流体传动包括气体(压)传动和液体传动,液体传动分为液压传动、液力传动和液粘传动。液压传动基于帕卡定律,以液体的压能来传递动力;液力传动基于欧拉方程,以液体动量短的变化来传递动力;液粘传动基于牛顿内摩擦定律,以液体的粘性来传递动力。
液力传动的基本元件是液力偶合器和液力变矩器。液力偶合器的基本构件是具有若干径向平面叶片的、构成工作腔的泵轮和涡轮。液力传动油在工作腔里高速循环流动传递动力,油液随从泵轮做牵连运动的同时因受离心力作用而做离心运动,从泵轮(及输入轴)吸收机械能并转化为动量矩(mVR)增量,高速液流从泵轮冲入涡轮做向心流动释放动量矩,推动涡轮(及输出轴)旋转,带动工作机(及负载)做功。液力变矩器的基本构件是泵轮、涡轮和导轮,它们均是具有空间(弯曲)叶片的工作轮,按相关顺序排列构成工作腔。液力传动油在工作腔中被泵轮涡轮搅动,使液流获得动量矩增量,经过导轮调转液流方向后冲入涡轮,释放动量矩(动能)推动涡轮带动工作机旋转做功。
我国液力元件近年发展较快,2003年液力偶合器的全国年产量约7万台。广泛应用于带式输送机、刮板输送机、球磨机、风机、压缩机、水泵和油泵等设备的传动中,提高传动品质并节约能源。当前我国液力偶合器的最高输出转速为6500r/min,最小功率为0.3kW,最大功率为7100kW。液力偶合器的发展趋势是高转速、大功率。
国际上液力偶合器产品以德国福依特公司最为著名,据资料称已有转速达20000r/min、功率达55000kW的产品,可见我国与之尚有相当大的差距。当然,功率大的液力元件对液力传动油的要求较高。
液力变矩器主要用于工程机械、石油机械和内燃机车。液力变矩器主要与内燃机匹配应用,其转速范围在2000~3000r/min。工程机械应用较多,最大功率700HP左右,年产量约7万台。石油机械应用较少,功率达1500HP。内燃机车应用更少,功率高达3000HP。
液粘传动是液体传动一门新兴学科,在我国尚处于起步阶段。由于液粘传动产品(如液粘调速离合器)与液力传动产品(如调速型液力偶合器)虽有本质上的不同,但由于有相似的性能和相同的用途(调速节能),在若干技术活动(如制订发展规划、标准、技术管理、订货活动等)中均被视为同一类型,与液力行业有共性。
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