簡述液力偶合器的工作原理

液力偶合器是安裝在風(fēng)機(jī)或泵與電動機(jī)之間的一種傳動部件，它將電動機(jī)的功率通過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，它是通過工作油來傳遞和轉(zhuǎn)換能量的，因此它可以改變轉(zhuǎn)速。液力偶合器的主動葉輪（泵輪）與被動葉輪（渦輪）分別裝在主動軸與從動軸上，兩者之間無機(jī)械聯(lián)系。

主動葉輪和被動葉輪的中心線在一條直線上，其內(nèi)腔半圓形流道相對布置，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，都是通過泵輪將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體的動能，再由流動的液體沖擊渦輪，實(shí)現(xiàn)液體動能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，向外輸出動力。

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)主動軸帶動泵輪旋轉(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量矩的變化而推動渦輪旋轉(zhuǎn)，油流至渦輪出口處又以其徑向相對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)流動圓。由此可見，泵輪把輸入的機(jī)械功轉(zhuǎn)換為油的動能，而渦輪則把油的動能轉(zhuǎn)換成為輸出的機(jī)械功，從而實(shí)現(xiàn)動力的傳遞。

調(diào)速型液力耦合器的無級變速是通過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最深處時(shí)，循環(huán)圓中油量最小，泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速偏差大，輸出轉(zhuǎn)速最低;當(dāng)勺管插入液耦腔室的最淺處時(shí)，循環(huán)圓中油量最大，泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速偏差小，輸出轉(zhuǎn)速最大。

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。