几种新型液力传动装置

几种其他类型的液力传动装置

一自动同步型液力偶合器TurboSyn

TurboSyn是福伊特公司一种提高经济性的独立传动装置，首先它是偶合器，启动的优良特性完全保留；另一方面则是它的机械特性，在正常工作时实现无滑差的动力传递。

1 结构与工作原理

图1-1 自动同步偶合器TurboSyn外形 1-2 TurboSyn偶合器主要组成构件TurboSyn的外形与我们常见的液力偶合器没有什么区别，基本结构也类似于传统的液力偶合器。显著的不同之处在于TurboSyn的涡轮分离成独立的扇形构件，其外缘附有摩擦衬套，在偶合器壳体最大半径回转面的内侧同样也附有摩擦衬垫。正是由于这两个摩擦副的接合作用，使得TurboSyn在达到额定转速时可以进行无滑差的动力传输。

图1-3 主要构件分解图

这些扇形构件（涡轮分体件）安装在轴毂上，一方面类似于一般液力偶合器的涡轮，在工作腔内受到从泵轮获得能量的液体作用绕中心轴线旋转；另一方面，单独的扇形轮又可以绕着本身的铰接轴沿着

径向向外运动。在工作机械通过液力传动被加速到额定转速后，涡轮与偶合器的壳体形成摩擦连接，结果是不同转速的泵轮与涡轮达到同步，额定工况下消除滑差。TurboSyn用作在起动时要求具有液力传动优点（舒缓电机负荷，软加速）且可以在额定工况下无滑差运转的单一驱动装置，可以说自动同步型液力偶合器TurboSyn是启动偶合器与机械摩擦离合器的完美结合。

如果工作机械发生过载或堵转工况，随着载荷的增加，涡轮转速下降到一定程度，则摩擦副脱离接触，TurboSyn又处于单纯的液力偶合器工作状态。总之，当涡轮处于低速或制动工况时，TurboSyn 处于正常的偶合器工作状态；当涡轮转速处于高速或额定工况时，TurboSyn处于摩擦副接合状态。

图1-4 闭锁式液力偶合器图1-5 无滑差静液力机械偶合器图1-4和图1-5所示为两种国产的无滑差液力偶合器，其中闭锁式液力偶合器的工作原理和特性与TurboSyn非常类似，只是闭锁式液力偶合器将机械闭锁机构做在偶合器的外部。相比而言，TurboSyn 设计独特，结构更为紧凑。无滑差静液力偶合器实质是斗轮式液力元件与行星齿轮传动的组合，结构比较复杂，同等功率，尺寸较大，生产成本略高。

2 特性曲线与应用

图1-6 TurboSyn 偶合器特性曲线

在偶合器启动工况及低转速比阶段，自动同步型偶合器与一般的偶合器的传动特性是一致的，可以空载起动电机，并利用电机的有效力矩启动负载，而使电机启动电流不致过大；在高转速比阶段及额定工况，两者存在较大区别。图中a －b －c 段为自动同步型偶合器特性，a 为摩擦副开始接触点，在b 点完全接触。c 点为自动同步型偶合器的额定工作点，该点转矩与负载转矩N T 平衡，转速比1TB i 。

电机的保护、工作机械的平稳加速都是TurboSyn 保留下来的液力偶合器的优良启动性能，而在正常工作时，则为无滑差运行状态，对于磨煤机的使用可节能3℅，对于风机类负载的使用，可以达到10℅。由于其紧凑的结构设计，尺寸、安装接口与普通的液力偶合器可以方便地匹配，因此，给现有传动系统的改造也带来便利条件。

二 变速多盘偶合器MDC

1 MDC 的结构与工作原理

在高功率、低转速传动的应用场合，使用标准的调速型液力偶合器在使用空间上不是最佳的解决方案。由于其独特的设计特点及物理特性，变速多盘偶合器在此类应用场合更为适用。

图2-1 MDC立体结构图图2-2 MDC剖面图

MDC装置具有以下特点：

·结构紧凑，节省安装空间；

·高效率。95℅额定转速以上输入输出为同步运行，消除滑差损失；·对工作机械的变转速调节，实现特定工况的经济运行。

MDC传递的转矩通过改变推力盘组件承受的接触压力来实现，此压力随着环状腔体内形成的油环径向高度而变化，工作油在环状腔体内又以输入转速旋转。油环的高度变化通过倾斜的勺管调节，油环离心力形成旋转压力产生轴向推力作用于推力盘组件，轴向推力越大，传递的力矩越大。

2 MDC的工作状态

图2-3 MDC工作状态

（a）启动勺管开度为零，油环最小，较低的轴向推力，电机空载起动；

（b）部分负载工作改变勺管开度，油环高度、轴向推力开始建立，工作机械柔软加速；随着导管开度的加大，加在推力盘上的力也逐渐

增大，输出轴达到95℅的额定转速后，输入/输出形成同步运行。 （c ）正常工作 100℅的勺管开度，推力盘使得输入输出完全同步，消除滑差损失。

系统的工作油依靠输入动力通过机械机构驱动的供油泵提供，流经内部推力盘组件到外部的冷却器得以循环冷却；辅助润滑油泵则由单独的电机驱动，同时提供马达、工作机械的润滑用油。 3 MDC 的应用

（1） 船舶推进装置的动力传输

图2-4 采用变速多盘偶合器的船舶驱动装置

柴油机作为动力装置驱动的螺旋桨具有抛物线

类负载的特征，使用MDC 作为螺旋桨的动力传输

装置可以拓宽叶轮的转速工作范围，并且在柴油机

空载转速以上，MDC 达到同步运行而消除滑差损失。

另外，MDC 还提供对柴油机、螺旋推进器的

过载保护功能。

（2）一般工业应用

工业生产中的抛物线类负载很多，并且多属于大功率应用场合，如循环水泵、冷却水泵、风机、立式深井泵等，对于低速传动场合，MDC 则更具优越性。由于变速多盘偶合器紧凑的结构设计，MDC 非常适合于立式安装方式的应用，对于某些设备的改造也很方便。

图2-5 MDC 用于立式冷 却水泵

三多级液力变速传动（MSVD）装置

多级液力变速传动装置（MSVD）是80年代后期德国Voith（福伊特）公司生产的一种新型高效液力变速传动装置，它既保持了传统的可调式液力元件的传动特点，又改善了液力元件低速运行传动效率低的不足之处。该装置采用模块化设计，把不同的流体动力元件和机械部件组合安装在一起用于特定的传动调速场合，堪称流体动力学与机械学的完美结合。它的英文名称是：Multi Stage Variable-Speed Drive，缩写为“MSVD”。Voith公司产品代号为Vorecon ，英文名称为Variable Speed Planetary Gear(调速行星齿轮)。

1、结构组成与特点

图1给出的是Voith公司RW型MSVD装置的结构原理图，这种型号的MSVD装置综合运用了三种主要的液力传动元件：液力偶合器、液力变矩器和液力制动器，配以行星齿轮传动机构，调速范围宽，调节范围从最高输出转速的10℅至100℅。

图1 多级液力变速传动（MSVD）装置的结构组成