液力耦合器工作原理

液力耦合器的结构组成及工作原理

来源： 互联网 作者：匿名 发表日期： 2010-4-5 9:12:15 阅读次数： 124 查看权限： 普通文章

液力耦合器主要由：壳体(housing)、泵轮(impeller)、涡轮(turbine)三个元件构成。在发动机曲轴1 的凸缘上，固定着耦合器外壳2。与外壳刚性连接并随曲轴一起旋转的叶轮，组成耦合器的主动元件，称为泵轮了。与从动轴5相连的叶轮，为耦合器的从动元件，称为涡轮4。泵轮与涡轮统称为工作轮。在工作轮的环状壳体中，径向排列着许多叶片。涡轮装在密封的外壳中，其端面与泵轮端面相对，两者之间留有3～4mm间隙。泵轮与涡轮装合后，通过轴线的纵断面呈环形，称为循环圆。在环状壳体中储存有工作液。

液力耦合器的壳体和泵轮在发动机曲轴的带动下旋转，叶片间的工作液在泵轮带动一起旋转。随着发动机转速的提高，离心力作用将使工作液从叶片内缘向外缘流动。因此，叶片外缘处压力较高，而内缘处压力较低，其压力差取决于工作轮半径和转速。

由于泵轮和涡轮的半径是相等的，故当泵轮的转速大于涡轮时，泵轮叶片外缘的液力大于涡轮叶片外缘。于是，工作液不仅随着工作轮绕其轴线做圆周运动，并且在上述压力差的作用下，沿循环圆依箭头所示方向作循环流动。液体质点的流线形成一个首尾相连的环形螺旋线。

液力耦合器的传动过程是：泵轮接受发动机传动来的机械能，传给工作液，使其提高动能，然后再由工作液将动能传给涡轮。因此，液力耦合器实现传动的必要条件是工作液在泵轮和涡轮之间有循环流动。而循环流动的产生，是由两个工作轮转速不等，使两轮叶片的外缘产生液力差所致。因此，液力耦合器在正常工作时，泵轮转速总是大于涡轮转速。如果二者转速相等，液力耦合器则不起传动作用。

汽车起步前，可将变速器挂上一挡位，启动发动机驱动泵轮旋转，而与整车驱动轮相连的涡轮暂时仍处于静止状态，工作液便立即产生绕工作轮轴线的圆周运动和循环流动。当液流冲到涡轮叶片上时，其圆周速度降低到零而对涡轮叶片造成一个冲击力，因而对涡轮作用一个绕涡轮轴线的力矩，力图使涡轮与泵轮同向旋转。对于一定的耦合器，发动机转速越大，则作用于涡轮的力矩也越大。

光电耦合器工作原理

光电耦合器件简介

光电偶合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极体）和光敏器件（如光敏三极管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。光电耦合器分为很多种类，图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。

当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，CE导通；当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管截止，CE不通。对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“ 0”。若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。

图一 最常用的光电耦合器之内部结构图 三极管接收型 4脚封装

图二 光电耦合器之内部结构图 三极管接收型 6脚封装

图三 光电耦合器之内部结构图 双发光二极管输入 三极管接收型 4脚封装

图四 光电耦合器之内部结构图 可控硅接收型 6脚封装

图五 光电耦合器之内部结构图 双二极管接收型 6脚封装

光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使通道上的信号杂讯比大为提高，主要有以下几方面的原因：

（1）光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极体发光，从而被抑制掉了。

（2）光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。

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。