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液力耦合器

标签: 液力耦合器        发布时间2017-06-05

液力耦合器又称液力联轴器,是一种用来将动力源(通常是发动机或电机)与工作机连接起来,靠液体动量矩的变化传递力矩的液力传动装置。我们从工作原理、分类、优缺点、应用领域四方面来了解液力耦合器。

液力耦合器又称液力联轴器,是一种用来将动力源(通常是发动机或电机)与工作机连接起来,靠液体动量矩的变化传递力矩的液力传动装置。我们从工作原理、分类、优缺点、应用领域四方面来了解液力耦合器。

一、工作原理

液力耦合器是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器。液力耦合器(见图)的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔,泵轮装在输入轴上,涡轮装在输出轴上。两轮为沿径向排列着许多叶片的半圆环,它们相向耦合布置,互不接触,中间有3mm4mm的间隙,并形成一个圆环状的工作轮。驱动轮称为泵轮,被驱动轮称为涡轮,泵轮和涡轮都称为工作轮。泵轮和涡轮装合后,形成环形空腔,其内充有工作油液。

泵轮通常在内燃机或电机驱动下旋转,叶片带动油液,在离心力作用下,这些油液被甩向泵轮叶片边缘,由于泵轮和涡轮的半径相等,故当泵轮的转速大于涡轮转速时,泵轮叶片外缘的液压大于涡轮叶片外缘的液压,由于压差液体冲击涡轮叶片,当足以克服外阻力时,使涡轮开始转动,即是将动能传给涡轮,使涡轮与泵轮同方向旋转。油液动能下降后从涡轮的叶片边缘又流回到泵轮,形成循环回路,其流动路线如同一个首尾相连的环形螺旋线。液力耦合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。在忽略不计叶轮旋转时的风损及其他机械损失时,它的输出(涡轮)扭矩等于输入(泵轮)扭矩。

二、分类

根据用途的不同,液力耦合器分为普通型液力耦合器、限矩型液力耦合器和调速型液力耦合器。其中限矩型液力耦合器主要用于对电机减速机的启动保护及运行中的冲击保护,位置补偿及能量缓冲;调速型液力耦合器主要用于调整输入输出转速比,其它的功能和限矩型液力耦合器基本一样.

根据工作腔数量的不同,液力耦合器分为单工作腔液力耦合器、双工作腔液力耦合器和多工作腔液力耦合器。根据叶片的不同,液力耦合器分为径向叶片液力耦合器、倾斜叶片液力耦合器和回转叶片液力耦合器。

三、优缺点

1优点

1)具有柔性传动自动适应功能。

2)具有减缓冲击和隔离扭振功能。

3)具有改善动力机启动能力,使之带载荷或空载启动功能。

4)具有在外载荷超载时保护电机和工作机不受损坏的过载保护功能。

5)具有协调多动力机顺序启动、均衡载荷和平稳并车功能。

6)具有柔性制动减速功能(指液力减速器和堵转阻尼型液力耦合器)。

7)具有使工作机缓慢启动功能,能平稳地启动大惯量机械。

8)对环境的适应性强,可以在寒冷、潮湿、粉尘、需防爆的环境下工作。

9)可以使用廉价的笼型电机替代价格昂贵的绕线式电机。

10)对环境没有污染。

11)传递功率与其输入转速的平方成正比,输入转速高时,能容量大,性能价格比高。

12)具有无级调速功能,调速型液力耦合器可以在输入端转速不变的条件下,通过在运行中调节工作腔的充液量而改变输出力矩和输出转速。

13)具有离合功能,调速型和离合型液力耦合器,可以在电机不停止转动的条件下,使工作机启动或制动。

14)具有扩大动力机稳定运行工作范围功能。

15)具有节电效果,能降低电机的启动电流和持续时间,降低对电网的冲击,降低电机的装机容量,大惯量难启动机械应用限矩型液力耦合器和离心式机械应用调速型液力耦合器节能效果显著。

16)除轴承、油封外无任何直接机械摩擦,故障率低,使用寿命长。

17)结构简单,操作维护简便,不需要特别复杂的技术,养护费用低。

18)性能价格比高,价格低廉,初始投资少,投资回收期短。  

2缺点

1)始终存在转差率,有转差功率损失,限矩型液力耦合器的额定效率约等于0.96,调速型液力耦合器与离心式机械匹配相对运行效率在0.85~0.97之间。

2)输出转速始终低于输入转速,且输出转速不能像齿轮传动那样准确不变。

3)调速型液力耦合器需要附加冷却系统,增加投资费用和运行费用。

4)占地面积较大,需要在动力机与工作机之间占有空间。

5)调速范围相对较窄,与离心机械匹配调速范围为1~1/5,与恒力矩机械匹配调速范围为1~1/3

6)无变矩功能。

7)传递功率的能力与其输入转速的平方成正比,输入转速过低时,耦合器规格增大,性能价格比降低。

四、应用领域

1汽车

液力耦合器曾应用于早期的汽车半自动变速器及自动变速器中。液力耦合器的泵轮与发动机的飞轮相连接,动力由发动机曲轴传入。在有些时候,耦合器严格上讲是飞轮的一部分,在这种情况下,液力耦合器又被称为液力飞轮。涡轮与变速器的输入轴相联。液体在泵轮与涡轮间循环流动,使得力矩从发动机传至变速器,驱动车辆的前进。在这方面,液力耦合器的作用非常类似于手动变速器中的机械离合器。由于液力耦合器无法改变转矩的大小,现已被液力变矩器所取代。

2重工业

可用于冶金设备,矿山机械,电力设备,化工及各种工程机械中。

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