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液力耦合器在實際工作中的情形是:汽車起步前,變速器掛上一定的擋位 ,起祓動機驅(qū)動泵輪旋轉(zhuǎn),而與整車連接著的渦輪即受到力矩的作用,但因其力矩不足于克服汽車的起步阻力矩,所以咼輪還不會隨泵輪的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。根據(jù)這原理,德國工程師費廷格創(chuàng)造了液力變扭器和液力偶合器,把渦輪和泵輪組合在一起,二者之間沒有機械連結(jié)而只是通過液流循環(huán)來相互作用。內(nèi)燃機車采用這種'軟連結(jié)方式而設計的傳動系統(tǒng)稱作液力傳動。因此,液力耦合器工作時,發(fā)動機的動能通過泵輪傳給液壓油,液壓油在循環(huán)流的過程中又將動能傳給渦輪輸出。
在汽車從起步開始逐步加速的過程中,液力耦合器的工作狀況也在不斷變化,這速度矢量圖來說明。假定油液螺旋盾環(huán)流動的流速VT保持恒定,VL為泵輪和咼輪的相對線速度,VE為泵輪出口速度,VR為油液的合成速度。液力傳動裝置的主要組成部分是液力傳動箱、車軸齒輪箱、換向機構(gòu)和相互聯(lián)結(jié)的萬向軸等。它的核心元件是液力傳動箱中的液力變扭器,主要由泵輪、渦輪和導向輪組成。沖向渦輪葉片的夜壓油沿渦輪葉片向內(nèi)緣流動,返回到泵輪內(nèi)緣的夜壓油,又被泵輪再次甩向外緣。液壓油就這樣從泵輪流向渦輪,又從渦輪返回到泵輪而形成循不的液流。
當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,曲軸帶動液力耦合器的殼體和泵輪-同轉(zhuǎn)動,泵輪葉片內(nèi)的液壓油在泵輪的帶動下隨之一同旋轉(zhuǎn) ,在離心力的作用下,液壓油被甩向泵輪葉片外緣處,并在外緣處沖向咼輪葉片,使渦輪在液壓沖擊力的作用下旋轉(zhuǎn)。能用作驅(qū)動機車車輪的機械電動機不是無二的。水力機械中的渦輪機也有和電動機相類似的驅(qū)動特性。只要用柴油機帶動一個泵,向渦輪提供具有某些壓力的液流,而且能夠把在渦輪中工作完畢后的液流 引回到泵的進口處,使液流循環(huán)工作,這套系統(tǒng)就可用作內(nèi)燃機車的動力驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)這原理,德國工程師費廷格創(chuàng)造了液力變扭器和液力偶合器,把渦輪和泵輪組合在一起,二者之間沒有機械連結(jié)而只是通過液流循環(huán)來相互作用。內(nèi)燃機車采用這種'軟連結(jié)方式而設計的傳動系統(tǒng)稱作液力傳動。
當從渦輪流出的工作液正好與導輪葉片出口方向一致時,變矩器不產(chǎn)生增扭作用(這時液力變矩器的工況稱為液力偶合工況)。鑒于此,鐵路部門在1966年小批量進口了德國漢壽爾工廠的NY5,NY6,NY7三種型號的液力傳動內(nèi)燃機車,功率從4000馬力到5000馬力不等,共34臺,統(tǒng)稱大馬力。發(fā)動機啟動后,曲軸通過飛輪帶動泵輪旋轉(zhuǎn),因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使泵輪葉片間的工作液沿葉片從內(nèi)緣向外緣甩出;這部分工作液既具有隨泵輪一起轉(zhuǎn)動的園周向的分速度,又有沖向渦輪的軸向分速度。這些工作液沖擊渦輪葉片,推動渦輪與泵輪同方向轉(zhuǎn)動。