文档介绍：第四节液力偶合器部分充液时特性
理论上,偶合器工作时,工作液的体积等于偶合器内部工作腔的体积时,应该是完全充满的。在实际工作中,工作液体积只占内部工作腔的90%左右就算完全充满。留下部分空间来容纳从工作液中分解出来的空气和油气。
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一、偶合器部分充液时特性变化
当偶合器中充液量减小时,其特性将发生变化,是由于循环流量的液流结构(流动状态)发生破坏引起。这种特性变化,随着的变化而有不同。
在讨论由于液流量不同引起的特性变化时,常用与转速比有关的参数
——滑差来表示。
液体
空气
向心和离心分界面
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1. 部分充液时偶合器中的液流结构

,循环
液体呈环状在离心力作用下在外圈,靠内圈为空气环,液体和空气成为分界面。
。

,
。
液体产生循环运动,但较弱。由于较高,在涡轮离心力作用下,液流未达到循环圆内侧就向泵轮流动。中心处向心与离心有分界面。
,
,
由于
(即
循环流动形成。但此时泵轮进口相对半径要比全充液时大,因而此时,
虽然
力矩增大,但
增大又使
(
),则总的力矩增加较慢。
),涡轮中的离心力减小,则液体向心流动增强,
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由于
(即
而达到涡轮最小半径出口处。但在进入泵轮后,动能还不能使液流紧贴泵轮外环流动,而是散乱的离心运动,没有明显的自由表面。只有
(
)时,才能形成由小循环到大循环的流动变化。这种流动结构
),在涡轮中的液体已有足够动能使其紧贴外环
的变化,使偶合器特性产生突变。
此时为大循环运动,在循环圆中心形成一个空气环。有一个清楚的平均流线半径。此半径在液流由散乱的流动(泵轮内)到稳定的大循环运动时,有一个突然的变化,因而引起性能变化。
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2. 部分充液时偶合器的特性
(1)相对扭矩
特性
—为( ),
时泵轮扭矩。
不稳定区
在, 开始,
变为大循环
变化)。
状态的由小循环
出现不稳定区,此时即为流动
引起(
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(2)扭矩系数
特性
因为
,是随
变化而变化的,则
变化即由
变化引起
变化。
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段:由于
,但此时
未充满,流动时
,则
,综合结果,
增加较慢,比较平缓。
段:此时在
点处为临界状态,
在
点时,达到大循环运动状态,
,此时
由小循环大循环时,
突然变小,
。
,液流状态破坏
(涡轮靠外环,泵轮内散乱运动)。
当
由大变小时,上述特性变化为相反过程,但由于液体的惯性作用
也变为
和
对于不同的充液量
,有不同的临界点位置。在临界区内工作,偶合
和粘性影响,使不稳定点发生变化,相应的
器将不稳定,产生周期性振动。
段:液流在大循环中运动,特性稳定。
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二、偶合器部分充液时稳定工作的措施
1. 内侧挡板
为了消除在部分充液时的不稳定特性,采用在循环圆内侧安装挡板。
挡板外径( ) :
通常用水作工作液时,
也有试验表明,
挡板作用:当
小时,偶合器为小循环运动,泵轮进口平均流线半径
,挡板不影响液流运动。当
向大循环运动过渡时,挡板发生作用,泵轮进口的平均流线
。而
同时挡板可降低偶合器的过载系数
用较为有利。
具体数值由试验确定。
时,可在各种充液时,保持特性稳定。
,偶合器液流由小循环
半径
,则消除了性能突变,保证偶合器
性能稳定。
,对作牵引
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挡板
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当
时,辅室中的液体与叶轮中保持压力平衡(
偶合器一起旋转,柱面半径为
。
当
使辅室体积
增加,液体半径为
,
由于偶合器中总液量一定,则在循环圆中起动力传递作用的液体随
而减小,则扭矩系数下降,因而偶合器的过载系数减小,达到稳定特性的目的。
点压力),液体与
时,循环圆的离心力大于辅室中的离心力,则液体流入辅室内,

将涡轮壳与泵轮旋转外壳之间的空间增大,形成辅室。利用辅室中充液量的变化达到特性稳定。
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