液力傳動(dòng)油的現(xiàn)狀與發(fā)展

時(shí)間：2022-07-01作者：山東泰豐智能控制股份有限公司瀏覽：74

 流體傳動(dòng)包括氣體(壓)傳動(dòng)和液體傳動(dòng)，液體傳動(dòng)分為液壓傳動(dòng)、液力傳動(dòng)和液粘傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)基于帕卡定律，以液體的壓能來(lái)傳遞動(dòng)力；液力傳動(dòng)基于歐拉方程，以液體動(dòng)量短的變化來(lái)傳遞動(dòng)力；液粘傳動(dòng)基于牛頓內(nèi)摩擦定律，以液體的粘性來(lái)傳遞動(dòng)力。 
       液力傳動(dòng)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(gòu)件是具有若干徑向平面葉片的、構(gòu)成工作腔的泵輪和渦輪。液力傳動(dòng)油在工作腔里高速循環(huán)流動(dòng)傳遞動(dòng)力，油液隨從泵輪做牽連運(yùn)動(dòng)的同時(shí)因受離心力作用而做離心運(yùn)動(dòng)，從泵輪(及輸入軸)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為動(dòng)量矩(mVR)增量，高速液流從泵輪沖入渦輪做向心流動(dòng)釋放動(dòng)量矩，推動(dòng)渦輪(及輸出軸)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作機(jī)(及負(fù)載)做功。液力變矩器的基本構(gòu)件是泵輪、渦輪和導(dǎo)輪，它們均是具有空間(彎曲)葉片的工作輪，按相關(guān)順序排列構(gòu)成工作腔。液力傳動(dòng)油在工作腔中被泵輪渦輪攪動(dòng)，使液流獲得動(dòng)量矩增量，經(jīng)過(guò)導(dǎo)輪調(diào)轉(zhuǎn)液流方向后沖入渦輪，釋放動(dòng)量矩(動(dòng)能)推動(dòng)渦輪帶動(dòng)工作機(jī)旋轉(zhuǎn)做功。 
      我國(guó)液力元件近年發(fā)展較快，2003年液力偶合器的全國(guó)年產(chǎn)量約7萬(wàn)臺(tái)。廣泛應(yīng)用于帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、球磨機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵和油泵等設(shè)備的傳動(dòng)中，提高傳動(dòng)品質(zhì)并節(jié)約能源。當(dāng)前我國(guó)液力偶合器的較高輸出轉(zhuǎn)速為6500r/min，最小功率為0.3kW，最大功率為7100kW。液力偶合器的發(fā)展趨勢(shì)是高轉(zhuǎn)速、大功率。 
       **上液力偶合器產(chǎn)品以德國(guó)福依特公司較為*，據(jù)資料稱(chēng)已有轉(zhuǎn)速達(dá)20000r/min、功率達(dá)55000kW的產(chǎn)品，可見(jiàn)我國(guó)與之尚有相當(dāng)大的差距。當(dāng)然，功率大的液力元件對(duì)液力傳動(dòng)油的要求較高。 
      液力變矩器主要用于工程機(jī)械、石油機(jī)械和內(nèi)燃機(jī)車(chē)。液力變矩器主要與內(nèi)燃機(jī)匹配應(yīng)用，其轉(zhuǎn)速范圍在2000～3000r/min。工程機(jī)械應(yīng)用較多，最大功率700HP左右，年產(chǎn)量約7萬(wàn)臺(tái)。石油機(jī)械應(yīng)用較少，功率達(dá)1500HP。內(nèi)燃機(jī)車(chē)應(yīng)用較少，功率高達(dá)3000HP。 
       液粘傳動(dòng)是液體傳動(dòng)一門(mén)新興學(xué)科，在我國(guó)尚處于起步階段。由于液粘傳動(dòng)產(chǎn)品(如液粘調(diào)速離合器)與液力傳動(dòng)產(chǎn)品(如調(diào)速型液力偶合器)雖有本質(zhì)上的不同，但由于有相似的性能和相同的用途(調(diào)速節(jié)能)，在若干技術(shù)活動(dòng)(如制訂發(fā)展規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)管理、訂貨活動(dòng)等)中均被視為同一類(lèi)型，與液力行業(yè)有共性，故本文另辟章節(jié)介紹其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)用油。 
      一、液力傳動(dòng)油的性能特點(diǎn)及發(fā)展 
       液力傳動(dòng)油作為工作介質(zhì)不僅傳遞動(dòng)力，而且還用以潤(rùn)滑軸承和齒輪，同時(shí)又是滑差熱的載體，帶走熱量。液力傳動(dòng)油是一個(gè)復(fù)雜而需專(zhuān)門(mén)研究的課題，它直接關(guān)系到液力元件的可靠性、傳動(dòng)效率和使用壽命。應(yīng)引起人們的重視，展開(kāi)廣泛深入的研究。 
      液力傳動(dòng)油應(yīng)能滿足以下要求： 
       1、要有適宜的粘度 
       液體粘度低，表明液體內(nèi)摩擦小，流動(dòng)阻力損失小，可減少液力元件的液力損失；但從潤(rùn)滑密封角度考慮，粘度不能過(guò)低。因此應(yīng)在滿足潤(rùn)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(dòng)效率。同時(shí)要求液體粘溫性要好，以便在高溫或低溫時(shí)仍能保持有效的潤(rùn)滑和密封。 
      2、要有較大的重度 
       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(wěn)定 
       不易產(chǎn)生泡沫、老化和沉淀。
      4、酸值要低 
       對(duì)密封件應(yīng)是中性，有良好的相容性，不泡脹，不溶解，對(duì)金屬無(wú)腐蝕作用。 
      5、要有較高的閃點(diǎn)和較低的凝點(diǎn) 
        液力元件工作時(shí)油溫變化幅度很大，有時(shí)可達(dá)160℃，因此要求閃點(diǎn)要**180℃，而凝點(diǎn)要低　-20℃　，以利于低溫環(huán)境下液力元件的起動(dòng)。 
      6、要有良好的潤(rùn)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(rùn)滑作用。 
      目前，國(guó)內(nèi)外液力傳動(dòng)應(yīng)用的工作液體種類(lèi)較多，除各種石油基產(chǎn)品外，也有采用清水或其它難燃液體的(煤礦井下為防引燃爆炸而應(yīng)用)。國(guó)內(nèi)液力元件通常采用6號(hào)液力傳動(dòng)油(也有用8號(hào)液力傳動(dòng)油的)，有時(shí)以22號(hào)汽輪機(jī)油替代。 
       內(nèi)燃機(jī)車(chē)有**油，要求使和壽命不小于2000小時(shí)，要求新設(shè)備裝油初次運(yùn)行100小時(shí)和500小時(shí)之后進(jìn)行**、*二次換油，進(jìn)行濾清后仍可使用。 
      屬下列情況之一時(shí)，需要更換新油： 
       含水量大于0.2%時(shí)； 
        在50℃時(shí)的粘度比新油高出6厘沲時(shí)； 
       機(jī)械雜質(zhì)(苯不溶物)達(dá)到0.2%時(shí)； 
       出現(xiàn)水溶性酸堿或有高的酸值時(shí)； 
       泡沫過(guò)多影響傳動(dòng)功率時(shí)。 
       以上各條對(duì)內(nèi)燃機(jī)車(chē)**油以外的液力傳動(dòng)油也有一定的參照**。 
       二、國(guó)內(nèi)外液力傳動(dòng)油的品牌對(duì)照（略） 
       三、液粘傳動(dòng)對(duì)傳動(dòng)油的要求 
      液粘傳動(dòng)可按運(yùn)行中油臘厚度是否變化分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是在運(yùn)行中油膜厚度始終不變的液粘傳動(dòng)，如硅油風(fēng)扇離合器油膜厚度是固定的，運(yùn)行中變化工作腔中油液充滿程度以調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速。另一類(lèi)是運(yùn)行中油膜厚度是可變的液粘傳動(dòng)，這類(lèi)液粘傳動(dòng)產(chǎn)品包括有液粘調(diào)速離合器、液粘制動(dòng)器、液粘測(cè)功機(jī)、液粘聯(lián)軸器、液粘調(diào)速裝置。當(dāng)前應(yīng)用較多的是液粘調(diào)速離合器、液粘調(diào)速裝置和硅油風(fēng)扇離合器。 
       1、液粘調(diào)速離合器與傳動(dòng)油 
      液粘調(diào)速離合器通過(guò)其主、從動(dòng)摩擦片間的若干油膜來(lái)傳動(dòng)動(dòng)力，依靠油液的粘性主動(dòng)摩擦片“拉著"從動(dòng)摩擦片同方向旋轉(zhuǎn)，傳遞力矩與油液粘度、兩片間“滑差"成正比，而與油膜厚度(片間隙)成反比。主動(dòng)摩擦片及輸入軸與動(dòng)力機(jī)相聯(lián)，輸入轉(zhuǎn)速可視為常量。從動(dòng)摩擦片及輸出軸與工作機(jī)相聯(lián)，輸出轉(zhuǎn)速隨控制壓力而變化，球狀油缸的控制壓力大，則片間油膜變薄，則輸出轉(zhuǎn)速升高，反之亦然。當(dāng)控制壓力足夠大時(shí)，主、從動(dòng)摩擦片粘合，變?yōu)橹甭?lián)傳動(dòng)。當(dāng)控制壓力足夠時(shí)小，主、從動(dòng)摩擦片脫離，則輸出轉(zhuǎn)速為零。在液粘調(diào)速離合器轉(zhuǎn)速比從0→1變化過(guò)程中，片間摩擦狀況呈現(xiàn)出液體摩擦→(機(jī)械一液體)混合摩擦→(純機(jī)械的)邊界摩擦。因此液粘調(diào)速離合器在調(diào)速過(guò)程中有分離工況、調(diào)速工況和接合工況。 
       工作液體在液粘傳動(dòng)中的作用是傳遞動(dòng)力、冷卻散熱和潤(rùn)滑，應(yīng)具有以下性能： 
      (1)有適宜的粘度。 
       (2)有離好的潤(rùn)滑性能(油性和較壓性)。 
       (3)有良好的氧化安定性。 
       (4)有較高的比熱容和較高的熱導(dǎo)率。 
      除上述要求外，工作液體還應(yīng)具有防銹作用、抗泡沫能力、凝點(diǎn)要低、閃點(diǎn)應(yīng)高、不易揮發(fā)、無(wú)毒等。 
       目前國(guó)產(chǎn)液粘調(diào)速離合器多采用8號(hào)液力傳動(dòng)油為工作液體。 
      當(dāng)前國(guó)產(chǎn)液粘調(diào)速離合器有TL型和HC型，額定轉(zhuǎn)速多為1500r/min，個(gè)別有3000r/min的。傳遞功率較小75kW，較大達(dá)1100kW。 
       液粘調(diào)速離合器同調(diào)速型液力偶合器一樣，均是在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速向下調(diào)節(jié)，且在低速時(shí)功率小，效率低。為此在液粘調(diào)速離合器的輸入前或輸出端后加裝齒輪傳動(dòng)，以適應(yīng)與動(dòng)力機(jī)或與工作機(jī)的匹配，如此產(chǎn)生了新的裝置——液粘調(diào)速裝置。 
      2、液粘調(diào)速裝置 
       當(dāng)前生產(chǎn)和應(yīng)用的有兩類(lèi)不同結(jié)構(gòu)的液粘調(diào)速裝置，一類(lèi)是美國(guó)費(fèi)城齒輪公司生產(chǎn)的平行軸液粘調(diào)速裝置，輸入轉(zhuǎn)速1785r/min，輸出轉(zhuǎn)速5000r/min，傳遞功率達(dá)5200kW。我國(guó)山西安太堡煤礦的帶式輸送機(jī)用的是較小規(guī)格。其傳動(dòng)油系由美國(guó)帶來(lái)。保定螺旋漿制造廠設(shè)計(jì)、生產(chǎn)了與之結(jié)構(gòu)相似的產(chǎn)品。另一類(lèi)是美國(guó)道奇(DODGE)公司的CST液粘調(diào)速裝置，它是在園柱齒輪——行星輪系減速器差動(dòng)輪系的輸出端、與輸出軸(連接太陽(yáng)輪)并行輸出的大齒圈上裝有液粘調(diào)速離合器(從動(dòng)摩擦片固定)，起動(dòng)時(shí)液粘調(diào)速離合器處于分離工況(空轉(zhuǎn))，逐漸加大控制壓力，當(dāng)其傳遞扭矩與輸出軸承受扭矩相等時(shí)，輸出軸(帶負(fù)載)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，繼續(xù)增大控制壓力直至接合工況，則輸出軸承擔(dān)全部動(dòng)力的輸出。CST液粘調(diào)速裝置被稱(chēng)作大型帶式輸送機(jī)的軟起動(dòng)系統(tǒng)，在我國(guó)煤礦大型帶式輸送機(jī)上已有應(yīng)用。CST系列產(chǎn)品，輸入轉(zhuǎn)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(chǎn)品由美國(guó)供應(yīng)**液力傳動(dòng)油。  
       3、硅油風(fēng)扇離合器與工作液體 
       硅油風(fēng)扇離合器的主、從動(dòng)盤(pán)上各有若干緯向環(huán)狀葉片，兩者的環(huán)狀葉片相互交替的插入，構(gòu)成若干園環(huán)狀間隙(油膜)，利用這些間隙中油膜的粘性來(lái)傳遞動(dòng)力。工作過(guò)程中油膜厚度不變，通過(guò)改變充油量和油膜受剪切面積的大小來(lái)調(diào)速。 
      汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜溫度下才能有較高的燃油效率，過(guò)冷過(guò)熱均不適宜。汽車(chē)用的硅油風(fēng)扇離合器主動(dòng)盤(pán)與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)，從動(dòng)盤(pán)與風(fēng)扇相聯(lián)，工作液體為粘度較大的硅油。靠感溫器對(duì)冷卻水箱后方氣流溫度的感受來(lái)控制充油量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度低時(shí)，則氣流溫度低，感溫器使充油量小，油膜剪切面積小，傳動(dòng)力矩小，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻能力低。反之，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度高時(shí)，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速高，提高對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻效果。這樣可使發(fā)動(dòng)經(jīng)常在較適宜的溫度下工作。燃油效率高，噪聲小，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。 
       硅油風(fēng)扇離合器所用硅油是一種合成潤(rùn)滑油，并非由石油提煉得來(lái)。它是一些半**硅的聚合物或共聚物，含有重復(fù)的硅氧單元為元機(jī)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(guī)定的性能要求，可用不同的**取代基或調(diào)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。 
      硅油的物理性能取決于聚合物的分子結(jié)構(gòu)，如分子量、**基因的類(lèi)型和數(shù)量、支鏈的位置及長(zhǎng)短等。 
       在油膜厚度不變的液粘傳動(dòng)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(qiáng)的抗剪切能力。 
      硅油風(fēng)扇離合器可以應(yīng)用在各種類(lèi)型汽車(chē)上，目前我國(guó)的應(yīng)用主要是吉普車(chē)、北京130型等汽車(chē)上。生產(chǎn)廠有北京汽車(chē)機(jī)油泵廠和長(zhǎng)春**汽車(chē)制造廠等單位。
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• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 省**副主任、省新舊動(dòng)能辦常務(wù)副主任石愛(ài)作一行蒞臨泰豐智能調(diào)研

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  ???液力傳動(dòng)系統(tǒng)的散熱一般是由傳動(dòng)油在冷卻器中與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑交換熱量進(jìn)行。如果發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度正常，則系統(tǒng)的散熱情況取決于傳動(dòng)油冷卻器的狀態(tài)和通過(guò)冷卻器的傳動(dòng)元件工作異常，都會(huì)產(chǎn)生異常的熱量，一般認(rèn)為變矩器和離合器是兩種主要生熱元件，其它元件雖然對(duì)系統(tǒng)的溫度有影響，但很?。凰?，通過(guò)對(duì)冷卻器、變矩器、離合器和液壓泵進(jìn)行壓力測(cè)試，就很容易找到系統(tǒng)過(guò)熱的原因。&nbs

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