液力耦合器工作原理及應用

液力耦合器又稱液力聯(lián)軸器，是一種用來將動力源（通常是發(fā)動機或電機）與工作機連接起來傳遞旋轉(zhuǎn)動力的機械裝置，1905年德國 Hermann Föttinger博士的專利發(fā)明。曾應用于汽車中的自動變速器，在海事和重工業(yè)中也有著廣泛的應用。

結(jié)構(gòu)及工作原理
液力耦合器是一個內(nèi)含兩個環(huán)形輪片的密封機構(gòu)。驅(qū)動輪稱為泵輪，被驅(qū)動輪稱為渦輪，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。泵輪和渦輪裝合后，形成環(huán)形空腔，其內(nèi)充有工作油液。泵輪通常在內(nèi)燃機或電機驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，帶動工作油液做比較復雜的向心力運動。高速流動的油液在科里奧利力的作用下沖擊渦輪葉片，將動能傳給渦輪，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，行成循環(huán)回路，其流動路線如同一個首尾相連的環(huán)形螺旋線。

應用
液力耦合器主要用于傳遞動力，可以實現(xiàn)傳動過程中的無級調(diào)速，減小動力源啟動時的沖擊負荷，還可以在傳動部件過載時保護動力源。

汽車

液力耦合器曾應用于早期的汽車半自動變速器及自動變速器中。液力耦合器的泵輪與發(fā)動機的飛輪相連接，動力由發(fā)動機曲軸傳入。在有些時候，耦合器嚴格上講是飛輪的一部分，在這種情況下，液力耦合器又被稱為液力飛輪。渦輪與變速器的輸入軸相聯(lián)。液體在泵輪與渦輪間循環(huán)流動，使得力矩從發(fā)動機傳至變速器，驅(qū)動車輛的前進。在這方面，液力耦合器的作用非常類似于手動變速器中的機械離合器。由于液力耦合器無法改變轉(zhuǎn)矩的大小，現(xiàn)已被液力變矩器所取代。

特性

失速轉(zhuǎn)速
液力耦合器失速轉(zhuǎn)速是指當輸入動能達到最大，而渦輪被鎖死時，泵輪能夠達到的最大轉(zhuǎn)速——當應用于車輛時，即是當駕駛者把油門踩到底使節(jié)氣門全開，同時以足夠的力量踩住剎車使車輛保持靜止的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，引擎所有動能都在液力耦合器里轉(zhuǎn)化為熱能，有可能導致耦合器損毀。

轉(zhuǎn)速差
液力耦合裝置無法將發(fā)動機動力100%輸出，因為部分能量由于內(nèi)部液體流動的摩擦轉(zhuǎn)化為熱能，由泵輪傳遞給耦合液而損失。其結(jié)果是，渦輪的轉(zhuǎn)速永遠低于泵輪的轉(zhuǎn)速，形成“轉(zhuǎn)速差”。這個差值隨著耦合器負荷的增加及飛輪轉(zhuǎn)速的降低而加大。

紊流
當油液從渦輪回到泵輪時，油液的運動方向與泵輪相反，于是會產(chǎn)生一些制動效應并引起不小的紊流。這將增加泵輪與導輪間的轉(zhuǎn)速差，降低傳動效率。