YOXD限矩型液力偶合器

22阻流板 内缘设置阻流板，阻止在低转速比时 小环流向大环流变化，降低环流改道造成的力 矩震荡。 23侧辅腔 静压泄液式液力偶合器所用，缺点是 泄液速度慢，抗瞬时过载能力不足。 24前辅腔 对限矩有一定作用，常与后辅腔同时 使用。 25后辅腔 过载保护能力强，泄流速度快，抗瞬 时过载能力强，改善启动工况。
5工作轮轴向间隙Δ与D的比值 为避免两个叶轮 相碰，通常涡轮与泵轮之间留有间隙， Δ=(0.005~0.01)D，过大会增加容积损失，该 值对特性影响不大。 6有无内环 没有内环，便于充液量的调整，且结 构简单。 7叶轮叶片数 理论上叶片无穷薄，叶片无限多是 最好的。但是叶片数量过多的话不仅使有效
17充液率 影响传递功率，转差率和输出转速， 稳定性 一般充液率越大越好。但不能超过 80% 18转差率 转差率增大，力矩系数提高，效率降 低，损失功率多，发热量大，过载系数降低。 19雷诺数Re 对偶合器性能影响不大 20驱动方式（内轮与外轮）内轮与外轮驱动的 液力耦合器性能无太大差别。 21环流形态 小循环流 大循环流
相似原理的应用和局限
相似条件：几何相似，运动相似，动力相似 几何相似：重要几何特征有效直径D相似，流道 与循环圆形状相似，各线性尺寸相似（叶片进 出口半径，流道进出口宽度），相应角度相似 （泵轮，涡轮的叶片角）
运动相似
实际流动与模型流动对应点的速度大小成比例， 方向相同。对液力元件为转速比（涡轮转速/ 泵轮转速）相同。
实际应用中，为了改善低转速比时的特性，通 常采用改变充液率的方法以达到限制力矩与调 速的目的 充液率
充液率对特性的影响
液力耦合器两种流态 小循环流动 b大循环流动
a
小循环流与大循环流
工作腔未充满时，液体有两种流态：小循环流 大循环流 高转速比时，涡轮转速高，由于离心力的作用， 液流在接近涡轮出口处脱力外环向上流动，使 液体在工作腔上部形成小循环流动。 低转速比时，涡轮转速较低，离心力较小，液 体沿外环流动形成小循环流动。
基本工作原理
液力耦合器在设计工况时泵轮和涡轮的叶片展 开图以及速度三角形 涡轮转速略低于泵轮转速，泵轮与涡轮进口的 液流相对速度的方向于叶片方向有偏离。 泵轮与涡轮的液力力矩始终大小相等 方向相反
外特性曲线
随着涡轮转速的升高，传递力矩不断减小。 i=1时，传递力矩为0
液力耦合器循环流量
假设泵轮转速不变，启动时，液体在离心力作 用下流动，此时涡轮转速为0，循环流量最大， 随着涡轮转速升高，离心阻力增大循环流量降 低。当涡轮转速与泵轮转速相同时，泵轮出口 离心力等于涡轮进口离心阻力，液体循环流动 停止。
F水蒸气侵蚀轴承，使轴承锈蚀卡死。 G为压力过高液力耦合器爆裂，壳体做得较厚， 铸造难度提高。 H故障率高，寿命短。 I腔内钢质零件表面做防腐蚀处理增加成本。
水介质液力偶合器发展方向
1研究推广应用在水介质耦合器中使用的滑动 轴承，替代滚动轴承 2机械密封代替唇式油封密封(成本高且轴向尺 寸长) 3开发完全泄压式的“内泄式”液力耦合器， 根除工作液外喷现象。 4研发合适的工作介质代替清水（目前有难燃 液，磷Leabharlann 酯，水—乙二醇,水包油，油包水等)
1腔型（循环圆形状）YOXD560 采用动压泄液式 腔型 2循环圆有效直径 D越大传递功率越大 3循环圆内外径直径之比 D0/D 减小该值可增大 传递力矩，但减小后导致内榖尺寸减小，叶片 数量减少，常取D0/D =0.5左右 4流道宽度与循环圆有效直径之比B/D 流道宽度 增大，传递力矩增大。但过宽的话，会增加液 力损失，且加工困难。通常在0.135~0.16之间
动力相似
实际流动与模型流动对应点上作用相同性质的 力，方向相同，大小成比例。 要使两种流动完全符合力学相似是不可能的。 通常只要考虑影响流动规律的主要作用力。液 力元件中主要作用力为惯性力和粘性力，也即 雷诺数Re相等则动力相似。 实际上雷诺数相等也很难做到，模型比实物尺 寸小m倍时，必须使模型的泵轮转速大m2倍， 这一条件很难做到。
阀控延充动压泄液式液力偶合器
前辅腔与后辅腔之间有转阀，启动瞬间，转阀 打开，涡轮转速=0，液流作大循环流动，泄 入前辅腔，经转阀进入后辅腔，工作腔液体大 量减少，泵轮转速迅速提高。到一定速度时， 转阀关闭。之后后辅腔的液体进入工作腔（孔 6），涡轮逐渐加速到额定状况。
闭锁式液力偶合器
由静压泄液式液力偶合器和离心摩擦式离合器 组成。离合器置于侧辅腔3中，涡轮转速升高 时，离合器的主动片8与从动片9接触产生摩 擦力矩。功率传递路线⑴泵轮轴—外壳—泵轮— 涡轮—涡轮轴 ⑵泵轮轴—外壳—摩擦离合器—涡 轮轴 当涡轮转速超过某一值后，离合器完 全接合，全部力矩由摩擦离合器传递，消除了 转差，传动效率达100%
普通液力偶合器
结构简单，只有泵轮，涡轮，外壳和轴几个主 要部件。无限矩功能。工作腔容积大，能容大， 效率高，缺点是过载系数很大。作用于不需要 过载保护的系统中。只有平稳启动，隔振与减 缓冲击的作用。
静压泄液式限矩型液力偶合器
利用侧辅腔3与工作腔中静压力的平衡关系来调 节充液量。侧辅腔在外壳与涡轮之间。涡轮出 口设阻流板。额定工况时，涡轮转速接近泵轮 转速，侧辅腔中液体旋转速度快，离心力大， 液面半径大，载荷增大时，涡轮转速降低，侧 辅腔中液体旋转速度也降低，工作腔中液体一 部分流入侧辅腔，液面半径减小。工作腔液体 减少，能容减少，起到限矩作用。阻流板强迫 液体做小循环流动，也可起到限矩作用。
闭锁式液力偶合器
载荷增大时，涡轮转速下降，离心力减小，复 位弹簧6使滑块脱开，离合器脱开，成为静压 泄液式液力偶合器。 闭锁式液力偶合器与其他类型相比，可传递更 大功率。但在反转时将造成功能混乱，若涡轮 转速不降低，则摩擦离合器就无法脱开，液力 偶合器的功能无法发挥。闭锁式液力偶合器不 能用于有逆转的场合。
凝点：工作液失去流动能力的温度，对凝点的 要求随地区与季节的不同而不同 酸值：酸性对金属有腐蚀作用，要求工作液的 酸值不得超标。 颜色：颜色表明工作液中氧化物及硫化物的去 除程度。
工作液体使用性能
临界载荷PH值 抗氧化安定性 抗乳化性 水分 灰分 机械杂质 泡沫抗性
限矩型液力偶合器性能的影响因素
液力偶合器简介
传动装置
电气传动 机械传动 流体传动
流体传动
流体传动：液压传动 液力传动 气压传动 液力传动：液力偶合器 液力变矩器 液力偶合器：普通型 限矩型 调速型 液力偶合 器传动装置 液力减速（制动）器

产业行情
国内行业结构松散，规模效益差，企业规模小， 产品单一，经济效益差，发展后劲不足，产品 品种少，技术更新缓慢，制造工艺水平低，可 靠性差，产品配套件质量差，应用领域少。 （国外最大液力元件行业是汽车行业,液力变 矩器）
静压泄液式液力偶合器特点
结构简单，动态反应不灵敏，过载系数较大。 应用于过载不频繁的传动中。
动压泄液式限矩型液力偶合器
特点是带有前辅腔4与后辅腔3。额定工况，工 作腔液体做小循环流动。载荷增大时，涡轮转 速降低，做大循环流动，此时液流在动压作用 下，流进后辅腔3，工作腔液体减少起到限矩 作用。 传递功率范围宽，动态反应灵敏，过载保护性 能好。
26辅助腔的容积及分配 27过流孔 孔的布置，孔径与数量由实验确定
水介质液力偶合器
A以清水为介质，节省油液。 B水比油的密度大，传递功率提高15% C喷液后无污染，防瓦斯爆炸。 D用途广泛，用量大，除矿井下设备外，食品， 化工，医药，纺织不允许油污染的机械设备上 均可使用。 E水介质温度升高后汽化，使腔内升压，除易熔 塞外，还需设置易爆塞。
典型的动压泄液式限矩型液力偶合器（油介质）
前辅腔与后辅腔有A孔相通，后辅腔与工作腔之 间有B孔相通。为了安装方便，补偿动力机和 工作机在安装时轴向位移和角位移采用了装有 弹性块的联轴节。涡轮8，轴承12，输出轴13 支承在工作机轴上。泵轮7，轴承11也支承在 工作机轴上。分别设置注油塞与过热保护。注 油孔直通工作腔，注油速度加快。
腔容降低，而且使液力损失增加。叶片数量过 少，冲击损失与容积损失增大，最佳叶片数由 试验确定。 8叶片倾斜角度 一般采用径向直叶片，便与制造， 可以正反转。 9叶片结构 叶片结构合理的液力偶合器液力损失 低，传递力矩高。，过载系数低（一长一短 一长两短 全部长叶片）具体情况按试验确定
10叶片厚度 理论上越薄越好，但受到制造工艺 及叶片强度的制约。为了既不影响传递力矩， 又能增加强度，一般做成轴向不等厚的叶片。 11叶轮流道表面质量 流道表面粗糙，摩擦阻力 大，损失功率大。所以要尽量做得光洁降低表 面粗糙度 12工作腔数量 （单腔与双腔）双腔能传递更多 的力矩，轴向尺寸略长。
液力传动工作液体的选择
密度：传递动力的能力与液体密度成正比，密度越 大对传动越有利。 黏度：工作液体黏稠度的指标。从减小液力损失， 提高传动效率来说，黏度越小越好；但不能过低， 否则润滑油膜不易形成，对轴承润滑不利。黏度 随温度变化，一般希望变化不要太大。 闪点：工作液体加热蒸发，与空气混合，接触火焰 就能燃烧的最低温度。（水介质不存在该问题）

液力偶合器中，液流由泵轮进入涡轮，然后又 由涡轮流回泵轮，形成不停的循环流动。
叶轮
泵轮—泵轮与输入轴相联 ，由动力机带动旋转。 从动力机吸收机械能，并转化为液流在单位时 间内动量矩的增加。 涡轮—涡轮与输出轴相联，将液流在单位时间内 的动量矩减少，液体能转化为机械能像工作机 输出。
工作腔：叶轮流道和内外环所构成的空间。不 包含辅助腔。 辅助腔：调节工作腔内充液量的空腔。 有效直径：工作腔的最大直径
13输入转速 传递功率的能力与输入转速的立方 成正比，所以影响极大。 14工作液密度 液力偶合器传递力矩的能力与工 作液密度的一次方成正比，以水为介质的比用 油为介质的传递力矩能力提高15%。 15工作液黏度 黏度低对传递力矩有利，但对润 滑密封不利。 16工作液温度 温度高，黏度低，传递力矩增大。 过高的温度使工作液老化，密封件老化。