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行業動態
有關對液力傳動油的應用介紹
發布日期:2017-5-4 14:36:17 作者:    點擊:279

液力變矩器多應用于車輛的主傳動當中。通過將泵輪與發動機飛輪相聯接,渦輪與傳動裝置輸入軸相聯接,液力變矩器在各種類型的車輛上得到了廣泛的應用。
 將液力變矩器與變速器組合,就可得到動力換檔變速器。這種變速器被較多地用于工程機械(用于推土機、裝載機、叉車)和重型運輸車輛。若在動力換檔變速器的基礎上再加上自動變速控制系統,便得到液力自動變速器(Automatic Transmission,簡稱AT)。
 美國GM公司、Ford 公司,日本豐田公司、日產公司,德國的奔馳公司、ZF公司及意大利的菲亞特公司等均生產了配備液力自動變速器的汽車。
 在工程機械方面,卡特彼勒公司的950B和966D 裝載機,日本小松的推土機,國內德工的裝載機、宣工的推土機、其他品牌的叉車等都裝備了液力傳動裝置。
 在城市客車方面,液力自動變速器在歐洲的使用率達到90%,在美國更達到100%,在中國香港,全部城市雙層公共汽車都裝有液力自動變速器,其產品大部分是德國ZF公司及Voith 公司生產的。在我國大陸,液力自動變速器在城市客車中的應用可謂是方興未艾:北京、深圳等地的公交企業已大批量使用美國通用公司生產的Allison 自動變速器,上海、南京、揚州也有少批量車輛使用。
 德國Voith公司及ZF公司生產的自動變速器的結構,該自動變速器有5 部分組成, 即液力變矩器、變速機構、換檔執行器、液壓系統和電控系統。其中:變速機構多為行星傳動變速結構;自動變速器是通過控制濕式離合器或換檔制動器等摩擦元件的結合與分離來實現升檔或降檔操作的;液壓系統用于接收電控系統控制信號,并最終實現換檔操作以及對系統進行潤滑與冷卻等。

 液力傳動油的性能要求
 液力傳動系統的油路供變矩器、變速器操作系統使用。為了簡化結構和便于密封,整個系統通常是共用同一種油品。因此,液力傳動油不但是液力傳動的傳力介質,而且也是換檔執行器如濕式換檔離合器、換檔制動器及自動控制換檔液壓系統中各種控制閥的液壓控制用油。此外,液力傳動油還可以為變矩器及齒輪變速器中的軸承、齒輪提供潤滑和冷卻。由此可見,液力傳動油是一種多功能、多用途、各項使用性能要求較高的油品。
 較大的密度
 變矩器所傳遞的功率和扭矩與液力傳動油的密度成正比,所以要求液力傳動油的密度要盡可能大。液力傳動油的密度愈大,變矩器所能傳遞的功率愈大,尺寸愈小,結構愈緊湊,機重也愈輕。
 合適的摩擦特性
 對液力傳動油來說,摩擦特性是全部性能之中最重要的性能。油品的動摩擦系數對扭矩傳遞和換檔時間有明顯的影響。動摩擦系數過小,會影響傳遞功率和使濕式換檔離合器和換檔制動器打滑,并使換檔時間延長,換檔可靠性下降,換檔點失控。良好的液力傳動油還要求靜摩擦與動摩擦的匹配也要得當。如果靜摩擦系數過大,會使換檔后期扭矩急劇增大,發出尖叫聲, 使換檔惡化。
 在美國,GM公司的Dexron系列規格、Ford公司的Merxon 系列規格及 Allison C系列規格用SAE No.2摩擦試驗機來評定油品的摩擦特性;Caterpillar TO-4 規格要求用 Link 摩擦試驗機來評定油品的摩擦特性。
 液力傳動油應具有穩定的摩擦耐久性。其摩擦特性在全部操作溫度和運行時間內要求能保持不變,以保證換檔性能穩定和換檔制動器、換檔離合器的使用壽命。GM公司要求進行THCT 摩擦周期臺架試驗。
 適當的高溫黏度、較高的黏溫指數和優良的低溫性能
 液力傳動油的使用溫度范圍一般為-25~170℃,因此要求其具有較好的高、低溫黏度。一般規格規定,液力傳動油的黏度指數應在170以上。
 液力傳動油作為變矩器和耦合器的動力傳遞介質,必須要求低黏度。這是因為液力傳動油黏度越小,液力傳動的效率就越高,泵輪攪油動力損失也越小。但是,液力傳動油的黏度過小又會導致自動換檔控制液壓系統的漏油量增大,特別是鋁制自動變速器的液壓自動控制閥體(內有換檔信號閥、換檔閥和主、次調壓閥等)在高溫、高速時膨脹量加大,不僅會使泄漏增大,自動控制液壓降低,還會使各自動換檔點失控。而且油品黏度過小也不易形成油膜,潤滑性由此而變差。為了滿足ATF油的潤滑作用和液壓自動控制作用,要求液力傳動油應保持一定的黏度。但是油品黏度也不可過大,否則變矩器、耦合器的液力傳動效率會降低,泵輪攪油損失加大。同時,由于泵輪、油泵和曲軸是直接傳動的,曲軸只要轉動,泵輪和油泵就會轉動, 因此,油品黏度過大也會造成其在低溫時的黏度更大,導致低溫啟動困難。
 為了兼顧以上幾方面對液力傳動油黏度的不同要求,對于工程機械,液力傳動油的100 ℃運動黏度一般要求控制在8~12mm2/s;對于小轎車和輕型卡車,要求100℃運動黏度為 7.O~8.5 mm2/s。
 低溫黏度也是液力傳動油的重要特性。近年來,汽車制造商傾向于減少換檔時間,尤其在冬季寒冷地區,減少或者排除換檔時的停滯現象,改進燃油經濟性,減小啟動負荷,以及采用電子控制系統等,都要求油品進一步改善低溫性能。國外各OEM規格中對低溫布氏黏度均有要求。以GM公司推出的Dexron 系列規格為例,隨著該規格的不斷升級,其對低溫布氏黏度的要求也越來越苛刻。

 良好的抗泡沫性

 液力變矩器中液體流動的速度很高,容易產生氣蝕現象,因此要求油品具有良好的抗泡性能。
 油中的氣泡可造成以下危害:
 1.降低自動控制液壓系統的油壓,使調壓閥失去調壓作用,影響各種液壓自動控制閥的工作可靠性,導致換檔點失靈失控;
 2.大大降低變矩器的傳動效率;
 3.破壞軸承,特別是泵輪、渦輪上的高速扁形特種軸承和齒輪的正常潤滑,減少其使用壽命 ;
 4.不僅使油品對濕式換檔制動器和換檔離合器無法進行有效散熱和冷卻,還會使浸泡在油中的換檔制動器和離合器的制動摩擦片產生早期磨損。

 良好的抗氧化性

 由于液力傳動油在變矩器中的流通速度高達20m/s,工作溫度也高達140~175℃,并且其不斷與空氣、鋁(各種閥體均為鋁合金制造)、銅等有色金屬接觸,易發生氧化變質,因此油品要具有良好的抗氧化性。
 油品被氧化可造成如下危害:
 1.使摩擦特性發生改變,從而造成換擋離合器制動器打滑或換檔執行器失控失靈;
 2.油品氧化產生的酸類和過氧化物可嚴重腐蝕液壓自動控制系統中的各種液壓元件,如手控制閥、換檔閥、貯能器等;
 3.油品嚴重的高溫氧化會增大油品的黏度,造成液力傳動效率降低;
 4.油品高溫氧化所產生的油泥、漆膜等膠狀物會堵塞液力傳動系統中的液壓油道,甚至堵塞濾清器,使各種控制閥、調速器閥粘住,造成換檔制動器和換檔離合器打滑和發卡,導致自動液壓控制系統失控;
 5.使油品的抗泡性能下降。

 良好的抗磨性

 在變矩器中,泵輪、渦輪軸承及導輪的單向嚙合器均需要潤滑,與變矩器、耦合器串聯的機械變速器中的齒輪、軸承也需要有效的潤滑,因此要求液力傳動油有良好的抗磨性。由于換擋離合器和換檔制動器都是濕式的,并且均浸泡在油中,抗磨性良好的油品可延長摩擦片的使用壽命。

 液力傳動油的規格標準

 OEM規格

 液力傳動油主要用于液力耦合器和液力傳動裝置,其中液力耦合器對油品的性能要求相對簡單,而液力傳動裝置則對油品的性能要求較高。目前,國際上對液力傳動油尚無統一的標準,主要由各OEM制訂自己公司的規格。對于轎車用的自動傳動液,主要規格有GM公司的 Dexron 系列規格、Ford 公司的Merxon系列規格。對于工程機械或重負荷的液力傳動系統,主要規格有Allison C系列規格、Caterpillar TO系列規格。這些規格在國際上被普遍采用。

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