液力耦合器是以液体为wei工作介质的一种非刚性联轴器,又称cheng液力联轴器。是一种用来将动力源(通tong常是发动机或电机)与工作机连接起来传递旋转动dong力的机械装置。
分类
液力耦合器qi按其应用特性可ke分为三种基本类型,即普通型、限矩型、调速型及两个派生类型:液力li耦合器传动装置与液力li减速器。
结构与原理
液力耦合器结jie构形式比较多,不同的液力耦合器在zai结构与原理上略有you不同,但是其基本原理是相xiang同的,都是通过泵轮将机ji械能转化为液体的动能,再由流动的de液体冲击涡轮,实现液体动能向xiang机械能的转化,向外输shu出动力,如图2所示。下面分fen别介绍普通型、限矩型、调速型液力li耦合器的典型结构与原理。
内部结构图
普通型液力耦ou合器
普通型液力耦合he器是最简单的一种液力耦合器,它是由泵轮1、涡轮2、外壳ke皮带轮3等主要元yuan件构成,如下图tu所示。它的工作腔体容积大、效率高gao(最高效率达0.96~0.98),传动力矩可达6倍~7倍的de额定力矩。但因过载系数大,过载保护性能很差,所以一般用于yu隔离振动、缓减启动冲击或做离li合器用。
限矩型液力耦合器
常见的限矩型液力耦合he器有静压泄液式、动压泄液式和复合he泄液式三种基本结构。前qian两种在建设机械中用得较为广泛。
(1)静压泄液式液力li耦合器
下图是静压泄xie液式液力耦合器结构图。为了减小液力li耦合器的过载系数shu,提高过载保护性能,在高传动比bi时有较高的力矩ju系数和效率,因此,在结构上与yu普通型液力耦合器有所不同。它的主zhu要特点是泵轮2、涡wo轮3对称布置,并且qie有挡板5和侧辅腔4。挡板装在涡wo轮出口处,起导流liu和节流作用。这种液ye力耦合器是在部bu分充液条件下工gong作的。
这zhe种液力耦合器,在高速传chuan动比时,侧辅腔存油很少,因yin而传动力矩较大;而在低传动比时,侧ce辅腔存油较多,使特性曲qu线较为平坦,能较jiao好地满足工作机械的要求。但需指zhi出的是,由于液体出入侧辅腔qiang跟随负载变化而反应速度慢,所以不适于负载突变和频繁启qi动、制动的工作机械。因为这zhe种液力耦合器多用yong于车辆的传动中,所以也称为牵引型液力li耦合器。
(2)动压泄液ye式液力耦合器
动压泄液式液ye力耦合器能够克服静压泄xie液式液力耦合器在突tu然过载时难以起到过载保护作用的缺点dian。下图是动压泄液式液力li耦合器的结构图。
上图中,输入轴套1通过弹性联轴器及ji后辅腔外壳9而与泵轮4连lian接在一起,涡轮7用输出轴套8与减速su器或工作机械相连起qi来,易熔塞6起过热保护作zuo用。这种液力耦ou合器有前辅腔2和后hou辅腔3,前辅腔是泵轮、涡轮中心xin部位的无叶片空腔;后辅腔是shi由泵轮外壁与后辅腔外壳9所suo构成。前后辅腔有小孔相通,后辅腔有小孔与yu泵轮相通,前后辅腔与泵beng轮一起转动。
后辅腔的另一作用是“延yan充”,延充作用可改善启动性,当发动机开始启动dong时(涡轮还没有转动),工作腔液体呈大循环,使液体ti充满前辅腔后又经小孔f进入后辅fu腔。由于工作腔充液量liang很少,力矩很小,因而发动机可轻载启qi动。随着发动机转速(也即泵轮转速)的升高,后辅腔内的液体ti因形成的油环压力增zeng加而沿小孔进人工作腔,又使工gong作腔的充液量增加,这就是“延yan充”。由于延缓充液作用,涡轮lun力矩增加,力矩达到启动力矩后,涡wo轮开始转动。
调速型液力耦ou合器
调速型xing液力耦合器主要由泵轮、涡轮lun、勺管室等组成,如下图所示。当主动轴带动泵轮旋转时shi,在泵轮内叶片及腔的共同作用下xia,工作油将获得能量并在惯性离心力li的作用下,被送到泵轮的外wai圆周侧,形成高速油流,泵轮外圆周侧的高速油流又you以径向相对速度与泵轮出口的de圆周速度组成合速度,冲入涡轮的de进口径向流道,并沿着涡轮的径向流道通过油流动量矩ju的变化而推动涡轮旋转,油you流至涡轮出口处又you以其径向相对速度与涡wo轮出口处的圆周速su度组成合速度,流入泵轮的径向流道,并在泵轮中重新获得能量。如ru此周而复始的重zhong复,形成工作油在泵轮和涡轮中的循环huan流动圆。由此可ke见,泵轮把输入的机械xie功转换为油的动能,而涡轮则ze把油的动能转换成为输出的机械xie功,从而实现动力的传递。
调速型液ye力耦合器的无级变速是通过改变bian勺管的位置而改变循环圆中的工gong作油量实现的。当勺管guan插入液耦腔室的de最深处时,循环圆中油量最小xiao,泵轮和涡轮转速偏差cha大,输出转速最低;当勺管插入液耦ou腔室的最浅处时,循环圆中油量最大,泵轮和涡轮转速偏差小xiao,输出转速最大。
调速型液力耦合器qi的泵轮和涡轮转速存在着一yi定的差值,这被称之为wei速度滑差。由粘性流体性质可ke知,耦合器滑差损sun失和轴承摩擦损失将jiang生成大量的热,并被耦合器工作zuo油吸收。耦合器滑差越大,转机功率越大,产生sheng的热量越大。为了使耦合器油温不bu超过规定值,必须利用yong油循环系统把高温油带出chu,经过冷油器冷却que后回到耦合器内,从cong而保证了液力耦合器内热量liang的平衡。不同的de液力耦合器的油冷却que方式是不同的,这也是液力耦ou合器在应用过程cheng中一个比较重要的问题。