液力偶合器部分充液時(shí)特性理論上，偶合器工作時(shí)，工作液的體積等于偶合器內(nèi)部工作腔的體積時(shí)，應(yīng)該是完全充滿的。在實(shí)際工作中，工作液體積只占內(nèi)部工作腔的90％左右就算完全充滿。留下部分空間來(lái)容納從工作液中分解出來(lái)的空氣和油氣。1一、偶合器部分充液時(shí)特性變化當(dāng)偶合器中充液量減小時(shí)，其特性將發(fā)生變化，是由于循環(huán)流量的液流結(jié)構(gòu)（流動(dòng)狀態(tài)）發(fā)生破壞引起。這種特性變化，隨著的變化而有不同。在討論由于液流量不同引起的特性變化時(shí)，常用與轉(zhuǎn)速比有關(guān)的參數(shù)——滑差來(lái)表示。液體空氣向心和離心分界面21.部分充液時(shí)偶合器中的液流結(jié)構(gòu)

，循環(huán)液體呈環(huán)狀在離心力作用下在外圈，靠?jī)?nèi)圈為空氣環(huán)，液體和空氣成為分界面。。

，。液體產(chǎn)生循環(huán)運(yùn)動(dòng)，但較弱。由于較高，在渦輪離心力作用下，液流未達(dá)到循環(huán)圓內(nèi)側(cè)就向泵輪流動(dòng)。中心處向心與離心有分界面。，，由于（即循環(huán)流動(dòng)形成。但此時(shí)泵輪進(jìn)口相對(duì)半徑要比全充液時(shí)大，因而此時(shí)，雖然

力矩增大，但增大又使（），則總的力矩增加較慢。），渦輪中的離心力減小，則液體向心流動(dòng)增強(qiáng)，3由于（即而達(dá)到渦輪最小半徑出口處。但在進(jìn)入泵輪后，動(dòng)能還不能使液流緊貼泵輪外環(huán)流動(dòng)，而是散亂的離心運(yùn)動(dòng)，沒有明顯的自由表面。只有（）時(shí)，才能形成由小循環(huán)到大循環(huán)的流動(dòng)變化。這種流動(dòng)結(jié)構(gòu)），在渦輪中的液體已有足夠動(dòng)能使其緊貼外環(huán)的變化，使偶合器特性產(chǎn)生突變。此時(shí)為大循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在循環(huán)圓中心形成一個(gè)空氣環(huán)。有一個(gè)清楚的平均流線半徑。此半徑在液流由散亂的流動(dòng)（泵輪內(nèi)）到穩(wěn)定的大循環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，有一個(gè)突然的變化，因而引起性能變化。42.部分充液時(shí)偶合器的特性（1）相對(duì)扭矩特性—

為(),

時(shí)泵輪扭矩。不穩(wěn)定區(qū)

在,開始，變?yōu)榇笱h(huán)變化）。狀態(tài)的由小循環(huán)出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)，此時(shí)即為流動(dòng)引起（5（2）扭矩系數(shù)特性因?yàn)椋请S變化而變化的，則變化即由變化引起變化。6段：由于，但此時(shí)未充滿，流動(dòng)時(shí)，則，綜合結(jié)果，增加較慢，比較平緩。段：此時(shí)在點(diǎn)處為臨界狀態(tài)，在點(diǎn)時(shí)，達(dá)到大循環(huán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，，此時(shí)由小循環(huán)

大循環(huán)時(shí)，突然變小，。，液流狀態(tài)破壞（渦輪靠外環(huán)，泵輪內(nèi)散亂運(yùn)動(dòng)）。當(dāng)由大變小時(shí)，上述特性變化為相反過程，但由于液體的慣性作用也變?yōu)楹蛯?duì)于不同的充液量，有不同的臨界點(diǎn)位置。在臨界區(qū)內(nèi)工作，偶合和粘性影響，使不穩(wěn)定點(diǎn)發(fā)生變化，相應(yīng)的器將不穩(wěn)定，產(chǎn)生周期性振動(dòng)。段：液流在大循環(huán)中運(yùn)動(dòng)，特性穩(wěn)定。7二、偶合器部分充液時(shí)穩(wěn)定工作的措施1.內(nèi)側(cè)擋板為了消除在部分充液時(shí)的不穩(wěn)定特性，采用在循環(huán)圓內(nèi)側(cè)安裝擋板。擋板外徑():通常用水作工作液時(shí)，也有試驗(yàn)表明，擋板作用：當(dāng)小時(shí)，偶合器為小循環(huán)運(yùn)動(dòng)，泵輪進(jìn)口平均流線半徑，擋板不影響液流運(yùn)動(dòng)。當(dāng)向大循環(huán)運(yùn)動(dòng)過渡時(shí)，擋板發(fā)生作用，泵輪進(jìn)口的平均流線。而同時(shí)擋板可降低偶合器的過載系數(shù)用較為有利。具體數(shù)值由試驗(yàn)確定。時(shí)，可在各種充液時(shí)，保持特性穩(wěn)定。，偶合器液流由小循環(huán)半徑，則消除了性能突變，保證偶合器性能穩(wěn)定。，對(duì)作牽引8擋板9當(dāng)時(shí)，輔室中的液體與葉輪中保持壓力平衡（偶合器一起旋轉(zhuǎn)，柱面半徑為。當(dāng)使輔室體積增加，液體半徑為，由于偶合器中總液量一定，則在循環(huán)圓中起動(dòng)力傳遞作用的液體隨而減小，則扭矩系數(shù)下降，因而偶合器的過載系數(shù)減小，達(dá)到穩(wěn)定特性的目的。點(diǎn)壓力），液體與時(shí)，循環(huán)圓的離心力大于輔室中的離心力，則液體流入輔室內(nèi)，2.偶合器輔室將渦輪殼與泵輪旋轉(zhuǎn)外殼之間的空間增大，形成輔室。利用輔室中充液量的變化達(dá)到特性穩(wěn)定。10i=1.0(s=0.0)i<1.0(s>0.0)輔室11

偶合器的設(shè)計(jì)，目前有兩種方法：一種為選擇設(shè)計(jì)，即在已有性能優(yōu)良的偶合器基本模型基礎(chǔ)上進(jìn)行相似換算，確立有效直徑。二種為對(duì)偶合器的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)的偶合器達(dá)到要求。由于設(shè)計(jì)理論的不完善（葉輪流動(dòng)設(shè)計(jì)）和各參數(shù)的配合難于計(jì)算準(zhǔn)確，因此，設(shè)計(jì)中常與試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行，通過試驗(yàn)改進(jìn)和完善設(shè)計(jì)。目前工程上多是選擇設(shè)計(jì)，即相似計(jì)算設(shè)計(jì)應(yīng)用較為普遍。第六節(jié)液力偶合器的選擇及設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)介）12一、選擇設(shè)計(jì)—

相似計(jì)算

1.基型選擇—

性能優(yōu)良的偶合器模型依據(jù)：（1）外特性曲線（常考慮最大充液量時(shí)特性）（2）按工作要求選擇、（瞬時(shí)過載系數(shù)）和。2.計(jì)算步驟：（1）確立相似計(jì)算點(diǎn)的參數(shù)通常取，（)（2）確立有效直徑由—

動(dòng)力機(jī)額定工作時(shí)扭矩（通常)—

動(dòng)力機(jī)額定轉(zhuǎn)速（)—

額定工況時(shí)偶合器扭矩系數(shù)—

偶合器工作液體密度13（3）根據(jù)選定的偶合器模型，進(jìn)行特性的相似換算（)（4）偶合器的各線性尺寸均按比值放大或縮小。（5）葉輪葉片數(shù)選擇。通常葉片數(shù)較多，有利于減小葉片數(shù)影響，增加能容量，但會(huì)使流動(dòng)阻力大，對(duì)能容又有影響（有經(jīng)驗(yàn)參數(shù)選取）。一般泵輪葉片與渦輪葉片相差多兩片或少兩片。個(gè)別情況下，工藝制造不利時(shí)，稍作變化。14二、循環(huán)圓設(shè)計(jì)（新偶合器設(shè)計(jì)）偶合器設(shè)計(jì)主要決定循環(huán)圓的尺寸參數(shù)，因?yàn)檠h(huán)圓流動(dòng)決定偶合器的性能。此種方法也是一種半理論半經(jīng)驗(yàn)的方法。主要步驟為：1.確立設(shè)計(jì)工況下的泵輪功率、轉(zhuǎn)速通常根據(jù)工作機(jī)要求，考慮與原動(dòng)機(jī)的配合等，選定、。2.確立偶合器的有效直徑由（）則參考相近的樣機(jī)，根據(jù)要求，選定和值，進(jìn)行試算，值，進(jìn)行比較確定（，）確立不同方案15有內(nèi)環(huán)無(wú)內(nèi)環(huán)3.選定葉輪葉片數(shù)，參考相關(guān)資料分析確立。另外在設(shè)計(jì)中，還有不少因素影響偶合器的性能，如，有內(nèi)環(huán)與無(wú)內(nèi)環(huán)，循環(huán)圓深度分析比較后確立。當(dāng)然，最后設(shè)計(jì)完成后，還要進(jìn)行模型試驗(yàn)確立性能。等。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，均參考有關(guān)資料，16一、液力偶合器的優(yōu)越性1.與液力變矩器比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造；2.額定工作點(diǎn)（)，高；3.由工作液傳遞動(dòng)力，無(wú)機(jī)械摩擦，則壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單；4.能隔振、減振，緩和沖擊負(fù)荷，使工作機(jī)動(dòng)力機(jī)可靠；5.車輛使用偶合器時(shí)，低速時(shí)不滅火，操作簡(jiǎn)單。同時(shí)可在啟動(dòng)時(shí)較平穩(wěn)的速度（無(wú)級(jí)變速），可防打滑。發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，有好的制動(dòng)性能（對(duì)下坡行駛更為安全）；6.大型運(yùn)輸機(jī)械，可提高牽引力，使電機(jī)能帶載啟動(dòng)，而且啟動(dòng)速度快；7.可進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵等葉片機(jī)械的調(diào)速（為拋物線負(fù)荷，曲線）操作方便，節(jié)能效果顯著。第七節(jié)液力偶合器的優(yōu)缺點(diǎn)17二、偶合器的缺點(diǎn)1.不能改變扭矩（和變矩器相比）；2.當(dāng)工況改變時(shí)，3.在大型偶合器中，需要專門的冷卻系統(tǒng)，因而附屬設(shè)備增多（與機(jī)械傳動(dòng)相比較）。變化，尤其在