第11章液力耦合器PPT课件
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图11-1所示，其结构简图见图9-2a。
1—泵轮；2—涡轮； 3—壳体； 4—主轴。
图11-1 液力耦合器主要构件
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11.1 液力耦合器的工作原理
• 在泵轮和涡轮环状壳体内，沿径向均匀地分布着 很多叶片。泵轮1与盆状的壳体3固定，组成耦合 器的外壳，壳内充满工作液体。涡轮置于壳体内， 其端面与泵轮端面相对，有一定间隙且同轴线放 置。泵轮与输入轴相连，涡轮与输出轴相连。目 前使用最广泛的是无内环液力耦合器。
称为液力耦合器的外特性，其特性图线如图11-3。
图中横坐标也可用 i ﹑s来表示。
• 外特性由实验求得。因 i，所以当 i 与 用相 同比例尺时，是从坐标原点起始与坐标轴成 45
的直线。但当 i0.99 ~0.99时5，急速下降，这是
由于此时的传动力矩很小，而磨擦损失的力矩所 占比例显著增加的缘故。所以当 i 1时， 1 。
MTgQ(vT2urT2vT1urT1)gQ(uT2rT2 uB2rB2)
Q 2g(T2 B2)
（11-2）
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11.1 液力耦合器的工作原理
• 将式（11-1）与式（11-2）相加，有
MT MB
（11-3）
• 上面推导过程中应用了如下速度和半径关系（参
看图11-2）：
， ，r vT1uvB2uuB2 vB1uvT2uuT2 T2 rB1，rB2 rT1
第11章 液力耦合器
第11章 液力耦合器
11.1 液力耦合器的工作原理 11.2 液力耦合器的特性 11.3 液力耦合器的类型和结构 11.4 液力耦合器与内燃机的共同工作 11.5 液力耦合器的选择
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11.1 液力耦合器的工作原理
液力耦合器是利用液体的动能而进行能量传递的一种 液力传动装置。它是由泵轮1﹑涡轮2﹑外壳3组成的，如
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11.2 液力耦合器的特性
图11-3 液力耦合器的外特性
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11.2 液力耦合器的特性
• 图中，I点为零矩工况，此时，发动机带动耦合器 空转，M0﹑nB nT﹑i 1﹑ 0 、功率P≈0；II 点为设计工况，该工况点一般在接近液力耦合器
可能达到的实际最高效率点，此时的效率用 表 示，即 = 0.96~0.975 。通常用过载系数来评
。
• 对于同一系列彼此相似的液wenku.baidu.com耦合器，象液力变
矩器一样，可以根据相似原理推导出它的力矩方
程：
M M BM T D 5nB 2
(11-8)
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11.2 液力耦合器的特性
• 式中D为液力耦合器的有 效直径。理论证明，是 随而变化的函数。对于 同系列彼此相似的液力 耦合器，不论大小是否 相同，它们的原始特性 曲线都是一样的，所以 也叫做类型特性，它是 通过实验或外特性曲线 并利用公式换算出来的，
• 液力耦合器与液力变矩器工作原理相似。图11-2是液体在 泵轮和涡轮进出口处的速度三角形，右边是泵轮B的速度 三角形，左边是涡轮T的速度三角形。液力耦合器工作轮
叶片出口处相对速度W2 都垂直于圆周速度 u 2，因此出口
速度三角形为直角三角形，出口绝对速度的圆周分速度就
是 u 2 ，出口轴面分速度就是W2。工作轮入口处的速度三 角形不是直角三角形，原因是液流进入叶片时相对速度W1 和圆周速度 u 1 不垂直，这时的液流角和叶片角不相等，产
生了液流冲击损失。因一般情况下，液力耦合器的传动 比 i n T 1 ，因此uB2 uT1，uB1 uT2。另外，泵轮和
nB
涡轮进口绝对速度与前一工作轮的出口绝对速度相等， 即 vT1 vB2，vB1 vT2 。
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11.1 液力耦合器的工作原理
图11-2 液力耦合器的速度三角形
率转变为热能而消耗掉了。
• 液力耦合器的正常工作范围应在Ⅰ～Ⅱ两工况之
间，而Ⅱ～Ⅲ工况之间是超载工作范围。
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11.2 液力耦合器的特性
11.2.2 液力耦合器的原始特性
• 把液力耦合器的转矩系数 与传动比i ，效
率 i与
之间的关系称为它的原始特f1性(i)，即
﹑ f2(i)
• 式（11-3）说明，在不计各种损失情况下，泵轮 作用于工作液体的力矩与涡轮作用与液体的力矩 大小相等方向相反，或者说泵轮的输入力矩等于 涡轮的输出力矩，力矩方向相同。今后为了分析 方便，把 M B 、 MT 统称为传动力矩 M 。
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11.2 液力耦合器的特性
• 液力耦合器的特性是指它的主要性能参数如传动 力矩 M ﹑泵轮转速n B ﹑涡轮转n T速 ﹑传i 动
比 s﹑转差率 和效率 等之间的关系。
i nT nB
（11-4)
s nB nT 1i nB
(11-5)
MTnT nT i1s
MBnB nB
(11-6)
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11.2 液力耦合器的特性
11.2.1 液力耦合器的外特性
• 当 n B ﹑ 都为常数时，Mf1(nT)﹑f2(nT) 的关系
价液力耦合器的过载能力：
•
GZ
M max M
（11-7)
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11.2 液力耦合器的特性
式中
• M max —— i 0时的传动力矩； • M ——设计工况时的传动力矩。 • Ⅲ点是零速工况，即 i（或 n T）为零时的工况，这
是车辆起步或制动时的工况。此时，M 、 Mmax i 0 、P0功率，此工况下耦合器传递的功
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11.1 液力耦合器的工作原理
• 液力耦合器工作轮叶片和液体的相互作用所产生 的力矩与液力变矩器的作用原理一样。在理想条
件下，液力耦合器的力矩方程为
： • 泵轮
MBg Q(vB2urB2vB1urB1)gQ(uB2rB2 uT2rT2)
Q 2g(B2 T2)
（11-1）
： • 涡轮
• 泵轮和涡轮及壳体所围成的空间，形成一个封闭 的液体循环流道，该流道就叫工作腔或循环圆， 此圆最大直径叫做液力耦合器的有效直径，用D表 示。因工作液体在循环圆内作圆周运动，又随两 工作轮一起绕轴线转动，因而工作液体在液力耦 合器中是作圆周螺旋运动。
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11.1 液力耦合器的工作原理
1—泵轮；2—涡轮； 3—壳体； 4—主轴。
图11-1 液力耦合器主要构件
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11.1 液力耦合器的工作原理
• 在泵轮和涡轮环状壳体内，沿径向均匀地分布着 很多叶片。泵轮1与盆状的壳体3固定，组成耦合 器的外壳，壳内充满工作液体。涡轮置于壳体内， 其端面与泵轮端面相对，有一定间隙且同轴线放 置。泵轮与输入轴相连，涡轮与输出轴相连。目 前使用最广泛的是无内环液力耦合器。
称为液力耦合器的外特性，其特性图线如图11-3。
图中横坐标也可用 i ﹑s来表示。
• 外特性由实验求得。因 i，所以当 i 与 用相 同比例尺时，是从坐标原点起始与坐标轴成 45
的直线。但当 i0.99 ~0.99时5，急速下降，这是
由于此时的传动力矩很小，而磨擦损失的力矩所 占比例显著增加的缘故。所以当 i 1时， 1 。
MTgQ(vT2urT2vT1urT1)gQ(uT2rT2 uB2rB2)
Q 2g(T2 B2)
（11-2）
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11.1 液力耦合器的工作原理
• 将式（11-1）与式（11-2）相加，有
MT MB
（11-3）
• 上面推导过程中应用了如下速度和半径关系（参
看图11-2）：
， ，r vT1uvB2uuB2 vB1uvT2uuT2 T2 rB1，rB2 rT1
第11章 液力耦合器
第11章 液力耦合器
11.1 液力耦合器的工作原理 11.2 液力耦合器的特性 11.3 液力耦合器的类型和结构 11.4 液力耦合器与内燃机的共同工作 11.5 液力耦合器的选择
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11.1 液力耦合器的工作原理
液力耦合器是利用液体的动能而进行能量传递的一种 液力传动装置。它是由泵轮1﹑涡轮2﹑外壳3组成的，如
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11.2 液力耦合器的特性
图11-3 液力耦合器的外特性
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11.2 液力耦合器的特性
• 图中，I点为零矩工况，此时，发动机带动耦合器 空转，M0﹑nB nT﹑i 1﹑ 0 、功率P≈0；II 点为设计工况，该工况点一般在接近液力耦合器
可能达到的实际最高效率点，此时的效率用 表 示，即 = 0.96~0.975 。通常用过载系数来评
。
• 对于同一系列彼此相似的液wenku.baidu.com耦合器，象液力变
矩器一样，可以根据相似原理推导出它的力矩方
程：
M M BM T D 5nB 2
(11-8)
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11.2 液力耦合器的特性
• 式中D为液力耦合器的有 效直径。理论证明，是 随而变化的函数。对于 同系列彼此相似的液力 耦合器，不论大小是否 相同，它们的原始特性 曲线都是一样的，所以 也叫做类型特性，它是 通过实验或外特性曲线 并利用公式换算出来的，
• 液力耦合器与液力变矩器工作原理相似。图11-2是液体在 泵轮和涡轮进出口处的速度三角形，右边是泵轮B的速度 三角形，左边是涡轮T的速度三角形。液力耦合器工作轮
叶片出口处相对速度W2 都垂直于圆周速度 u 2，因此出口
速度三角形为直角三角形，出口绝对速度的圆周分速度就
是 u 2 ，出口轴面分速度就是W2。工作轮入口处的速度三 角形不是直角三角形，原因是液流进入叶片时相对速度W1 和圆周速度 u 1 不垂直，这时的液流角和叶片角不相等，产
生了液流冲击损失。因一般情况下，液力耦合器的传动 比 i n T 1 ，因此uB2 uT1，uB1 uT2。另外，泵轮和
nB
涡轮进口绝对速度与前一工作轮的出口绝对速度相等， 即 vT1 vB2，vB1 vT2 。
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11.1 液力耦合器的工作原理
图11-2 液力耦合器的速度三角形
率转变为热能而消耗掉了。
• 液力耦合器的正常工作范围应在Ⅰ～Ⅱ两工况之
间，而Ⅱ～Ⅲ工况之间是超载工作范围。
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11.2 液力耦合器的特性
11.2.2 液力耦合器的原始特性
• 把液力耦合器的转矩系数 与传动比i ，效
率 i与
之间的关系称为它的原始特f1性(i)，即
﹑ f2(i)
• 式（11-3）说明，在不计各种损失情况下，泵轮 作用于工作液体的力矩与涡轮作用与液体的力矩 大小相等方向相反，或者说泵轮的输入力矩等于 涡轮的输出力矩，力矩方向相同。今后为了分析 方便，把 M B 、 MT 统称为传动力矩 M 。
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11.2 液力耦合器的特性
• 液力耦合器的特性是指它的主要性能参数如传动 力矩 M ﹑泵轮转速n B ﹑涡轮转n T速 ﹑传i 动
比 s﹑转差率 和效率 等之间的关系。
i nT nB
（11-4)
s nB nT 1i nB
(11-5)
MTnT nT i1s
MBnB nB
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11.2 液力耦合器的特性
11.2.1 液力耦合器的外特性
• 当 n B ﹑ 都为常数时，Mf1(nT)﹑f2(nT) 的关系
价液力耦合器的过载能力：
•
GZ
M max M
（11-7)
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11.2 液力耦合器的特性
式中
• M max —— i 0时的传动力矩； • M ——设计工况时的传动力矩。 • Ⅲ点是零速工况，即 i（或 n T）为零时的工况，这
是车辆起步或制动时的工况。此时，M 、 Mmax i 0 、P0功率，此工况下耦合器传递的功
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11.1 液力耦合器的工作原理
• 液力耦合器工作轮叶片和液体的相互作用所产生 的力矩与液力变矩器的作用原理一样。在理想条
件下，液力耦合器的力矩方程为
： • 泵轮
MBg Q(vB2urB2vB1urB1)gQ(uB2rB2 uT2rT2)
Q 2g(B2 T2)
（11-1）
： • 涡轮
• 泵轮和涡轮及壳体所围成的空间，形成一个封闭 的液体循环流道，该流道就叫工作腔或循环圆， 此圆最大直径叫做液力耦合器的有效直径，用D表 示。因工作液体在循环圆内作圆周运动，又随两 工作轮一起绕轴线转动，因而工作液体在液力耦 合器中是作圆周螺旋运动。
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11.1 液力耦合器的工作原理