液力耦合器（液力传动装置）-趣爱秀

介绍

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)与工作机连接起来传递旋转动力的机械装置。曾应用于汽车中的自动变速器，在海事和重工业中也有着广泛的应用。

以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。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。动力机(内燃机、电动机等)带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给输出轴。

最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。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。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。液力耦合器输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间不存在刚性联接。

液力耦合器的特点是:能消除冲击和振动;输出转速低于输入转速，两轴的转速差随载荷的增大而增加;过载保护性能和起动性能好,载荷过大而停转时输入轴仍可转动,不致造成动力机的损坏;当载荷减小时，输出轴转速增加直到接近于输入轴的转速。液力耦合器的传动效率等于输出轴转速乘以输出扭矩(输出功率)与输入轴转速乘以输入扭矩(输入功率)之比。

一般液力耦合器正常工况的转速比在0.95以上时可获得较高的效率。液力耦合器的特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状不同而有差异。如将液力耦合器的油放空，耦合器就处于脱开状态，能起离合器的作用。液力减速器性能参数

结构

液力耦合器安装在汽车发动机和机械变速装置之间，它们是由两盒状结构的泵轮3和涡轮4组成，它们都称为工作轮,泵轮是主动元件，与外壳2成一体，通过传动板与发动机曲轴1的凸缘相连;涡轮是从动元件，通过在键与耦合器涡轮输出轴5连在一起旋转。泵轮和涡轮的壳体中沿半径放射状径向排列着许多平直叶片，泵轮和涡轮相对而置,中间留有一定间隙约3~4mm，泵轮与涡轮装合成-一个整体后，其轴线断面一般为圆形，在其内腔中充满液压油。

优缺点

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）具有使工作机延时缓慢启动功能，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着。

（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。

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一定空间。

（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。

应用

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。