液力耦合器的工作原理是什么
液力耦合器的工作原理是利用液體為工作介質(zhì),通過液體動(dòng)量矩的變化來傳遞力矩。
它是一個(gè)內(nèi)含兩個(gè)環(huán)形輪片的密封機(jī)構(gòu),驅(qū)動(dòng)輪稱為泵輪,被驅(qū)動(dòng)輪稱為渦輪,泵輪和渦輪都稱為工作輪。
在工作輪的環(huán)狀殼體中,徑向排列著許多葉片。泵輪通常在內(nèi)燃機(jī)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)工作油液做復(fù)雜的向心力運(yùn)動(dòng)。
高速流動(dòng)的油液在科里奧利力的作用下沖擊渦輪葉片,將動(dòng)能傳給渦輪,使渦輪與泵輪同方向旋轉(zhuǎn)。油液從渦輪的葉片邊緣又流回到泵輪,形成循環(huán)回路,其流動(dòng)路線如同一個(gè)首尾相連的環(huán)形螺旋線。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)泵輪時(shí),工作油液由泵輪驅(qū)動(dòng)而一起旋轉(zhuǎn),并圍繞輸入軸和輸出軸的軸線循環(huán)運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心力,油液從泵輪中心向葉片側(cè)甩出。
在機(jī)翼形成的空間內(nèi),油液從機(jī)翼內(nèi)緣流向機(jī)翼外緣,所以機(jī)翼外緣壓力高,內(nèi)緣壓力低,壓差取決于工作輪的半徑和速度。因此,曲軸輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為油液的動(dòng)能和壓力能。
在油液沒有進(jìn)入渦輪期間,渦輪葉片外緣的液壓低于泵輪外緣的液壓。由于這種壓差,油液從泵輪流入渦輪。同時(shí)油液與渦輪葉片碰撞,使渦輪與泵輪同向旋轉(zhuǎn),液力耦合器輸出軸旋轉(zhuǎn)。
這樣,油液的動(dòng)能和壓力能就轉(zhuǎn)化為輸出軸的機(jī)械能。
液力耦合器中油液同時(shí)有兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一種是與工作輪一起進(jìn)行繞軸線的圓周運(yùn)動(dòng);另一種是經(jīng)過泵輪到渦輪,然后從渦輪回到泵輪的循環(huán)往復(fù)。
由于油液沿工作室循環(huán)圈的循環(huán)運(yùn)動(dòng),油液的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)是兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的合成,運(yùn)動(dòng)方向向渦輪傾斜沖擊渦輪葉片。
這樣,液力耦合器中油液的流線就是一個(gè)來回連接的環(huán)形螺旋線。這也是為什么能量轉(zhuǎn)換是通過聯(lián)軸器內(nèi)部空間的油液螺旋運(yùn)動(dòng)來完成的。
因此,液力耦合器實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的必要條件是泵輪與渦輪之間有油液的循環(huán)流動(dòng)。由于兩個(gè)工作輪的轉(zhuǎn)速不同,導(dǎo)致兩輪葉片外緣產(chǎn)生液壓差,從而產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
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