的(de)粘度(du)比新油高出6厘(li)沲時；
機械(xie)雜質(zhi)(苯不(bu)溶物(wu))達到(dao)0.2%時(shi)；
出現水溶性(xing)酸(suan)堿(jian)或有(you)高的酸(suan)值(zhi)時；
泡(pao)沫(mo)過多影響傳動功率時。
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、國內外液力傳(chuan)動油的品牌對照（略(lve)）
三、液粘傳動對傳動油的要求
液(ye)(ye)粘傳(chuan)動(dong)(dong)可按運行(xing)中(zhong)(zhong)油臘厚度(du)是(shi)否變化分為(wei)兩大類(lei)，一類(lei)是(shi)在運行(xing)中(zhong)(zhong)油膜厚度(du)始終不變的液(ye)(ye)粘傳(chuan)動(dong)(dong)，如硅油風(feng)扇離(li)合器油膜厚度(du)是(shi)固定的，運行(xing)中(zhong)(zhong)變化工作(zuo)腔中(zhong)(zhong)油液(ye)(ye)充(chong)滿(man)程度(du)以調節輸出轉速。另一類(lei)是(shi)運行(xing)中(zhong)(zhong)油膜厚度(du)是(shi)可變的液(ye)(ye)粘傳(chuan)動(dong)(dong)，這類(lei)液(ye)(ye)粘傳(chuan)動(dong)(dong)產(chan)品包括有液(ye)(ye)粘調速離(li)合器、液(ye)(ye)粘、液粘測功機、液粘、液(ye)粘調速(su)裝(zhuang)置(zhi)。當前(qian)應用較多(duo)的是液(ye)粘調速(su)離(li)合器、液(ye)粘調速(su)裝(zhuang)置(zhi)和(he)硅(gui)油風扇離(li)合器。
1、液粘調速離合器與傳動油
液(ye)(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)(su)離合(he)器通(tong)過其主(zhu)、從(cong)動(dong)摩(mo)擦(ca)片(pian)(pian)間(jian)(jian)(jian)的(de)若干(gan)油(you)(you)膜(mo)來傳(chuan)(chuan)動(dong)動(dong)力，依靠油(you)(you)液(ye)(ye)的(de)粘(zhan)(zhan)性主(zhu)動(dong)摩(mo)擦(ca)片(pian)(pian)“拉(la)著"從(cong)動(dong)摩(mo)擦(ca)片(pian)(pian)同方向旋轉(zhuan)，傳(chuan)(chuan)遞力矩與油(you)(you)液(ye)(ye)粘(zhan)(zhan)度(du)、兩(liang)片(pian)(pian)間(jian)(jian)(jian)“滑(hua)差(cha)"成正(zheng)比，而與油(you)(you)膜(mo)厚度(du)(片(pian)(pian)間(jian)(jian)(jian)隙)成反比。主(zhu)動(dong)摩(mo)擦(ca)片(pian)(pian)及(ji)(ji)輸入(ru)軸與動(dong)力機相(xiang)聯，輸入(ru)轉(zhuan)速(su)(su)(su)(su)可視為(wei)常量(liang)。從(cong)動(dong)摩(mo)擦(ca)片(pian)(pian)及(ji)(ji)輸出(chu)軸與工作機相(xiang)聯，輸出(chu)轉(zhuan)速(su)(su)(su)(su)隨(sui)控制壓力而變(bian)(bian)化(hua)，球狀油(you)(you)缸(gang)的(de)控制壓力大，則片(pian)(pian)間(jian)(jian)(jian)油(you)(you)膜(mo)變(bian)(bian)薄，則輸出(chu)轉(zhuan)速(su)(su)(su)(su)升高，反之(zhi)亦然。當(dang)控制壓力足夠大時，主(zhu)、從(cong)動(dong)摩(mo)擦(ca)片(pian)(pian)粘(zhan)(zhan)合(he)，變(bian)(bian)為(wei)直聯傳(chuan)(chuan)動(dong)。當(dang)控制壓力足夠時小，主(zhu)、從(cong)動(dong)摩(mo)擦(ca)片(pian)(pian)脫離，則輸出(chu)轉(zhuan)速(su)(su)(su)(su)為(wei)零。在液(ye)(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)(su)離合(he)器轉(zhuan)速(su)(su)(su)(su)比從(cong)0→1變(bian)(bian)化(hua)過程中，片(pian)(pian)間(jian)(jian)(jian)摩(mo)擦(ca)狀況(kuang)(kuang)(kuang)呈現出(chu)液(ye)(ye)體摩(mo)擦(ca)→(機械一液(ye)(ye)體)混合(he)摩(mo)擦(ca)→(純機械的(de))邊界摩(mo)擦(ca)。因(yin)此液(ye)(ye)粘(zhan)(zhan)調(diao)(diao)速(su)(su)(su)(su)離合(he)器在調(diao)(diao)速(su)(su)(su)(su)過程中有分(fen)離工況(kuang)(kuang)(kuang)、調(diao)(diao)速(su)(su)(su)(su)工況(kuang)(kuang)(kuang)和接合(he)工況(kuang)(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(shi)宜的粘度(du)。
(2)有離好(hao)的潤(run)滑性能(油性和極壓性)。 ;
(3)有良好的(de)氧(yang)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(wai)，工作(zuo)液體還應具有防銹作(zuo)用、抗泡沫能力、凝點要低、閃點應高、不易揮發、無毒(du)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(guo)產(chan)液粘調速離合器有TL型和HC型，額定轉速多(duo)為(wei)1500r/min，個別(bie)有3000r/min的。傳遞(di)功率(lv)最(zui)小75kW，最(zui)大達1100kW。
液粘(zhan)調速(su)離合器同調速(su)型液力偶合器一樣，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(ye)粘調速裝(zhuang)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(shan)離合器(qi)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(dong)(dong)(dong)機在(zai)適(shi)宜(yi)溫(wen)度下(xia)才(cai)能有較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)油效率，過冷(leng)過熱均(jun)不適(shi)宜(yi)。汽車用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)硅油風扇離合器主動(dong)(dong)(dong)盤(pan)(pan)與發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機相(xiang)聯(lian)，從動(dong)(dong)(dong)盤(pan)(pan)與風扇相(xiang)聯(lian)，工作液(ye)體為粘度較大的(de)(de)(de)(de)(de)硅油。靠感溫(wen)器對(dui)冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)箱后方氣流溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)(de)感受(shou)來(lai)控制充油量(liang)。當發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)溫(wen)度低(di)時(shi)，則(ze)氣流溫(wen)度低(di)，感溫(wen)器使充油量(liang)小(xiao)，油膜剪切面積小(xiao)，傳動(dong)(dong)(dong)力(li)矩小(xiao)，則(ze)風扇轉(zhuan)速低(di)，對(dui)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)能力(li)低(di)。反之，當發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)溫(wen)度高(gao)(gao)(gao)時(shi)，則(ze)風扇轉(zhuan)速高(gao)(gao)(gao)，提高(gao)(gao)(gao)對(dui)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)效果。這樣可使發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)經常在(zai)最適(shi)宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度下(xia)工作。燃(ran)油效率高(gao)(gao)(gao)，噪聲小(xiao)，延長發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機使用(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。
硅油的(de)物(wu)理性能取決于聚合物(wu)的(de)分(fen)子(zi)結構，如分(fen)子(zi)量、有機基因的(de)類型和數量、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。
硅油(you)風(feng)扇離合器可(ke)以應用(yong)在各種類型汽(qi)(qi)車(che)上，目前我國的應用(yong)主要是吉(ji)普車(che)、北(bei)京(jing)130型等(deng)汽(qi)(qi)車(che)上。生產廠有北(bei)京(jing)汽(qi)(qi)車(che)機油(you)泵廠和長春第一汽(qi)(qi)車(che)制(zhi)造廠等(deng)單位。
