11.3  液力偶合器的类型和结构

11.3.1液力偶合器的类型

液力偶合器按其应用特性可分为三个基本类型，即普通型﹑限矩型﹑调速型及两个派生类型：液力偶合器传动装置与液力减速器。根GB/T5837-93“液力偶合器型式与基本参数”国标规定，型号如下。

表11-1 液力偶合器类型与代号

11.3.2液力偶合器的结构

1、普通型液力偶合器

普通型液力偶合器是最简单的一种偶合器，它是由泵轮1、涡轮2、外壳皮带轮3主要元件构成，如 图11-9所示。它的工作腔体容积大，效率高（=9.6～9.8，是最高效率），传动力矩可达6～7倍的额定力矩。但因过载系数大，过载保护性能很差，所以一般用于隔离震动﹑缓减启动冲击或作离合器使用。

    图11-9 普通液力偶合器

    1—泵轮  2—涡轮  3—外壳皮带轮

2、限矩型液力偶合器

常见的限矩型液力偶合器有静压泄液式和动压泄液式﹑复合泄液式三种基本结构。前两种在建设机械中用的较为广泛。

（1）静压泄液式液力偶合器

图11-10是静压泄液式液力偶合器结构图及外特性图。为了减小液力偶合器的过载系数，提高过载保护性能，在高传动比时有较高的力矩系数和效率，因此，在结构上与普通型液力偶合器有所不同。它的主要特点是泵轮2、涡轮3对称布置，并且有挡板5和侧辅腔4。

图11-10 静压泄液式液力偶合器

a）结构图   b）腔型   c）外特性曲线

1--输入轴套  2—泵轮  3—涡轮  4—侧辅腔  5—挡板  6—外壳  7—输出轴

挡板装在涡轮出口处，起导流和节流作用。这种液力偶合器是在部分充液条件下工作的。当转差率（即，是临界转差率时的传动比）时，工作腔中的液流呈小循环，环流还不能触及挡板，所以，增加挡板后不会影响偶合器在此阶段的正常工作。但是，当（即）后，工作腔中的液流呈大循环而触及挡板。因挡板的节流作用，使环流流流量减少而限制了传动力矩的增加。如果挡板直径较小，限矩作用不大；如果挡板直径过大，虽限矩作用明显，但因此而带来液流在挡板处产生旋涡，使液体温度上升而效率下降的后果，不能满足工作机械在低传动比时的要求,为此，需增设侧辅腔。侧辅腔位于涡轮外侧与外壳6之间，腔内储存的液体以约的转速旋转所造成的离心静压力与工作腔环流的压力相平衡。当超载时，降低（即s增大），侧辅腔内的液体转速也随之降低，致使腔内离心静压力下降。但是，这时在工作腔内的环流也因s的增大而使其流量﹑能量增加，导致环流的压力大于侧辅腔液体的压力，迫使工作腔的液体进入侧辅腔。这样，因工作腔的液体减少，使启动时及低传动比时的力矩下降，从而起到了过载保护作用。

这种液力偶合器，在高速传动比时，侧辅腔存油很少，因而传动力矩较大；而在低传动比时，侧辅腔存由较多，使特性曲线较为平坦，较好地能满足工作机械的要求。但需指出的是，由于液体出入侧辅腔跟随负载变化而反应速度慢，所以不适于负载突变和频繁起动、制动的工作机械。因为这种液力偶合器多用于车辆的传动中，所以也叫做牵引型夜力偶合器。

（2）动压泄液式液力偶合器

动压泄液式液力偶合器能够克服静压泄液式液力偶合器在突然过载时难以起到过载保护作用的缺点。 图11-11是动压泄液式液力偶合器的结构和外特性图。

图11-11 动压泄液式液力偶合器

a）结构图       b）外特性曲线

1—主动半联轴器与输入轴套  2—前辅腔  3—后辅腔  4—泵轮   5—注油塞

6—易熔塞  7—涡轮  8—涡轮轴（输出轴套）  9—后辅腔外壳

图中，输入轴套1通过弹性联轴器及后辅腔外壳9而与泵轮4连接在一起，蜗轮7用输出轴套8与减速器或工作机械相连起来，易熔塞6起过热保护作用。这种液力偶合器有前辅腔2和后辅腔3，前辅腔是泵轮﹑涡轮中心部位的无叶片空腔；后辅腔是由泵轮外壁与后辅腔外壳9所构成。前后辅腔有小孔相通，后辅腔有小孔与泵轮相通，前后辅腔与泵轮一起转动。

这种液力偶合器在不同的传动比时，性能也不相同。

图11-12 前后辅腔对特性的影响

a）前辅腔对特性的影响       b）后辅腔对特性的影响

下面来讨论只有前辅腔时，对外特性的影响，图11-12a 。

1）当～区段工作时，工作腔内的液体（体积V 0）处于小循环流动，所以液体不能进入前辅腔内，特性线沿a l变化；

2）在～区段，当后，工作腔内液体由小循环转变成大循环，此时就有部分液体泄注到前辅腔。随着的减小，泄注到前辅腔的液体就越来越多，直到时，把前辅腔充满（容积为V 1）。由于工作腔内的充液量不断减少，使力矩下降，特性线沿ld变化，d点为跌落点。

3）在～0区段时，因前辅腔以充满液体，工作腔内的液体不再减少，此时曲线按充液量为V 0～ V 1的固有特性曲线上升到e 。这样，就形成了仅有前辅腔的限矩型液力偶合器的外特性曲线（图中a l d e）。

液体由工作腔泄注到前辅腔是靠自身动能进行的，因此，动作迅速，一般只需0.1～0.2秒就可以充满前辅腔，所以有较好的动态特性。

为了能比较接近外特性为恒力矩这样的理想特性（即希望在﹑﹑工况时的力矩﹑﹑基本相等）实践证明，仅仅采取改变前辅腔容积V 1的办法是不可行的。要使低传动比区段（～）外特性曲线（de线）较为平坦，设置了后辅腔，可使已充满前辅腔的液体通过小孔f 图11-12b 流入后辅腔，从而使工作腔内的充液量继续减少，力矩不再升高，达到使图11-12a中lde线趋于平坦的目的。

后辅腔另一作用是“延充”，延充作用可改善启动性，当发动机开始起动时（涡轮还没有转动），工作腔液体呈成大循环，使液体充满前辅腔后又经小孔f进入后辅腔。由于工作腔充液量很少，力矩很小，因而发动机可轻载起动。随着发动机转速（也即泵轮转速）的升高，后辅腔内的液体因形成的油环压力增加而沿小孔g进入工作腔，又使工作腔的充液量增加，这就是“延充”。由于延缓充液作用，使涡轮力矩增加，力矩达到起动力矩后（ 图11-12b中的），涡轮开始转动。随着的增加，工作腔中的液体流进前辅腔的量减少,而从后辅腔流入工作腔的液体增多，致使工作腔充液量增加，此阶段特性按线变化；后，前腹腔液体逐渐流回工作腔，特性线按32线上升；后（是临界传动比），工作腔液体呈小循环，特性线按21线变化，和普通液力偶合器在高速传动比阶段特性相同。图中1234是无后腹腔时的外特性线；123为有后腹腔时的外特性线。显然，后者接近理想的平坦特性。