【理論知識(shí)】液力耦合器結(jié)構(gòu)原理

液力耦合器是以液體為工作介質(zhì)的一種非剛性聯(lián)軸器，又稱液力聯(lián)軸器。是一種用來將動(dòng)力源(通常是發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī))與工作機(jī)連接起來傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的機(jī)械裝置。

分類

液力耦合器按其應(yīng)用特性可分為三種基本類型，即普通型、限矩型、調(diào)速型及兩個(gè)派生類型：液力耦合器傳動(dòng)裝置與液力減速器。

結(jié)構(gòu)與原理

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，如圖所示。下面分別介紹普通型、限矩型、調(diào)速型液力耦合器的典型結(jié)構(gòu)與原理。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

普通型液力耦合器

普通型液力耦合器是最簡單的一種液力耦合器，它是由泵輪1、渦輪2、外殼皮帶輪3等主要元件構(gòu)成，如下圖所示。它的工作腔體容積大、效率高，傳動(dòng)力矩可達(dá)6倍～7倍的額定力矩。但因過載系數(shù)大，過載保護(hù)性能很差，所以一般用于隔離振動(dòng)、緩減啟動(dòng)沖擊或做離合器用。

限矩型液力耦合器

常見的限矩型液力耦合器有靜壓泄液式、動(dòng)壓泄液式和復(fù)合泄液式三種基本結(jié)構(gòu)。前兩種在建設(shè)機(jī)械中用得較為廣泛。

01  靜壓泄液式液力耦合器

這種液力耦合器，在高速傳動(dòng)比時(shí)，側(cè)輔腔存油很少，因而傳動(dòng)力矩較大；而在低傳動(dòng)比時(shí)，側(cè)輔腔存油較多，使特性曲線較為平坦，能較好地滿足工作機(jī)械的要求。但需指出的是，由于液體出入側(cè)輔腔跟隨負(fù)載變化而反應(yīng)速度慢，所以不適于負(fù)載突變和頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的工作機(jī)械。因?yàn)檫@種液力耦合器多用于車輛的傳動(dòng)中，所以也稱為牽引型液力耦合器。

2  動(dòng)壓泄液式液力耦合器

動(dòng)壓泄液式液力耦合器能夠克服靜壓泄液式液力耦合器在突然過載時(shí)難以起到過載保護(hù)作用的缺點(diǎn)。

調(diào)速型液力耦合器

調(diào)速型液力耦合器主要由泵輪、渦輪、勺管室等組成，如下圖所示。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規(guī)定值，必須利用油循環(huán)系統(tǒng)把高溫油帶出，經(jīng)過冷油器冷卻后回到耦合器內(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卻方式是不同的，這也是液力耦合器在應(yīng)用過程中一個(gè)比較重要的問題。

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