液力传动油的特征及应用

液力传动油的特征及应用

newmaker 液力传动油又称自动变速器油(ATF)或自动传动油，用于由液力变矩器、液力偶合器和机械变速器构成的车辆自动变速器中作为工作介质，借助液体的动能起传递能量的作用。

主要性能要求:

1.粘度

以典型的自动传动液来看，使用温度范围约为-25℃～170℃，要求油品具有高的粘度指数和低的凝固点，一般规格规定粘度指数在170以上，倾点为-40℃，合成油为190℃与-50℃。

2.热氧化安定性

汽车在行驶中液力传动油温度随汽车行驶条件的不同而不同。油温升高而氧化生成的油泥、漆膜等会使液压系统的工作不正常，润滑性能恶化，金属发生腐蚀。

3.剪切安定性

自动传动液在液力变矩器中传递动力时，会受到强烈的剪切力，使油中粘度指数改进剂之类的高分子化合物断裂，使油的粘度降低，油压下降，最后导致离合器打滑。

4.起泡性能

在自动传动液中有泡沫混入后，会引起油压降低，导致离合器打滑、烧结等事故发生。

5.摩擦特性

自动传动液要求有相匹配的静摩擦系数和动摩擦系数，以适应离合器换档时对摩擦系数的不同要求

液力传动油的现状与发展

北京起重运输机械研究所杨乃乔前言

流体传动包括气体(压)传动和液体传动，液体传动分为液压传动、液力传动和液粘传动。液压传动基于帕卡定律，以液体的压能来传递动力；液力传动基于欧拉方程，以液体动量短的变化来传递动力；液粘传动基于牛顿内摩擦定律，以液体的粘性来传递动力。

液力传动的基本元件是液力偶合器和液力变矩器。液力偶合器的基本构件是具有若干径向平面叶片的、构成工作腔的泵轮和涡轮。液力传动油在工作腔里高速循环流动传递动力，油液随从泵轮做牵连运动的同时因受离心力作用而做离心运动，从泵轮(及输入轴)吸收机械能并转化为动量矩(mVR)增量，高速液流从泵轮冲入涡轮做向心流动释放动量矩，推动涡轮(及输出轴)旋转，带动工作机(及负载)做功。液力变矩器的基本

构件是泵轮、涡轮和导轮，它们均是具有空间(弯曲)叶片的工作轮，按相关顺序排列构成工作腔。液力传动油在工作腔中被泵轮涡轮搅动，使液流获得动量矩增量，经过导轮调转液流方向后冲入涡轮，释放动量矩(动能)推动涡轮带动工作机旋转做功。

我国液力元件近年发展较快，2003年液力偶合器的全国年产量约7万台。广泛应用于带式输送机、刮板输送机、球磨机、风机、压缩机、水泵和油泵等设备的传动中，提高传动品质并节约能源。当前我国液力偶合器的最高输出转速为6500r/min，最小功率为0.3kW，最大功率为7100kW。液力偶合器的发展趋势是高转速、大功率。

国际上液力偶合器产品以德国福依特公司最为著名，据资料称已有转速达20000r/min、功率达55000kW 的产品，可见我国与之尚有相当大的差距。当然，功率大的液力元件对液力传动油的要求较高。

液力变矩器主要用于工程机械、石油机械和内燃机车。液力变矩器主要与内燃机匹配应用，其转速范围在2000～3000r/min。工程机械应用较多，最大功率700HP左右，年产量约7万台。石油机械应用较少，功率达1500HP。内燃机车应用更少，功率高达3000HP。

液粘传动是液体传动一门新兴学科，在我国尚处于起步阶段。由于液粘传动产品(如液粘调速离合器)与液力传动产品(如调速型液力偶合器)虽有本质上的不同，但由于有相似的性能和相同的用途(调速节能)，在若干技术活动(如制订发展规划、标准、技术管理、订货活动等)中均被视为同一类型，与液力行业有共性，故本文另辟章节介绍其产品结构和传动用油。

一、液力传动油的性能特点及发展

液力传动油作为工作介质不仅传递动力，而且还用以润滑轴承和齿轮，同时又是滑差热的载体，带走热量。液力传动油是一个复杂而需专门研究的课题，它直接关系到液力元件的可靠性、传动效率和使用寿命。应引起人们的重视，展开广泛深入的研究。

液力传动油应能满足以下要求：

1、要有适宜的粘度

液体粘度低，表明液体内摩擦小，流动阻力损失小，可减少液力元件的液力损失；但从润滑密封角度考虑，

粘度不能过低。因此应在满足润滑和密封要求前提下，尽量采用粘度低的液体，以提高液力元件传动效率。同时要求液体粘温性要好，以便在高温或低温时仍能保持有效的润滑和密封。

2、要有较大的重度

由于液力元件传递的力矩和功率与工作液体的重度成正比，故液体重度越高越好。

3、性能稳定

不易产生泡沫、老化和沉淀。

4、酸值要低

对密封件应是中性，有良好的相容性，不泡胀，不溶解，对金属无腐蚀作用。

5、要有较高的闪点和较低的凝点

液力元件工作时油温变化幅度很大，有时可达160℃，因此要求闪点要高于180℃，而凝点要低 -20℃ ，以利于低温环境下液力元件的起动。

6、要有良好的润滑性能

液体要有足够的油性，能很好的粘附在零件表面上，起到良好的润滑作用。

目前，国内外液力传动应用的工作液体种类较多，除各种石油基产品外，也有采用清水或其它难燃液体的(煤矿井下为防引燃爆炸而应用)。国内液力元件通常采用6号液力传动油(也有用8号液力传动油的)，有时以22号汽轮机油替代。

内燃机车有专用油，要求使和寿命不小于2000小时，要求新设备装油初次运行100小时和500小时之后进行第一、第二次换油，进行滤清后仍可使用。

属下列情况之一时，需要更换新油：

含水量大于0.2%时；

在50℃时的粘度比新油高出6厘沲时；

机械杂质(苯不溶物)达到0.2%时；

出现水溶性酸碱或有高的酸值时；

泡沫过多影响传动功率时。

以上各条对内燃机车专用油以外的液力传动油也有一定的参照价值。

二、国内外液力传动油的品牌对照（略）

三、液粘传动对传动油的要求

液粘传动可按运行中油腊厚度是否变化分为两大类，一类是在运行中油膜厚度始终不变的液粘传动，如硅油风扇离合器油膜厚度是固定的，运行中变化工作腔中油液充满程度以调节输出转速。另一类是运行中油膜厚度是可变的液粘传动，这类液粘传动产品包括有液粘调速离合器、液粘制动器、液粘测功机、液粘联轴器、液粘调速装置。当前应用较多的是液粘调速离合器、液粘调速装置和硅油风扇离合器。

1、液粘调速离合器与传动油

液粘调速离合器通过其主、从动摩擦片间的若干油膜来传动动力，依靠油液的粘性主动摩擦片“拉着"从动摩擦片同方向旋转，传递力矩与油液粘度、两片间“滑差"成正比，而与油膜厚度(片间隙)成反比。主动摩擦片及输入轴与动力机相联，输入转速可视为常量。从动摩擦片及输出轴与工作机相联，输出转速随控制压力而变化，球状油缸的控制压力大，则片间油膜变薄，则输出转速升高，反之亦然。当控制压力足够大时，主、从动摩擦片粘合，变为直联传动。当控制压力足够时小，主、从动摩擦片脱离，则输出转速为零。在液粘调速离合器转速比从0→1变化过程中，片间摩擦状况呈现出液体摩擦→(机械一液体)混合摩擦→(纯机械的)边界摩擦。因此液粘调速离合器在调速过程中有分离工况、调速工况和接合工况。

工作液体在液粘传动中的作用是传递动力、冷却散热和润滑，应具有以下性能：

(1)有适宜的粘度。

(2)有离好的润滑性能(油性和极压性)。

(3)有良好的氧化安定性。

(4)有较高的比热容和较高的热导率。

除上述要求外，工作液体还应具有防锈作用、抗泡沫能力、凝点要低、闪点应高、不易挥发、无毒等。