液力耦合器调速.ppt

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1、第三章液力耦合器调速1第一节液力耦合器工作原理液力耦合器是一种应用很广的通用传动元件。它置于动力机与工作机之间传递动力液力耦合器能改善起动性能、实现过载保护、无级调速等。2一、液力耦合器的结构典型的液力耦合器结构(图3—1)由对称布置的泵轮、涡轮以及主轴、外壳等构件组成。外壳与泵轮通过螺栓固定连接，其作用是防止工作液体外溢。输入轴(与泵轮固定连接)与输出轴(与涡轮固定连接)分别与动力机和工作机相连接。泵轮与涡轮均为具有径向直叶片的叶轮。由泵轮和涡轮具有叶片的凹腔部分所形成的圆环状空腔称为工作腔，供工作液体在其中循环流动，传递动力进行工作。34二、液力耦

2、合器的工作原理1、工作过程：液力耦合器被电动机带动运转时，在液力耦合器腔体内的工作液体，受泵轮的搅动，既随泵轮做圆周运动，同时又对泵轮做相对运动。由于旋转运动的离心力作用，液体从泵轮半径较小的流通进口处被加速，并被抛向半径较大的流通出口处，从而液体的动量增大，即泵轮从电机吸收机械能和转速并转化成液体能。在泵轮出口处液流以较高的速度和压强冲向涡轮叶片，并沿着叶片表面与工作腔外环所构成的流道做向心流动。液流对涡轮叶片的冲击减低了自身速度和压强，使液体的动量降低，释放的液体能推动涡轮(及工作机)旋转做功(涡轮将液体能转化成机械能)。5当液流的液体能释放减少后

3、，由涡轮流出而进入泵轮，再开始下一个能量转化的循环流动，如此周而复始不断循环。2、能量转换过程：在这个过程中，将泵轮旋转机械能转换为液体动能，再将液体动能转换成涡轮旋转的机械能，然后从输出轴输出，带动负载转动。3、输出转速：输出转速的大小与液力耦合器传递的动能（即转矩能力）的大小有关，而传递转矩能力的大小与液力耦合器工作腔内的液体量多少有关。6工作腔内的液体量越多传递的转矩能力越大。当工作腔内完全充满液体时，则传递转矩能力最大，使液力耦合器输出轴输出的转速达到最高。可见，改变液力耦合器工作腔内液体的充满程度，就能改变传递转矩的能力，从而改变负载转速的大

4、小。4、基本类型限矩型：设置辅助腔，来调节工作腔充满度。在液力耦合器力矩过载时靠液流的静压或动压使工作腔中工作液体自动地倾泄入辅助腔，减少工作腔充满度，限制输出力矩的提高，从而构成限矩型液力耦合器。7调速型：在工作腔以外设置导流管和导管腔(供导管导出工作液体的辅助腔)，依靠调节装置改变导管开度来人为地改变工作腔中的充满度(或充液量)，从而实现对输出转速的调节，按此原理构成了调速型液力耦合器。5、转速差在液力耦合器运转中的能量转化过程中，不可避免的伴随着能量损耗，造成工作液体发热，温度上升，同时使涡轮转速低于泵轮转速，形成液力耦合器运转中必定存在的转速差

5、。8第二节液力耦合器的特性参数1、转矩T：由封闭力系平衡原理可知，液力耦合器中的两个叶轮对工作腔内工作液体作用所产生的泵轮转矩T1与涡轮转矩T2之和等于零。即T1+T2=0，或者T1=-T2说明耦合器只能传递转矩而不能改变转矩的大小。（这是忽略各种损耗后的理论值）92、转速比i：转速比为涡轮转速与泵轮转速之比，即转速比用以表示液力耦合器运转工况。3、转差率s：转差率为涡轮对泵轮的转速差与泵轮转速之百分比，即i=——n2n1s=———=1-in1-n2n110按GB／T5837—93“液力耦合器型式与基本参数”的规定，普通型与调速型液力耦合器的额定转差率

6、s＝3％；限矩型液力耦合器的额定转差率s＝4％。4、过载系数液力耦合器有最大过载系数kg和起动过载系数ks。最大过载系数为最大力矩Tmax与额定力矩Tn之比：kg=——TmaxTn11起动过载系数ks为起动力矩Ts与额定力矩Tn之比：5、效率η效率为输出功率P2与输入功率P1之比，即ks=——TsTnη=——=——=iP2T2n2P1T1n112液力耦合器效率等于其转速比(在忽略轴承等功率损失的情况下)，这是液力耦合器的重要特点之一。因此，通常使之在高转速比下运转以求得到高效率。13第三节液力耦合器的特性曲线1、外特性曲线外特性曲线是指液力耦合器在全充

7、满状态、且泵轮转速保持不变的条件下，所传递的转矩、效率与输出转速关系(图3—2)。为考核液力耦合器特性和便于应用，一般情况下还要测出各不同充液量下的输出特性，其相应特性曲线也是外特性曲线。为区分起见，称此曲线簇为通用外特性曲线。不同规格的液力耦合器具有不同的外特性曲线。14由图可以看出：当n1=n2时，工作液体在工作腔内不产生流动，所以T=0。当n1＞n2时，工作液体在泵轮与涡轮离心压力差作用下产生循环流动，从而传递转矩，转差率越大，传递的转矩T越大，当n2=0时，T最大。耦合器的效率等于转速比，当n1不变时，η=n2/n1=kn2（k为常数）即η为一

8、条通过原点的直线T，ηTηn2n1=n2图3-2外特性曲线152．全特性曲线该曲线包括液力耦合