调速型液力偶合器工作原理
3、 液力耦合器调速
液力耦合器调速
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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。
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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。
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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）
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2、转速比i： 转速比为涡轮转速与泵轮转速之比，即 n2 i= —— n1
Tmax kg = —— Tn
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起动过载系数ks为起动力矩Ts与额定力矩Tn之 比：
Ts ks= —— Tn
5、效率η
效率为输出功率P2与输入功率P1之比， 即
P2 T2 n2 η = —— = —— = i P1 T1 n1
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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。
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C、 反转工况(i＜o)： 位于第二象限。 特点：载荷驱动涡轮反转，电机驱动泵轮正转， 载荷与电机同时向液力耦合器输入功率，均转化 为热量，使液温迅速上升。 随着涡轮反转转速的升高，液流循环流速减弱(在 涡轮里反转趋势加强)，使传递力矩下降。 当液流在涡轮里的反转趋势上升到与泵轮里正转 相互势均力敌时，工作腔中原来的一个循环液流 变为正转(在泵轮里)和反转(在涡轮里)两个循环液 流，此时传递力矩最低。 当涡轮反转转速高于泵轮正转转速时，两个不同 旋向的循环液流又合为一个反向旋转的循环液流， 特性曲线随转速差的增加而上升。
液力耦合器工作原理
液力偶合器工作原理一、工作原理1、概述液力偶合器又称液力联轴器，是以液体为工作介质，利用液体的动能的变化来传递能量的叶片式传动机械。
它具有空载启动电机，平稳无级变速等特点，用于电站给水泵的转速调节，可简化锅炉给水调节系统，减少高压阀门数量，由于可通过调速改变给水量和压力来适应机组的起停和负荷变化，调节特性好，调节阀前后压降小，管路损失小，不易损坏，使给水系统故障减少，当给水泵发生卡涩、咬死等情况时。
对泵和电机都可起到保护作用，故现代电站中，机组锅炉给水泵普遍采用了带液力偶会器的调速给水泵。
2、用途液力偶合器作为节能设备，可以无级变速运转，工作可靠，操作简便，调节灵活，维修方便。
采用液力偶合器便于实现工作机全程自动调节，以适应载荷的变化，可节约大量电能，广泛适用于电力、冶金、石化、工程机械、矿山、市政供水供气和纺织、轻工等行业，适用于各种需要变负荷运转的给水泵、风机、粉碎机等旋转式工作机3、耦合器的基本结构偶合器的基本结构主要部件：泵轮、涡轮、转动外壳、主动（输入）轴、从动（输出）轴及勺管。
泵轮与涡轮称为工作轮，两轮中均有叶片，两轮分别与输入、输出轴相联接，它们之间是有间隙的，泵轮和涡轮均有径向尺寸相同的腔形，所以，合在一起形成工作油腔室，工作油从泵轮内侧进入，并跟随动力机一起作旋转运动，油在离心力的作用下，被甩到泵轮的外侧，形成高速油流冲向对面的涡轮叶片，流向涡轮内侧逐步减速并流回到泵轮的内侧，构成了一个油的循环。
4、偶合器调速范围调速型液力偶合器可以在主动轴转速恒定的情况下，通过调节液力偶合器内液体的充满程度实现从动轴的无级调速（调速范围为0到输入轴转速的97%~98%），调节机构称为勺管调速机构，它通过调节勺管的工作位置来改变偶合器流道中循环液体的充满程度，实现对被驱动机械的无级调速，使工作机按负载工作范围曲线运行5、偶合器工作原理●工作液体在工作腔中的绝对流动是一个三维运动。
●转动外壳与泵轮联接后包围在涡轮之外，使工作液体能贮于泵轮之中。
液力耦合器工作原理及操作注意事项
液力偶合器工作原理及操作注意事项1液力耦合器的工作原理液力耦合器相当于离心泵和涡轮机的组合，当电机通过液力耦合器输入轴驱动泵轮时，泵轮如一台离心泵，使工作腔中的工作油沿泵轮叶片流道向外缘流动。
油流流出后，穿过泵轮和涡轮间的空隙，冲击涡轮叶片以驱动涡轮，使其象涡轮机一样把液体的动能和静压能转变成机械能。
然后，工作油又经涡轮内缘流道回到泵轮，开始下一次的循环，从而把电机的能量柔性地传递给工作机。
由于泵轮和涡轮非刚性连接，若遇到工作机出现抱轴故障时，又起到离合器作用，有效地避免了电机过载烧毁。
调速原理液力耦合器在运转时，供油泵从液力耦合器油箱里吸油，经油冷却器冷却后至勺管壳体中的进油室，并通过泵轮入油口进入工作腔。
同时，工作腔中的油从泵轮泄油孔泄入外壳（勺管室），形成一个旋转油环，这样就可通过液力耦合器调速装置操纵勺管径向伸缩，任意改变外壳里油环的厚度，即改变工作腔中的油量，实现对输出转速的无级调节，勺管排出的油则通过勺管壳体排油腔回到箱体。
2操作注意事项:1）打开位于液力耦合器上盖的加油孔，将油注至油标的“最高油位”。
2）调节液力耦合器勺管至最低转速位置，启动液力耦合器运转，使油充满管路和冷却器，停机后再注至“最高油位”。
3）必须注意，注油不能超过“最高油位”，因为油位过高，将会使液力耦合器的旋转部件与油摩擦产生过热。
4）耦合器使用过程中，用液位变送器监控油位，不准超过“最高油位”和“最低油位”。
5）当液力耦合器在很低转速工作时，可能会听到异常噪音，这是因为勺管在此位置时，勺管口与泵轮外缘排油孔相遇而产生的“汽笛效应”。
这是正常现象，不是液力耦合器的故障。
6）正常停机时，先启动辅助油泵，再停主电机；待整个机组停稳后，停辅助油泵。
调速型液力偶合器的工作原理
调速型液力偶合器的工作原理调速型液力偶合器，由于具有空载及慢速起动、无级调速等功能，因而在国民经济的各行业得到广泛应用。
1、液力偶合器基本构成下图是调速型液力偶合器基本构成原理图。
▲液力偶合器基本构成原理图1—背壳2—涡轮3—泵轮4—外壳5—电动执行器6—勺管7—油泵8—压力表9—温度表10—铂热电阻11—压力变送器12—油冷却器13—综合参数测试仪（现场用）14—综合参数测试仪（控制室用）15—转速传感器16—转速仪17—伺服放大器18—电动操作器19—液位传感器20—液位报警器21—电加热器22—电加热自动控制器主要是由泵轮、涡轮和旋转外套组成。
由泵轮与涡轮、涡轮与旋转外套之间分别形成两个腔室。
泵轮与涡轮之间形成的是环形空腔，两轮内分别装有20～40片径向叶片，涡轮内叶片比泵轮叶片少1～4片，以免共振。
泵轮安装在主动轴端部，主动轴与电动机轴连接；而涡轮与从动轴连接，从动轴连接泵的转轴。
当泵轮在主动轴驱动下旋转时，循环圆内的工作油在离心力作用下沿径向流道外甩而升压，在出口以径向相对速度与圆周速度的合速度冲入涡轮进口径向流道，工作油在涡轮的径向流道内动量矩降低了，进而对涡轮产生了转动力矩，使涡轮旋转。
工作油消耗了能量之后从涡轮出口流出，又流入泵轮入口径向流道，以重新获得能量。
就这样，工作油在循环圆内周而复始地自然循环，传递能量。
另一空腔是由涡轮与旋转外套构成，腔内有从泵轮与涡轮的间隙流出的工作油，随着旋转外套和涡轮旋转。
在离心力作用下，工作油在此腔室内沿外圆形成油环。
泵轮的转速是固定的，而涡轮的转速则是根据工作油量的多少而改变，工作油越多，泵轮传给涡轮的力矩越大，则涡轮转速越高，反之涡轮转速越低。
因而，只要改变工作油量就可以改变涡轮转速。
而循环圆内工作油量的控制有三种方法：（1）移动旋转内套空腔中勺管端口的位置改变工作油量；（2）改变由工作油泵经控制阀进入循环圆内的进油量；（3）这两种方法的联合使用。
液力耦合器的工作原理
液力耦合器的工作原理（一）液力耦器的结构：液力耦合器是一种液力传动装置，又称液力联轴器。
液力耦合器其结构主要由壳体、泵轮、涡轮三个部分。
泵轮和涡轮相对安装，统称为工作轮。
在泵轮和涡轮上有径向排列的平直叶片，泵轮和涡轮互不接触。
两者之间有一定的间隙（约 3mm 一 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。
（二）液力耦合器的安装方式：液力耦合器的输入轴与电动机联在一起，随电动机的转动而转动，是液力耦合器的主动部分。
涡轮和输出轴连接在一起，是液力耦合器的从动部分，与负载连在一起。
在安装时，液力耦合器安装在电动机与负载之间，通常由于负载较大，且与其它设备有联锁，采用将电机后移方案，在改造方案中需重新做电机的基础。
（三）液力耦合器的工作原理：电动机运行时带动液力耦合器的壳体和泵轮一同转动，泵轮叶片内的液压油在泵轮的带动下随之一同旋转，在离心力的作用下，液压油被甩向泵轮叶片外缘处，并在外缘处冲向涡轮叶片，使涡轮在受到液压油冲击力而旋转；冲向涡轮叶片的液压油沿涡轮叶片向内缘流动，返回到泵轮内缘，然后又被泵轮再次甩向外缘。
液压油就这样从泵轮流向涡轮，又从涡轮返回到泵轮而形成循环的液流。
液力耦合器中的循环液压油，在从泵轮叶片内缘流向外缘的过程中，泵轮对其作功，其速度和动能逐渐增大；而在从涡轮叶片外缘流向内缘的过程中，液压油对涡轮作功，其速度和动能逐渐减小。
液压油循环流动的产生，是泵轮和涡轮之间存在着转速差，使两轮叶片外缘处产生压力差。
液力耦合器工作时，电动机的动能通过泵轮传给液压油，液压油在循环流动的过程中又将动能传给涡轮输出。
液压油在循环流动的过程中，除受泵轮和涡轮之间的作用力之外，没有受到其他任何附加的外力。
根据作用力与反作用力相等的原理，液压油作用在涡轮上的扭矩应等于泵轮作用在液压油上的扭矩，这就是液力耦合器的工作原理。
（四）、液力耦合器的调速方法：液力耦合器在实际工作中的情形是：电动机驱动泵轮旋转，泵轮带动液压油进行旋转，涡轮即受到力矩的作用，在液压油量较小时，当其力矩不足于克服载的起步阻力矩，所以涡轮还不会随泵轮的转动而转动，增加液压油，作用在涡轮上的力矩随之增大，作用在涡轮上的力矩足以克服负载起步阻力而起步，其液压油传递的力矩与负载力矩相等时，转速随之稳定。
液力耦合器工作原理
液力耦合器工作原理引言概述：液力耦合器是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各种工业领域。
它通过液体的动力传递来实现机械的连接和传动。
本文将详细介绍液力耦合器的工作原理，包括液力传递、液力变速和液力控制等方面。
一、液力传递1.1 流体动力传递液力耦合器内部填充着液体，通常是油。
当液体在转子内部流动时，它会产生动力，这种动力可以传递给其他机械部件，实现动力传递。
液力传递的基本原理是利用液体的动能和压力来传递转矩和功率。
1.2 液力耦合器的结构液力耦合器由驱动轴、从动轴和液力传递介质组成。
驱动轴和从动轴通过液力传递介质连接在一起。
液力传递介质通常由转子、泵和涡轮组成。
泵将液体从驱动轴端抽出，然后通过转子和涡轮的作用，将液体传递到从动轴端。
1.3 液力传递的特点液力传递具有一定的特点。
首先，液力传递可以在无接触的情况下实现动力传递，减少了磨损和噪音。
其次，液力传递可以实现连续的动力传递，不受转速比的限制。
此外，液力传递还具有一定的扭矩放大效应，可以在启动和低速工况下提供更大的扭矩输出。
二、液力变速2.1 液力耦合器的变速原理液力耦合器可以通过改变液体的流动状态来实现变速。
当液体在转子内部流动时，它的流速和流量会发生变化，从而改变液力传递的效果。
通过调整液体的流动状态，可以实现不同的转速比和扭矩输出。
2.2 液力变速的调节方式液力耦合器的变速可以通过调节泵和涡轮的转速来实现。
当泵和涡轮的转速不同时，液体的流动状态会发生变化，从而实现不同的变速效果。
此外，还可以通过改变液体的粘度和密度来调节液力变速的效果。
2.3 液力变速的优势和应用液力变速具有一定的优势。
首先，液力变速可以实现平滑的变速过程，减少机械部件的磨损和冲击。
其次，液力变速可以实现无级变速，满足不同工况下的需求。
液力变速广泛应用于汽车、船舶、工程机械等领域。
三、液力控制3.1 液力耦合器的控制方式液力耦合器的控制可以通过调节液体的流量和压力来实现。
液力耦合器的工作原理
液力耦合器的工作原理
液力耦合器是一种常见的动力传递装置，它利用液体的流动来实现动力的传递
和调节。
液力耦合器主要由泵轮、涡轮和导向轮等部件组成。
在液力耦合器中，液体被用作传递力的媒介，通过转动的涡轮和泵轮之间的液体流动来实现动力的传递。
下面我们来详细了解一下液力耦合器的工作原理。
首先，液力耦合器的工作原理是基于液体动力传递的原理。
当发动机工作时，
泵轮叶片将液体抛出，形成液体流，这个液体流会带动涡轮叶片旋转。
涡轮叶片接受液体流的动力，从而带动涡轮的转动。
这样，动力就从泵轮传递到了涡轮，实现了动力的传递。
其次，液力耦合器的工作原理还涉及到液体的黏性和摩擦。
当液体流经泵轮和
涡轮之间的间隙时，液体会受到泵轮和涡轮的摩擦力的作用，从而产生扭矩。
这个扭矩会带动涡轮的转动，实现了动力的传递。
同时，液体的黏性也会影响液力耦合器的工作效果，黏性越大，液体的流动阻力越大，从而影响动力的传递和调节。
最后，液力耦合器的工作原理还涉及到液体的流动调节。
液力耦合器中的导向
轮起着调节液体流动的作用，通过调节导向轮的位置，可以改变液体流的流向和流量，从而实现对动力传递的调节。
这样，液力耦合器可以根据实际工况的需要，调节液体流的流量和传递动力的效果。
总的来说，液力耦合器的工作原理是基于液体动力传递、液体的黏性和摩擦以
及液体流动调节的原理。
通过这些原理的相互作用，液力耦合器可以实现动力的传递和调节，广泛应用于各种机械设备中，发挥着重要的作用。
希望通过本文的介绍，可以更加深入地理解液力耦合器的工作原理。
基于液力耦合器的高速大功率调速系统的鲁棒性分析
基于液力耦合器的高速大功率调速系统的鲁棒性分析液力耦合器是一种常用于高速大功率调速系统中的传动装置。
它能够将发动机的动力传递给其他设备，同时具有较高的鲁棒性和可靠性。
本文将从液力耦合器的工作原理、鲁棒性分析以及优化措施等方面进行阐述。
首先，我们来了解一下液力耦合器的工作原理。
液力耦合器由驱动轮、从动轮和液力传动介质组成。
当驱动轮转动时，液体通过泵轮产生动能，并将其传递给涡轮，最后通过从动轮将动能传递给输出装置。
液力耦合器的优点之一是它能够提供较高的扭矩传递比，即在启动过程中能够提供较大的启动转矩。
此外，液力耦合器还具有减振能力，能够减少传动系统中的振动和冲击。
但是，液力耦合器在高速大功率调速系统中也存在一些问题。
首先，液力耦合器的效率相对较低，会造成能量损失。
其次，液力耦合器在系统变动和负载非线性时的鲁棒性不高，容易产生振荡和不稳定现象。
此外，液力耦合器还可能受到过热和液体泄漏等问题的影响。
针对液力耦合器的鲁棒性问题，研究者们进行了一系列的分析和优化。
其中，基于模型的方法是一种常用的分析手段。
通过建立液力耦合器的数学模型，可以对其进行鲁棒性分析。
鲁棒性分析主要包括敏感性分析、稳定性分析和性能评估。
敏感性分析可以帮助我们了解输入参数对系统性能的影响程度，从而优化系统设计。
稳定性分析可以用于评估系统是否存在振荡和不稳定现象，并提供优化建议。
性能评估则是对系统性能进行定量评估，以便优化控制策略。
此外，还可以利用优化算法对液力耦合器进行优化。
优化算法可以通过搜索最优解的方法，寻找最佳的设计参数和控制策略。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群优化算法和模拟退火算法等。
这些算法可以帮助我们找到最佳的设计参数和控制策略，提高液力耦合器的鲁棒性和效率。
除了基于模型和优化算法的方法外，还可以采用实验和仿真的方法对液力耦合器进行鲁棒性分析。
实验可以通过测试不同工况下液力耦合器的性能，获取实际数据并进行分析。
仿真可以通过建立精确的数学模型，模拟实际运行情况下液力耦合器的工作特性，并进行性能评估和优化。
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调速型液力偶合器工作原理
《液气压世界》2010年第1期阅读次数：30
YOT系列调速型液力偶合器是以液体为介质传递功率并实现无级调速的液体联轴装置。
调速型液力偶合器主要用于各种风机和水泵等设备上，经国内外用户使用普遍反映节能效果显著。
调速型液力偶合器与其它机械联轴装置相比具有以下特点：
1．调速型液力偶合器可以在原动机转速不变的情况下连续无级调节被驱动机械的转速，当与离心式风机、水泵相配时，其调速范围为1 ～ 1/4，当与活塞式机械相配时，其调速范围为1 ～ 1/3；
2．调速型液力偶合器能使电机空载启动，不必选择过大功率余量能力的电动机等原动机，并且可以减少电网负荷的波动；
3．调速型液力偶合器具有过载保护的性能；
4．隔离振动，减缓冲击；
5．调速型液力偶合器的传动部件间无直接机械接触、使用寿命长；
6．调速型液力偶合器在额定负载下有较高的传动效率；
7．调速型液力偶合器具有液力控制调速装置和两个半轴，易于实现远距离自动操作；
调速型液力偶合器具有结构合理，性能先进，可靠性高，能满足冶金、建材、发电等行业长期连续运转工况要求。
主要结构简介
调速型液力偶合器结构参看（图1）
1、输入半联轴器7、泵轮 13、支承盘19、输出轴衣 25、吸油滤油网
2、输入轴 8、箱盖 14、轴承20、输出半联轴器 26、闷板
3、左端盖 9、涡轮 15、导流管21、密封环 27、油泵传动齿轮
4、轴承 10、转动外壳 16、轴承座22、
箱体 28、轴承衬套
5、油泵传动主动齿轮 11、呼吸器 17、轴承23、挡油罩 29、油泵
6、轴承12、吊环18、右端盖24、螺塞 30、电动执行器
调速型液力偶合器主要由转子部件、箱体部件、油泵部件、调速机构、管系及控制仪表组成。
1．调速型液力偶合器的转子部件：
1）YOT系列调速液力偶合器转子部件的主动部分主要是由输入半联轴器（1）、输入轴（2）转动外壳（10）及支承盘（13）组成，并有滚动轴承（4）和轴承（14）支承在箱体上。
2）转子部件的从动部分主要是由涡轮（9）输出轴（19）及输出半联轴器（20）组成，并由轴承（6）和轴承（17）支承在箱体和泵轮上。
泵轮（7）涡轮（9）转动外壳（10）均采用高强度铝合金铸造而成，材料具有足够的抗拉强度，保证偶合器有足够的工作可靠性，转子部件经过高精度的动、静平衡校验，确保工作平稳。
2、调速型液力偶合器的箱体部件：
调速型液力偶合器的箱体部件主要有箱体（22）箱盖（8）及轴承座（16）组成，箱体为水平部分式。
这可使偶合器检修方便，在不移动电机和被驱动机械的情况下就可以把转子
部件吊出，由于箱体固定不动也就不会破坏装置的对中状况。
箱体、箱盖及轴承座均为高强度铸铁制成，箱体底壳兼作油箱，故箱体下部较大，使整个装置稳定性及刚性提高。
箱体的一侧有注油口和油位观察孔（参看图5），以供注油和观察油位之用，在箱体两端下部有放油螺塞（24）以供清洗油箱放油之用。
3、调速型液力偶合器的油泵部件：（参看下图）
调速型液力偶合器的油泵部件主要是为偶合器提供工作油和润滑油的装置。
油泵（29）装在输入端入箱体上，借助花键与传动齿轮相联，从外部拧下紧固螺栓即可很方便的拆换油泵，调压阀装在油泵的端盖上，只要拧下防护帽松开防松螺母就可调节调压螺杆实现压力调整，顺时针旋转油压增高，逆时针旋转油压降低，油压调定后拧紧防松螺母。
4、调速型液力偶合器的调速机构部件
调速型液力偶合器的调速机构部件主要由电动执行器（30）及导流管（15）组成，通过电动执行器可以方便的实现手动，机旁电动，操作室电动，也可与自控系统连接，实
现无级自动调速，当导流管外移时为高速，内移时为低速。
5、调速型液力偶合器的管系及控制仪表（参看图5）
在管路系统中，工作油经油泵经滤油器过滤后至冷却器，冷却后的工作油进入偶合器进油口。
在油路系统中，装有油泵出口压力表和温度表，调速型液力偶合器的进口（冷却之后）压力表和温度表，以指示冷却器前后的油温和油压，压力表为远传压力表，油温表为电接点式。
调速型液力偶合器的工作原理
YOT系列调速液力偶合器是以液体为介质传递动力并实现无级调速的液力传动装置，液力偶合器主要由与输入轴相联的泵轮，与输出轴联接的涡轮以及把涡轮包容在其中的转动外壳组成。
在调速型液力偶合器密封的空腔中充满工作油，泵轮和涡轮对称布置，它们的流道几何形状相同。
工作轮叶片为经向布置的直叶片，当原动机驱动泵轮旋转时，工作油在泵轮叶片的作用下由叶片内侧向外缘流动，形成离心水泵出口处的高速高压液流，该液流进入涡轮，冲击涡轮叶片，带动涡轮与泵轮同向旋转，工作油在涡轮中由外缘向内侧流动过程中减速减压，然后再流回泵轮进口，这里传递能量的介质是工作油，泵轮的作用就是把原动机的机械能传给被驱动机械。
（图3）所示为偶合器中流体流动情况示意图。
改变液力偶合器工作腔中工作油的充满度就可在输入轴转速
不变的情况下无级地改变输出轴的转速，调速原理如（图4）所示。
当导流管管口处于靠近旋转轴线位置时（即把导流管拉出）偶合器工作腔中的油环最厚，即工作腔中工作油充满度最大，此时输出轴转速最高，当导流管管口处于远离旋转轴线位置时（即把导流管插进），油环最薄。
即工作腔中工作油充满度最小，此时输出轴转速最低。
本系列偶合器是采用电动执行器作为执行元件来拉动导流管实现无级调速的。
图3 YOT系列调速液力偶合器中液体流动情况示意图
图4 YOT系列调速液力偶合器液力调速原理图。