液力耦合器的工作原理.ppt

第11章液力耦合器
2018/7/4
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第11章液力耦合器
液力耦合器的工作原理
液力耦合器的特性
液力耦合器的类型和结构
液力耦合器与内燃机的共同工作
液力耦合器的选择
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液力耦合器的工作原理
液力耦合器是利用液体的动能而进行能量传递的一种液力传动装置。它是由泵轮1﹑涡轮2﹑外壳3组成的,如图11-1所示,其结构简图见图9-2a。
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图11-1 液力耦合器主要构件
1—泵轮;2—涡轮;3—壳体; 4—主轴。
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液力耦合器的工作原理
在泵轮和涡轮环状壳体内,沿径向均匀地分布着很多叶片。泵轮1与盆状的壳体3固定,组成耦合器的外壳,壳内充满工作液体。涡轮置于壳体内,其端面与泵轮端面相对,有一定间隙且同轴线放置。泵轮与输入轴相连,涡轮与输出轴相连。目前使用最广泛的是无内环液力耦合器。
泵轮和涡轮及壳体所围成的空间,形成一个封闭的液体循环流道,该流道就叫工作腔或循环圆,此圆最大直径叫做液力耦合器的有效直径,用D表示。因工作液体在循环圆内作圆周运动,又随两工作轮一起绕轴线转动,因而工作液体在液力耦合器中是作圆周螺旋运动。
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液力耦合器的工作原理
液力耦合器与液力变矩器工作原理相似。图11-2是液体在泵轮和涡轮进出口处的速度三角形,右边是泵轮B的速度三角形,左边是涡轮T的速度三角形。液力耦合器工作轮叶片出口处相对速度W2 都垂直于圆周速度,因此出口速度三角形为直角三角形,出口绝对速度的圆周分速度就是,出口轴面分速度就是W2。工作轮入口处的速度三角形不是直角三角形,原因是液流进入叶片时相对速度W1和圆周速度不垂直,这时的液流角和叶片角不相等,产生了液流冲击损失。因一般情况下,液力耦合器的传动
比,因此, 。另外,泵轮和
涡轮进口绝对速度与前一工作轮的出口绝对速度相等,即, 。
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液力耦合器的工作原理
图11-2 液力耦合器的速度三角形
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液力耦合器的工作原理
液力耦合器工作轮叶片和液体的相互作用所产生的力矩与液力变矩器的作用原理一样。在理想条件下,液力耦合器的力矩方程为
泵轮:

涡轮:
(11-1)
(11-2)
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液力耦合器的工作原理
将式(11-1)与式(11-2)相加,有

上面推导过程中应用了如下速度和半径关系(参看图11-2):
, , ,
式(11-3)说明,在不计各种损失情况下,泵轮作用于工作液体的力矩与涡轮作用与液体的力矩大小相等方向相反,或者说泵轮的输入力矩等于涡轮的输出力矩,力矩方向相同。今后为了分析方便,把、统称为传动力矩。
(11-3)
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液力耦合器的特性
液力耦合器的特性是指它的主要性能参数如传动力矩﹑泵轮转速﹑涡轮转速﹑传动比﹑转差率和效率等之间的关系。
(11-4)
(11-5)
(11-6)
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液力耦合器的特性
液力耦合器的外特性
当﹑都为常数时, ﹑的关系称为液力耦合器的外特性,其特性图线如图11-3。图中横坐标也可用﹑来表示。
外特性由实验求得。因,所以当与用相同比例尺时, 是从坐标原点起始与坐标轴成的直线。但当时, 急速下降,这是由于此时的传动力矩很小,而磨擦损失的力矩所占比例显著增加的缘故。所以当时, 。