液力偶合器的工作原理

　　

 

　　液力偶合器是安裝在風(fēng)機(jī)或泵與電動(dòng)機(jī)之間的一種傳動(dòng)部件，它將電動(dòng)機(jī)的功率通過(guò)液體偶合器傳遞至水泵。它與一般撓性聯(lián)軸器的不同之處在于，它是通過(guò)工作油來(lái)傳遞和轉(zhuǎn)換能量的，因此它可以改變轉(zhuǎn)速。液力偶合器的主動(dòng)葉輪（泵輪）與被動(dòng)葉輪（渦輪）分別裝在主動(dòng)軸與從動(dòng)軸上，兩者之間無(wú)機(jī)械聯(lián)系。

 

　　主動(dòng)葉輪和被動(dòng)葉輪的中間線在一條直線上，其內(nèi)腔半圓形流道相對(duì)布置，兩輪側(cè)板的內(nèi)腔形狀和幾何尺寸相同，輪內(nèi)裝有許多徑向輻射形平面葉片。兩輪端面留有適當(dāng)?shù)拈g隙從而構(gòu)成液流通道，稱為工作腔，工作腔的軸面投影稱為循環(huán)圓，又叫做流道。

 

　　液力耦合器結(jié)構(gòu)形式比較多，不同的液力耦合器在結(jié)構(gòu)與原理上略有不同，但是其基本原理是相同的，都是通過(guò)泵輪將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體的動(dòng)能，再由流動(dòng)的液體沖擊渦輪，實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，向外輸出動(dòng)力。

 

　　調(diào)速型液力耦合器主要由泵輪、渦輪、勺管室等組成，如上圖所示。當(dāng)主動(dòng)軸帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在泵輪內(nèi)葉片及腔的共同作用下，工作油將獲得能量并在慣性離心力的作用下，被送到泵輪的外圓周側(cè)，形成高速油流，泵輪外圓周側(cè)的高速油流又以徑向相對(duì)速度與泵輪出口的圓周速度組成合速度，沖入渦輪的進(jìn)口徑向流道，并沿著渦輪的徑向流道通過(guò)油流動(dòng)量矩的變化而推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，油流至渦輪出口處又以其徑向相對(duì)速度與渦輪出口處的圓周速度組成合速度，流入泵輪的徑向流道，并在泵輪中重新獲得能量。如此周而復(fù)始的重復(fù)，形成工作油在泵輪和渦輪中的循環(huán)流動(dòng)圓。由此可見，泵輪把輸入的機(jī)械功轉(zhuǎn)換為油的動(dòng)能，而渦輪則把油的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成為輸出的機(jī)械功，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。

 

　　調(diào)速型液力耦合器的無(wú)級(jí)變速是通過(guò)改變勺管的位置而改變循環(huán)圓中的工作油量實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)勺管插入液耦腔室的深處時(shí)，循環(huán)圓中油量小，泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速偏差大，輸出轉(zhuǎn)速低;當(dāng)勺管插入液耦腔室的淺處時(shí)，循環(huán)圓中油量大，泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速偏差小，輸出轉(zhuǎn)速大。

 

　　圖片調(diào)速型液力耦合器的泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速存在著一定的差值，這被稱之為速度滑差。由粘性流體性質(zhì)可知，耦合器滑差損失和軸承摩擦損失將生成大量的熱，并被耦合器工作油吸收。耦合器滑差越大，轉(zhuǎn)機(jī)功率越大，產(chǎn)生的熱量越大。為了使耦合器油溫不超過(guò)規(guī)定值，要利用油循環(huán)系統(tǒng)把高溫油帶出，經(jīng)過(guò)冷油器冷掉后回到耦合器內(nèi)，從而保證了液力耦合器內(nèi)熱量的平衡。不同的液力耦合器的油冷掉方式是不同的，這也是液力耦合器在應(yīng)用過(guò)程中一個(gè)比較重要的問題。