液力耦合器的原理、构造、使用和维修

液力耦合器和液力变矩器的结构与工作原理现代汽车上所用自动变速器，在结构上虽有差异，但其基本结构组成和工作原理却较为相似，前面已介绍了自动变速器主要由液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统、自动换挡操纵装置等部分组成。

本章将分别介绍自动变速器中各组成部分的常见结构和工作原理，为自动变速器的拆装和故障检修提供必要的基本知识。

汽车上所采用的液力传动装置通常有液力耦合器和液力变矩器两种，二者均属于液力传动，即通过液体的循环液动，利用液体动能的变化来传递动力。

（一）液力耦合器的结构与工作原理1、液力耦合器的结构组成液力耦合器是一种液力传动装置，又称液力联轴器。

在不考虑机械损失的情况下，输出力矩与输入力矩相等。

它的主要功能有两个方面，一是防止发动机过载，二是调节工作机构的转速。

其结构主要由壳体、泵轮、涡轮三个部分组成，如图1-2所示。

图1-2 液力耦合器的基本构造1-输入轴 2-泵轮叶轮 3-涡轮叶轮 4-轮出轴液力耦合器的壳体安装在发动机飞轮上，泵轮与壳体焊接在一起，随发动机曲轴的转动而转动，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。

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~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。

2、液力耦合器的工作原理当发动机运转时，曲轴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，使涡轮在液压冲击力的作用下旋转；冲向涡轮叶片的液压油沿涡轮叶片向内缘流动，返回到泵轮内缘的液压油，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。

液力耦合器的内部结构图及详细图示说明工作原理
液力耦合器是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。

工作原理：
液力耦合器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。

内部结构图：
向左转|向右转。

液力偶合器维护、使用要领液力偶合器广泛应用于皮带机、破碎机、斗提机、拉链机、风机及取料机等多种需要安全传递扭矩的设备，其安全使用、正确维护是保证主机设备安全运行的重要因素。

为加强在线设备液力偶合器的使用、维护管理工作，特制定本要领。

一、液力偶合器的结构与原理1、结构：液力偶合器是一种靠液体动能传递扭矩的传动部件，主要结构由输入轴、输出轴、泵轮、涡轮、外壳、轴承及易熔塞等零件组成。

其输入轴一端与电机相连，另一端与泵轮相连；输出轴一端与涡轮相连，另一端与工作机相连。

泵轮与涡轮对称布置，都是具有径向直叶片的叶轮，叶轮腔的最大直径称为有效直径，是规格大小的标志。

外壳与泵轮固定连成密封腔，供工作介质在其中做螺旋环流运动以传递扭矩。

2、工作原理：当电机通过输入轴带动偶合器泵轮旋转时，泵轮工作腔内的工作液体受离心力的作用由半径较小的泵轮入口处被加速加压抛向半径较大的泵轮出口处，同时液体的动量矩产生增量，即泵轮将输入的机械能转化成了液体动能。

当携带液体动能的工作液体从泵轮出口冲向对面的涡轮时，液流便沿涡轮叶片所形成的流道做向心流动，同时释放液体动能转化成机械能，驱动涡轮并带动负载旋转做功。

由此，输入与输出在没有直接机械连接的情况下，仅靠液体动能便柔性地连接起来。

1、功能：(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)、具有使电机轻载起动功能；(4)、具有节电功能；(5)、具有过载保护功能：由于偶合器传动无机械直接连接，故当外载荷超过一定限度后，泵轮力矩便不再上升，此时电机照常运转，输出减速直至停转，损失的功率转化成热量使偶合器油温上升，当温升达到易熔塞熔化温度时（通常为125℃），偶合器上的易熔塞中的易熔合金便熔化，工作液体从小孔喷出，从而输出与输入被切断，保护电机、工作机不受损坏，故可有效降低机器故障率，降低维护费用和停工时间，延长电机和工作机的使用寿命。

2、用途：液力偶合器适用于一切需要解决起动困难、过载保护、隔离冲击扭振的机械设备。

液力偶合器简介1．概述液力偶合器是安装在原动机（以下简称电机）和工作机之间的一种液力传动元件，它可在电机输入转速恒定的条件下，在设备运转中，通过操纵勺管，对其输出转速进行无级调节，并使电机的功率通过液力偶合器泵轮和涡轮之间工作油的循环流动，平稳而无冲击地传递给工作机。

液力偶合器在与恒速电机匹配（输入转速恒定）驱动离心式（M∝n2）工作机时，调速范围约为1～1 / 5 ，驱动恒扭矩（M = C）工作机时，调速范围约为1～1 / 3 。

2．主要技术参数2.1产品型号Y O T G C □/□□□Y——液力O——偶合器T——调速型G——固定箱体C——出口调节□/□——工作腔有效直径（mm）/允许使用的电机最高同步转速（r/min）□□——特殊要求结构改型2.2技术参数型号：YOT GC750/1500输入转速：1500r/min传递功率范围：510～1480kW额定转差率：1.5～3%加油量：309L重量：1250Kg注：当输人转速小于表列值时，传递功率=（实际输入转速/表列输人转速）3×表列功率2.3外形尺寸（图-1）防爆产品的安装尺寸与此相同图-1 外形尺寸图3．主要结构特点（图-2 )图-2部件构成3.1旋转组件输入部件——输入轴、背壳、泵轮、外壳输出部件——涡轮、输出轴旋转组件是液力偶合器的心脏部件，其中泵轮和涡轮均分布一定数量的径向叶片。

旋转组件的输入部件和输出部件分别采用简支梁结构形式，被支承在箱体上。

因此，该种液力偶合器既不允许承受外来的轴问载荷，也不向外输出轴向力：图 33.2供油组件主要是由输入轴承支座（泵壳体）、工作油供油泵、吸油管等组成。

工作油供油泵采用单齿差、内啮合摆线转子泵，并安装在液力偶合器输入端的泵壳体内，由输入轴和泵轮轴间的齿副驱动。

3.3排油组件主要是由勺管、排油器和输出轴承支座（勺管壳体）组成。

3.4调速控制装置由控制勺管的连杆机构和电动执行器（含电动操作器）组成。

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。