液力耦合器其实是一种非刚性联轴器,液力变矩器实质上是一种力矩变换器。它们所传递的功率大小与输入轴转速的3次方、与叶轮尺寸的5次方成正比。传动效率在额定工况附近较高:耦合器约为96~98.5%,变矩器约为85~92%。偏离额定工况时效率有较大的下降。根据使用场合的要求,液力传动可以是单独使用的液力变矩器或液力耦合器;也可以与齿轮变速器联合使用,或与具有功率分流的行星齿轮差速器(见行星齿轮传动)联合使用。与行星齿轮差速器联合组成的常称为液力-机械传动。
液力传动装置的整体性能跟它与原动机的匹配情况有关。若匹配不当便不能获得良好的传动性能。因此,应对总体动力性能和经济性能进行分析计算,在此基础上设计整个液力传动装置。为了构成一个完整的液力传动装置,还需要配备相应的供油、冷却和操作控制系统。
液力传动具有很多优点,但是也存在一些缺点,它主要有以下优点:
自动适应性
液力变矩器的输出力矩能够随着外负载的增大或减小而自动地增大或减小,转速能自动地相应降低或增高,在较大范围内能实现无级调速,这就是它的自动适应性。自动适应性可使车辆的变速器减少挡位数,简化操作,防止内燃机熄火,改善车辆的通用性能。液力耦合器具有自动变速的特点,但不能自动变矩。
防振、隔振性能
因为各叶轮间的工作介质是液体,它们之间的连接是非刚性的,所以可吸收来自发动机和外界负载的冲击和振动,使机器启动平稳、加速均匀,延长零件寿命。
透穿性能
指泵轮转速不变的情况下,当负载变化时引起输入轴(即泵轮或发动机轴)力矩变化的程度。由于液力元件类型的不同而具有不同的透穿性,可根据工作机械的不同要求与发动机合理匹配,借以提高机械的动力和经济性能。
另外,还具有过载保护、自动协调、分配负载的功能。液力传动并不完美,它也是有缺点的,比如:效率较低、高效范围较窄,需要增设冷却补偿系统,使结构复杂、成本高。
液力传动用于现代化机器始于20世纪初,最早作为船舶动力装置与螺旋桨之间的传动机构,解决大功率、高转速的气轮机和转速受到“气蚀”限制的螺旋桨间的减速传动问题。20世纪30年代,瑞典的阿尔夫·里斯豪姆与英国里兰汽车公司的史密斯工程师合作研制了里斯豪姆一史密斯型三级液力变矩器,先后应用到公共汽车和其他车辆上。20世纪40年代,液力传动在军事装备上得到了较广泛的应用,如:打捞绞车、登陆艇的锚链绞车、坦克、自行火炮等,同时,带动了液力传动在汽车、拖拉机、工程机械等相关领域的应用和发展。现在液力传动已广泛应用于汽车、拖拉机、工程机械、建筑机械、铁路机车、坦克装甲车辆、石油钻探机械、起重运输机械、风机、水泵等产品上。
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