咱们平常作业日子中见到的物理运动,大多数都归于刚性联接,但还有一种常用的是依托液体传动动力。
液力传动是由几个叶轮组成的一种非刚性衔接的传动设备。这种设备把机械能转换为液体的动能,再将液体的动能转换为机械能,起着能量传递的效果。常见的有液力耦合器液力变矩器和液力机械元件。
液力耦合器又称液力联轴器,是一种用来将动力源(通常是发动机或电机)与作业机衔接起来传递旋滚动力的机械设备,1905年德国 Hermann Föttinger博士的专利发明。曾使用于轿车中的主动变速器,在海事和重工业中也存在广泛的使用。
液力耦合器如上图所示,它是由泵轮和涡轮组成的。泵轮与主动轴相连,涡轮与从动轴相接。假如不计机械丢失,则液力耦合器的输入力矩与输出力矩持平,而输入与输出轴转速不持平。因作业介质是液体,所以泵轮和涡轮之间属非刚性衔接。
液力耦合器是一个内含两个环形轮片的密封组织。驱动轮称为泵轮,被驱动轮称为涡轮,泵轮和涡轮都称为作业轮。在作业轮的环状壳体中,径向摆放着许多叶片。泵轮和涡轮装合后,构成环形空腔,其内充有作业油液。
泵轮通常在内燃机或电机驱动下旋转,带动作业油液做比较复杂的向心力运动。高速活动的油液在科里奥利力的效果下冲击涡轮叶片,将动能传给涡轮,使涡轮与泵轮同方向旋转。油液从涡轮的叶片边际又流回到泵轮,行成循环回路,其活动道路好像一个首尾相连的环形螺旋线。
德国传动巨子福伊特VOITH,现已从事研发制作液力传动设备100多年,质量居于职业前沿。在1910年为我国第一座水电站供给水轮发电机。
福伊特VOITH做了一个小试验,凭借两台电扇很生动地解说了液力传动原理。有两台电扇面对面放置,左面的插电,右边不插电一起连着一个灯。左面的电扇滚动时搅动空气,带动右边电扇滚动一起点亮后边的电灯。
液力耦合器曾使用于前期的轿车主动变速器主动变速器中。液力耦合器的泵轮与发动机飞轮相衔接,动力由传入。在有一些时分,耦合器严厉上讲是飞轮的一部分,在这种情况下,液力耦合器又被称为液力飞轮。
涡轮与变速器的输入轴相联。液体在泵轮与涡轮间循环活动,使得力矩从发动机传至变速器,驱动车辆的行进。在这方面,液力耦合器的效果很类似于手动变速器中的机械聚散器。因为液力耦合器无法改动转矩的巨细,现已被液力变矩器所替代。
变矩器比耦合器多了一个液体导流部件“导轮”,它对活动的液体导向,使其依据必定的要求,依照必定的方向冲击泵轮的叶片,以此来完成力矩的改变。
当液力变矩器作业时,因导轮对液体的效果,而使液力变矩器输入力矩与输出力矩不持平。当传动比小时,输出力矩大,输出转速低;反之,输出力矩小而转速高。它能够跟着负载的改变主动增大或减小输出力矩与转速。因而,液力变矩器是一个无级力矩变换器。
液力耦合器其实是一种非刚性联轴器,液力变矩器实质上是一种力矩变换器。它们所传递的功率巨细与输入轴转速的3次方、与叶轮尺度的5次方成正比。
传动功率在额外工况邻近较高:耦合器约为96~98.5%,变矩器约为85~92%。违背额外工况时功率有较大的下降。
液力传动用于现代化机器始于20世纪初,最早作为船只动力设备与螺旋桨之间的传动组织,处理大功率、高转速的气轮机和转速遭到气蚀约束的螺旋桨间的减速传动问题。
20世纪30年代,瑞典的阿尔夫·里斯豪姆与英国里兰轿车公司的史密斯工程师协作研发了里斯豪姆一史密斯型三级液力变矩器,先后使用到公共轿车和其他车辆上。
20世纪40年代,液力传动在军事装备上得到了较广泛的使用,如:打捞绞车、登陆艇的锚链绞车、坦克、自行火炮等,一起,带动了液力传动在轿车、拖拉机、工程机械等相关范畴的使用和开展。
现在液力传动已大范围的使用于轿车、拖拉机、工程机械、建筑机械、铁路机车、坦克装甲车辆、石油钻探机械、起重运送机械、风机、水泵等产品上。