简述液力偶合器的工作原理

液力偶合器是安装在风机或泵与电动机之间的一种传动部件，它将电动机的功率通过液体偶合器传递至水泵。它与一般挠性联轴器的不同之处在于，它是通过工作油来传递和转换能量的，因此它可以改变转速。液力偶合器的主动叶轮（泵轮）与被动叶轮（涡轮）分别装在主动轴与从动轴上，两者之间无机械联系。

主动叶轮和被动叶轮的中心线在一条直线上，其内腔半圆形流道相对布置，两轮侧板的内腔形状和几何尺寸相同，轮内装有许多径向辐射形平面叶片。两轮端面留有适当的间隙从而构成液流通道，称为工作腔，工作腔的轴面投影称为循环圆，又叫做流道。

液力耦合器结构形式比较多，不同的液力耦合器在结构与原理上略有不同，但是其基本原理是相同的，都是通过泵轮将机械能转化为液体的动能，再由流动的液体冲击涡轮，实现液体动能向机械能的转化，向外输出动力。

调速型液力耦合器主要由泵轮、涡轮、勺管室等组成，如上图所示。当主动轴带动泵轮旋转时，在泵轮内叶片及腔的共同作用下，工作油将获得能量并在惯性离心力的作用下，被送到泵轮的外圆周侧，形成高速油流，泵轮外圆周侧的高速油流又以径向相对速度与泵轮出口的圆周速度组成合速度，冲入涡轮的进口径向流道，并沿着涡轮的径向流道通过油流动量矩的变化而推动涡轮旋转，油流至涡轮出口处又以其径向相对速度与涡轮出口处的圆周速度组成合速度，流入泵轮的径向流道，并在泵轮中重新获得能量。如此周而复始的重复，形成工作油在泵轮和涡轮中的循环流动圆。由此可见，泵轮把输入的机械功转换为油的动能，而涡轮则把油的动能转换成为输出的机械功，从而实现动力的传递。

调速型液力耦合器的无级变速是通过改变勺管的位置而改变循环圆中的工作油量实现的。当勺管插入液耦腔室的最深处时，循环圆中油量最小，泵轮和涡轮转速偏差大，输出转速最低;当勺管插入液耦腔室的最浅处时，循环圆中油量最大，泵轮和涡轮转速偏差小，输出转速最大。

调速型液力耦合器的泵轮和涡轮转速存在着一定的差值，这被称之为速度滑差。由粘性流体性质可知，耦合器滑差损失和轴承摩擦损失将生成大量的热，并被耦合器工作油吸收。耦合器滑差越大，转机功率越大，产生的热量越大。为了使耦合器油温不超过规定值，必须利用油循环系统把高温油带出，经过冷油器冷却后回到耦合器内，从而保证了液力耦合器内热量的平衡。不同的液力耦合器的油冷却方式是不同的，这也是液力耦合器在应用过程中一个比较重要的问题。