1主講人：高長如

2?液力偶合器是一種結構簡單、應用廣泛的液力元件，主要由泵輪、渦輪和泵輪殼三部分組成（圖1）。

a）外形圖

b）剖視圖

圖1液力偶合器

泵輪

軸承

渦輪

3c）偶合器的工作輪

圖1液力偶合器

?偶合器能實現主動軸和從動軸間的柔性接合，并且當工作液體與葉輪相互作用時，理論上能將主動軸上的力矩大小不變地傳遞給從動軸。因此，液力偶合器又稱液力聯軸器。

泵輪殼

渦輪

泵輪

41液力偶合器的結構組成

?液力偶合器按其結構型式不同，可分為有內環偶合器和無內環偶合器兩類（圖2所示）。

a）有內環偶合器

b）無內環偶合器

圖2偶合器的結構示意圖

?泵輪和渦輪的內、外側兩個環形曲面，分別稱為內環和外環。通常將偶合器的泵輪和渦輪統稱為工作輪或葉輪。

內環

外環

外環

52液力偶合器的工作原理

3.2.1液力偶合器的基本工作過程

?工作過程中，發動機帶動與泵輪剛性連接的主動軸1旋轉，位于泵輪內的工作液體由于受到泵輪葉片的作用而獲得能量，隨泵輪一起旋轉。離心力迫使液體沿圖2中所示箭頭方向向泵輪外緣流動，從而把發動機的機械能轉變成泵輪內工作液體的動能。

圖2偶合器的結構示意圖

內環

外環

外環

6圖2偶合器的結構示意圖

?由泵輪流出的液流由泵輪外緣處進入渦輪入口，并沖擊渦輪葉片，同時液流被迫沿渦輪葉片間流道流動。液流的速度減小，從而液體的能量傳遞給渦輪，并轉變成偶合器從動軸2（與渦輪剛性連接）上的機械能，使從動軸2以轉速

旋轉。當液體對渦輪作功降低能量以后，又重新回到泵輪，吸收能量，如此周而復始不斷循環，就實現了能量傳遞。

Tn內環

外環

外環

7?一般情況下，偶合器的渦輪轉速

總是小于泵輪轉速

，所以泵輪出口處由速度產生的動壓力總是大于渦輪進口處的動壓力。由于這一壓差的存在，使得工作液體在泵、渦輪葉片間通道內流動，并總是沿著圖2中的箭頭所示方向進行。

TnBn內環

外環

外環

圖2偶合器的結構示意圖

8?如果

，即轉速比

時，液體在兩輪間的離心壓差為零，循環圓內將不產生流動，液力偶合器不傳遞力矩。但是，當渦輪的轉速

大于泵輪的轉速

時，工作液體將發生與箭頭相反方向的流動，渦輪將起到相當于泵輪的作用，進入反傳工況。

BTnn?TB1inn??TnBn內環

外環

外環

圖2偶合器的結構示意圖

9?液力偶合器循環圓表示兩個葉輪的形狀和相互位置，形象地說明了偶合器的主要特征，因此，任何一種液力偶合器均可用其循環圓來表示。循環圓的最大直徑D稱為循環圓的有效直徑，它是液力偶合器的代表尺寸。

內環

外環

外環

圖2偶合器的結構示意圖

103液力偶合器的分類、結構和特點

液力偶合器的分類：

（1）按其內外環結構可分為有內環偶合器和無內環偶合器。

（2）按充液量可分為定充液量偶合器和變充液量偶合器，變充液量偶合器又稱之為調速型偶合器。

（3）按性能不同又可將偶合器分為普通型、牽引型、限矩型（又稱安全型）和調速型四種，另外，定充液量偶

合器還可作為制動器使用。

（4）按葉片安放角可分為徑向直葉片及前傾或后傾葉片偶合器。

113.1普通型液力偶合器

?普通型（又稱標準型）液力偶合器（圖3）結構最簡單，其結構特點是只有泵輪、渦輪，旋轉殼體組成，沒有特別設計的輔助室，葉輪和循環圓基本對稱。

圖3普通型偶合器循環圓

小孔

泵輪殼體

固定外殼

123.2調速型液力偶合器

什么是調速型偶合器？

調速型液力偶合器是人為地改變偶合器工作腔中的充液量q，從而改變偶合器的特性，在動力機轉速和負載特性都不變的條件下，改變偶合器的充液量也就改變了偶合器的輸入、輸出特性，從而達到調節工作機轉速的目的，這就是容積調速法。調速型偶合器一般均設有補償系統，液體不斷地由油箱（或旋轉油室）經冷卻器進入循環圓，并不斷地從循環圓排回油箱，形成循環油路。這種偶合器廣泛應用于工作機需要無級調速的場合，如和異步電動機帶動的離心式水泵和風機相配合。在調速過程中可以大量節約電能。

13?偶合器工作腔中充液量不同，偶合器的特性也不一樣。

由于偶合器工作腔中的充液量是連續可調的，因此對工作機轉速的調節是無級的。其調速范圍可達3-4倍

調速型偶合器可分為出口調節式、進口調節式、進出口調節式和固定勺管式。

14?

目前，國內外應用較為成功的調速型偶合器，有以下幾種：

圖3-24GST出口調節式調速型液力偶合器

（1）出口調節式

（GST）。如圖3-24所

示。

1－串聯轉子泵

2－輸入軸

3－旋轉背殼

4－泵輪

5－渦輪

6－連桿機構

7－進油腔體

8－輸出軸

9－旋轉外殼

10－勺管

11－排液管

12－水平插管

13－齒輪

15

（2）進口調節式。圖3-25和圖3-26所示為英國Fluidrive公司出產的SCR6和SCR24調速型偶合器，是進口調節式的典型結構。

圖3-25SCR6進口調節式

調速型偶合器

圖3-26SCR24進口調節式

調速型偶合器

這種偶合器自帶旋轉

油殼，無需專門的油

箱和供油泵，功率較

小時還可不用冷卻器，

結構簡單緊湊，軸向

尺寸小，造價較低。

16

（3）進出口調節式。圖3-27所示的電站給水泵調速型偶合器。

圖3-27進出口調節式偶合器的結構原理

進出口調節式偶合器的優點是機動性好、反應靈敏、效率高、供液量可合理利用。但制造工藝要求較高，造價高。

1－主動軸2－增速齒輪3－泵輪

4－渦輪5－輸出軸6－供油腔體

7－勺管8－排油腔體9－供油泵

10－潤滑油泵11－濾器

12－潤滑油冷卻器13－啟動潤滑油

14－進油控制閥15－冷油循環門

16－熱敏元件17－工作油冷卻器

18－油箱回油19－輸入軸

17

（4）固定勺管式。圖3-28所示的調速型偶合器的勺管是固定不動的，通過進排油腔體固定在偶合器支座6上。

圖3-28固定勺管式調速型偶合器

1－輸入軸2－噴油孔

3－旋轉內殼4－旋轉外殼

5－勺管6－支座

7－油管8－冷卻器

9－調整齒輪泵

10－閥箱11－輸出軸

這種偶合器的輸入和輸出側設有軸承支座，沒有上下箱體，尺寸、質量較小。支座內有容積不大的儲油池，供冷卻循環系統的調節和補償之用，偶合器沒有專用的供油泵，調速泵的功率小，又是間歇工作，輔助功率消耗小。

18四、液力偶合器常見故障分析

與診斷

故障一：油溫異常升高

①故障經過：調速型液力偶合器油溫出現異常升溫，溫度異常高現象

，正常溫度約為50度左右（入口油溫);②原因分析：

經過仔細詢問操作人員及認真檢查后，認為引起此問題原因為:當班維修工認為液力偶合器中的油量偏少，加入一桶150#機械油（原來使用的為100#機械油），超出了液力偶合器油標最高位。

19

③診斷結果：當油量添加過多時，液力偶合器中的旋轉桿將會與油產生相當大的摩擦，會使油溫嚴重過熱，這就是為什么加一桶150#機械油后，油出現沸騰現象的主要原因。

故障二：端蓋漏油

①故障經過：液力偶合器兩端蓋處的軸承為噴油潤滑力式，這就造成了有些液力偶合器端蓋在運行的過程中會因種種原因而漏油。

②原因分析：

a.聯軸器旋轉引起真空效應將油吸出。

b.填料密封處大軸粗糙度不符合要求。

c.長時間運行填料密封磨損嚴重。

d.箱體上方的通氣窗堵塞。

20e.回油孔堵乘，回油不暢。

f.設備自身回油孔較小。

g.潤滑油壓過高。

h.溢流閥故障。

③處理方法：

a.常規停機處理法

；

b.為了減少大型設備的停機次數，減少因停機造成的報失，我們采用不停機的處理方法。

21故障三：軸承損壞

①故障經過：

液力偶合器電機前軸承高溫停車，更換軸承和聯軸器后試車時，囚相序接錯使電機反轉，糾正相序后再次試車，發現液力偶合器輸入端軸承振動偏大(0.12mm)開蓋檢查液力偶合器發現輸入輸出軸不同心，更換成備用液力偶合器后振動值降至<0.010mm。對更換下來的液力偶合器進行解體檢查發現，泵輪軸承己損壞。

②原因分析：

a.液力偶合器損壞的主要原因是電機反轉時，油泵無法正常運行，液力偶合器的軸承在

3000r/min的轉速受干損傷，使振動值偏大，