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限矩型偶合器又稱安全型偶合器,是各種型式偶合器中生產數量多的一種類型,主要應用于采煤、運輸、破碎和起重等設備中,這些設備在運轉時,不但負荷變化大,而且有時會發(fā)兒突然卡住現象。
如所周知,在運轉中負荷被突然卡住或制動時,將產生很大的動力過載,因為原動機和負荷機器所有運動部分質量的動能,都將在瞬時釋放出來,變成破壞原動機和丁作機某些零件所需要的功。
因此,要求采用限矩型偶合器對這種從動部分突然卡除現象作出快速反應,防護動力過載,使原動機和負荷機器免受破壞。我們知道液力偶合器是一種傳動裝置,主要是通過油為介質,將機械能和動能進行相互轉化而實現的動力傳遞。還有,在這些設備中原動機大多為異步電機,而負荷的慣性很大,且經常是有載,甚至重載起動,采用偶合器可大大改善電動機和負荷機器的起動性能。
液力變矩器。
何為柔?
液力變矩器的渦輪、導輪和泵輪都是葉片組成的,是一種非剛性連接的傳動裝置。液力耦合器(見圖)的泵輪和渦輪組成一個可使液體循環(huán)流動的密閉工作腔,泵輪裝在輸入軸上,渦輪裝在輸出軸上。小小的葉片把機械能轉換為液能,再將液能轉換為機械能,起著能量傳遞的作用。液力變矩器以區(qū)區(qū)不過升把的ATF油,卻可以傳遞發(fā)動機的萬鈞之力,并自動適應性放大發(fā)動機扭矩,此乃柔之一也。
液壓傳動有著良好的防振、隔振性能,以及過載保護,任你發(fā)動機波濤洶涌的振動,經過液力變矩器的液力傳動,均消于無形,此為柔之二也。
正可謂“化為繞指柔?!? 當然,這也是以犧牲傳遞效率為代價的。
何為剛?
正如上文所提到的,液力傳動是以犧牲傳遞效率為代價的。那么,液力變矩器里面有沒有拳拳到肉的剛性連接呢?當然有了,那就是帶有減振器的鎖止離合器。有了它之后,在穩(wěn)定工況下,液力變矩器可以結合鎖止離合器,這時候發(fā)動機的扭矩就直接剛性無損的傳遞到變速箱,實現媲美手動變速箱的傳遞效率。因為若冷卻器中窩著氣體,一是可能加不進去油,二是使偶合器工作油中混入空氣,產生泡沫、氣穴等故障,給液力傳動帶來危害。而其它工況下,如起步時,液力變矩器仍可以提供液力傳動。
亦柔亦剛,剛柔相濟,陰陽之道,真乃一代太極宗師!
2基本結構
了解了液力變矩器的基本特性后,讓我們好好認識一下它的基本結構。簡而言之,兩大部件總成,一是柔之部件,包括泵輪,導輪和渦輪;二是剛之部件,包括鎖止離合器等。
2.1 柔之部件現代汽車的液力變矩器基本都是由泵輪pump、導輪stator和渦輪turbine三個部件組成其液壓傳動部分。不過在其他工業(yè)領域你可以看到四元件的液力變矩器,其中有兩個導輪哦。
其中泵輪為主動件,與液力變矩器殼體焊接在一起,而殼體又與發(fā)動機曲軸后端的撓性飛輪相連,順便說一句,其中撓性飛輪就相當于普通飛輪,只是由于液力變矩器的轉動慣量較大,替代了普通實心飛輪的轉動慣量,因此只需要匹配薄薄的撓性飛輪就夠了。
與泵輪相對而立的渦輪為從動件,中心有花鍵,與變速器輸入軸為內外花鍵連接,一般渦輪葉片的數量少于泵輪,可以防止因泵輪與渦輪振動的頻率相同而產生共振。
位于泵輪與渦輪之間,固定在與自動變速器殼體連接的軸上,可改變液流方向,是變矩器的反作用力零件,與泵輪和渦輪之間沒有機械連接。
2.2 渦流和環(huán)流讓我們從簡單的生活常識出發(fā)來認識液力變矩器。一個接了電源的電風扇A和另一個不接電源的電風扇B,相對而立并在密閉在一個環(huán)形的腔體內,當A轉動后,我們可以想象B也會慢慢轉動,假如,沒有任何能量損失的話,B的轉速終肯定能等于A的轉速。此時,空氣就作為傳遞動力的介質,將右側不通電的電風扇帶動,其中的空氣就相當于變矩器里面的液壓油。這不就實現了傳動了么?
如果把空氣換成ATF油,而把風扇A換成泵輪,風扇B換成渦輪,然后,渦輪和泵輪扣在一起,加上蓋子,蓋子連上發(fā)動機的撓性飛輪,恭喜你,你已經得到了液力變矩器的雛形了—液力偶合器了。 在這里,所謂偶合就是不能放大扭矩,至于為什么?少安毋躁,后面會提到的。③在多電動機同時驅動的沒備中,采用液力偶合器,可使各電動機的輸出功率趨于平衡。
暫時忘記掉導輪吧,當泵輪隨飛輪轉動時,由于離心力的作用,液體沿泵輪葉片間的通道向外緣流動,造成外緣油壓高于內緣油壓,油液從泵輪外緣沖向渦輪葉片外緣,又從渦輪葉片內緣流入泵輪內緣。就像下圖一樣:
可見在軸向斷面(循環(huán)圓)內,液體流動形成了循環(huán)流,稱為“渦流”。它就像個泵輪和渦輪葉片面對面之間的微循環(huán),見左下圖, 換個角度看渦流。而環(huán)流則是泵輪和渦輪沿著發(fā)動機曲軸旋轉的主循環(huán)液流。
液力變矩器ATF油的運動實際上是渦流和環(huán)流的合成,就像一個首尾相接的螺旋流,從而將發(fā)動機的扭矩傳遞到自動變速箱。液力偶合器就是這么簡單快樂的工作著。
怎么給調速型液力偶合器注油?
液力偶合器的作用主要有四點:給調速型液力偶合器注油是講究方法的,主要的流程和步驟如下所示: ①按要求加注合格的工作油,不準使用混合油,油中嚴禁混人水分。 ②加油的容器要保證清潔,不準混入絨毛及砂類等雜物,加油的過程中同時過濾油。 ③打開偶合器的注油口,將油注入,使油位達到油標的“強油位”。 ④調節(jié)偶合器的導管至弱轉速的位置(即導管為零位,偶合器空腔),起動偶合器運轉,使工作油充滿管路和冷卻器,因為油進入管路和冷卻器,所以油箱的油位下降。液力減速器性能參數型號適用轉速/r·min制動力矩N·m力矩系數/min·mYZQ-2000S450~1520200053。 ⑤運轉一段時間后停機。 停機后,再向偶合器注油,直至達到“強油位”。 注意:這一步很關鍵,停機后必須再次注油,否則在導管100%位置(即偶合器滿腔)時油泵可能因油箱油位過低而吸不上油,使偶合器無法工作。 ⑥冷卻器要充分放氣。 因為若冷卻器中窩著氣體,一是可能加不進去油,二是使偶合器工作油中混入空氣,產生泡沫、氣穴等故障,給液力傳動帶來危害