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液力偶合器

液力偶合器，也称为液力偶合器，是一种液压传动装置，用于将动力源（通常是发动机或电动机）与作业机械连接，并通过液体动量的变化来传递扭矩。

液力偶合器是一种利用液体动能传递能量的液压传动装置。 它以液态油为工作介质，通过泵轮和涡轮将液体的机械能和动能相互转化，从而连接原动机和工作机械，实现动力的传递。 根据其应用特性，液力偶合器可分为三种基本类型，即普通型，转矩限制型，调速型和两种派生型：液力偶合器变速器和液力减速器。

工作准则：
液力偶合器是一种以液体为工作介质的非刚性液力偶合器。 液力偶合器的泵轮和涡轮形成一个封闭的工作室，该工作室允许液体循环。 泵轮安装在输入轴上，而涡轮机安装在输出轴上。 两个轮子是半圆形的环，在径向上布置有许多叶片。 它们相对放置，并且彼此不接触。 它们之间有3mm至4mm的间隙，它们形成一个环形工作轮。 驱动轮称为泵轮，从动轮称为涡轮，泵轮和涡轮均称为工作轮。 组装好泵轮和涡轮后，形成一个环形腔，并充满工作油。
泵轮通常由内燃机或电动机驱动以旋转，而叶片则驱动油。 在离心力的作用下，油被抛到泵轮的边缘。 由于泵轮和涡轮的半径相等，因此当泵轮的速度大于涡轮速度时，此时，叶轮叶片外边缘的液压大于外部的液压。涡轮机叶片的边缘。 由于压力差，液体会冲击涡轮叶片。 沿相同方向旋转。 油的动能下降后，它从涡轮机叶片的边缘流回到泵轮，形成一个循环回路，其流动路径就像是端对端的环形螺旋连接。 液力偶合器依靠液体与泵轮和涡轮机叶片的相互作用来产生动量矩的变化来传递扭矩。 当忽略叶轮旋转时的风损失和其他机械损失时，其输出（涡轮）扭矩等于输入（泵轮）扭矩。

分类：
根据不同的用途，液力偶合器分为普通液力偶合器，限转矩液力偶合器和调速液力偶合器。 其中，限扭矩液力偶合器主要用于电动机减速器的启动保护，运行过程中的冲击保护，位置补偿和能量缓冲。 调速液力偶合器主要用于调节输入，输出速比等功能，与限力矩液力偶合器基本相同。
根据工作腔的数量，液力偶合器分为单工作腔液力偶合器，双工作腔液力偶合器和多工作腔液力偶合器。 根据叶片的不同，液力偶合器分为径向叶片液力偶合器，倾斜叶片液力偶合器和旋转叶片液力偶合器。

1.普通液力偶合器
普通液力偶合器是最简单的液力偶合器，它由泵轮，涡轮，壳体皮带轮和其他主要部件组成。 工作腔容积大，效率高（最大效率达到0.96〜0.98），传动扭矩可达额定扭矩的6至7倍。 但是，由于过载系数大，过载保护性能差，通常用于隔离振动，减缓启动冲击或用作离合器。
2.力矩限制液力偶合器
普通的扭矩限制液力偶合器具有三种基本结构：静态泄压型，动态泄压型和复合泄压型。 前两个广泛用于工程机械。
（1）静压释放型液力偶合器
下图是静压泄压液力偶合器的结构图。 为了降低液力偶合器的过载系数，提高过载保护性能，传动比高时，具有较高的扭矩系数和效率。 因此，该结构不同于普通的液力偶合器。 它的主要特征是泵轮和涡轮机以及挡板和侧面辅助腔室的对称布置。 挡板安装在涡轮机的出口，并起转向和节流的作用。 该液力偶合器在部分填充的条件下工作。 采用这种液力偶合器，当传动比高时，侧副腔内的油量很少，因此传动扭矩大； 当传动比低时，侧面辅助腔内有更多的油，使得特性曲线比较平坦，可以比较。 很好地满足工作机械的要求。 但需要指出的是，由于进，出口侧的辅助腔随负荷变化而变化，且反应速度较慢，因此不适合负荷突然变化，起动，制动频繁的作业机械。 由于这种液力偶合器主要用于车辆的变速箱，因此也称为牵引液力偶合器。
（2）动态泄压型液力偶合器
动态泄压型液力偶合器可以克服静态泄压型液力偶合器的缺点，即在突然过载时难以发挥过载保护功能。 输入轴套通过弹性联轴器和后副腔壳与泵轮连接。 涡轮输出轴套与减速机或工作机连接，保险丝起到过热保护的作用。 液压联接器具有前辅助腔和后辅助腔。 前辅助腔是位于泵轮和涡轮机中心的无叶片腔。 后辅助腔由泵轮的外壁和后辅助腔壳组成。 前后辅助腔室上有小孔，后辅助腔室上有与泵轮相连的小孔，前后辅助腔室与泵轮一起旋转。
后辅助腔的另一个功能是“扩展装料”，可以改善启动性能。 当发动机启动（涡轮尚未转动）时，工作腔中的液体呈现出较大的循环，因此，液体充满了前辅助腔，然后通过小孔。孔f进入了后辅助腔。 由于工作室中几乎没有液体，并且扭矩非常小，因此可以在轻负载下启动发动机。 随着发动机转速（即泵轮转速）的增加，由于形成的油环的压力和加注量的增加，后辅助腔中的液体将沿着小孔进入工作腔。工作腔的面积会增加。 延长”。由于延迟的填充作用，涡轮扭矩增加。在扭矩达到启动扭矩之后，涡轮开始旋转。

3.调速液力偶合器
变速液力偶合器主要由泵轮，涡轮，sc管腔等组成，如下图所示。 当驱动轴带动泵轮旋转时，在叶片和泵轮内腔的共同作用下，工作油将获得能量并在惯性离心力的作用下被送到泵轮的外圆周。形成高速油流。 轮的外周侧上的高速油流与泵轮出口的径向相对速度和圆周速度相结合，冲入涡轮的入口径向流道，并沿涡轮的径向流道。 改变推动涡轮旋转，机油以其径向相对速度和涡轮出口处的圆周速度流到涡轮出口，以形成组合速度，流入泵轮的径向流道，并在涡轮中重新获得能量。泵轮。 这种重复的重复形成了工作油在泵轮和涡轮中的循环流。 可以看出，泵轮将输入的机械功转换成油动能，而涡轮将油的动能转换成输出机械功，从而实现了动力传递。

的优点和缺点：
优点：
（1）具有传动灵活，自动适应的功能。
（2）具有减少冲击，隔离扭转振动的功能。
（3）具有提高动力机械的启动能力，使其在有负载或无负载下启动的功能。
（4）具有过载保护功能，可在外部负载过载时保护电机和工作机械不受损坏。
（5）具有协调多台动力发动机顺序启动，平衡负载，平稳并联的功能。
（6）具有灵活的制动和减速功能（指液压减速器和锁转子阻尼液压联轴器）。
（7）具有延迟工作机缓慢启动的功能，可以使大惯性机平稳启动。
（8）对环境适应性强，可以在寒冷，潮湿，多尘，防爆的环境中使用。
（9）廉价的笼式电动机可以用来代替昂贵的绕组电动机。
（10）对环境无污染。
（11）传输功率与输入速度的平方成正比。 当输入速度高时，能量容量大并且性价比高。
（12）具有无级调速功能，调速液力偶合器在输入速度不变的情况下，通过在运转时调整工作室的注液量，能够改变输出转矩和输出速度。
（13）具有离合器功能，调速和离合器型液力偶合器可以在不停止电动机的情况下启动或制动工作机械。
（14）具有扩大动力机械稳定运行范围的功能。
（15）具有节电效果，可以减少电动机的启动电流和持续时间，减少对电网的冲击，减小电动机的装机容量，并且惯性大，难以启动。 扭矩限制液力偶合器和离心机械应用调速液力偶合器的节能效果显着。
（16）除轴承和油封外，没有直接的机械摩擦，故障率低且使用寿命长。
（17）结构简单，操作维护方便，不需要特别复杂的技术，维护成本低。
（18）性价比高，价格低，初期投资少，投资回收期短。

　　　　
缺点：
（1）总是存在滑移率和滑移功率损失。 扭矩限制液力偶合器的额定效率大约等于0.96，而调速液力偶合器和离心机械匹配的相对工作效率在0.85至0.97之间。
（2）输出速度始终低于输入速度，并且输出速度不能像齿轮传动装置一样精确。
（3）调速液力偶合器需要额外的冷却系统，这增加了投资和运营成本。
（4）占地大，动力机械与作业机械之间需要一定的空间。
（5）调速范围比较窄，与离心机械配套的调速范围为1〜1/5，与恒转矩机械配套的调速范围为1〜1/3。
（6）无转矩转换功能。
（7）传输功率的能力与其输入速度的平方成正比。 当输入速度太低时，耦合器规格会增加，而性能价格比会降低。

应用领域：
汽车
液力偶合器用于早期的半自动变速器和汽车的自动变速器。 液力偶合器的泵轮与发动机的飞轮连接，动力从发动机曲轴传递。 在某些情况下，耦合器严格来说是飞轮的一部分。 在这种情况下，液力偶合器也称为液力飞轮。 涡轮连接到变速器的输入轴。 液体在泵轮和涡轮之间循环，因此扭矩从发动机传递到变速器，从而驱动车辆前进。 在这方面，液力偶合器的作用与手动变速器中的机械离合器非常相似。 由于液力偶合器无法改变扭矩，因此已由液力变矩器代替。
重工业
它可用于冶金设备，矿山机械，电力设备，化学工业和各种工程机械。

特色：
液力偶合器是一种柔性的传动装置。 与普通机械传动装置相比，具有许多独特的功能：可以消除冲击和振动； 输出速度低于输入速度，两轴之间的速度差随负载的增加而增大； 过载保护性能和启动性能均良好，负载过大时输入轴仍可旋转，不会对动力机造成损坏； 当负载减小时，输出轴速度增加，直到接近输入轴速度，从而使传递扭矩Tend趋于零。 液力偶合器的传动效率等于输出轴转速与输入轴转速之比。 通常，当液力偶合器的正常工作状态的转速比大于0.95时，可以获得高效率。 由于工作室，泵轮和涡轮机的形状不同，液力偶合器的特性也有所不同。 它通常依靠外壳自然散热，不需要外部冷却的供油系统。 如果排空液力偶合器的油，则该偶合器处于分离状态，可以用作离合器。 然而，液力偶合器还具有诸如低效率和窄效率范围的缺点。