液力偶合器的构成及工作原理（上）
液力偶合器的构成及工作原理（上）
前言
出于价格和技术方面的原因，目前，全球较大型或大型电动调整泵组（如火电厂和核电站给水泵组），通常都采用液力偶合器来进行无级调速，以实现运行工况的改变。
现以VOITH公司R17K450M液力偶合器为例，简单介绍其构成及工作原理。分上、下两部分来介绍，本篇为（上）。仅供参考。
液力偶合器的构成
液力偶合器的构成详见图1。
图例说明：
图1 - 带增速齿轮的液力偶合器的构成
液力偶合器由装配件组成，这些装配件称为模块，采用标准化联接，包括：
1) 工作油系统；
2) 润滑油系统；
3) 箱体和箱盖；
4) 输入轴和齿轮组；
5) 主动轴和主涡轮；
6) 从动轴和从动涡轮。
主动轴和主涡轮永久连接，同样，从动轴与从动涡轮也是如此。主动轴通过齿轮单元与驱动设备相连，从动轴与被驱动设备相连。
主涡轮、从动涡轮和轮壳形成工作回路。工作油在工作室内循环。轮壳和从动涡轮形成勺管室。
勺管箱与液力偶合器箱体相连，从动轴安装在勺管箱和轴承箱上。
三根轴（输入轴、主动轴和从动轴）都由滑动轴承支撑，主动轴和从动轴由推力轴承轴向定位。所有轴承均采用来自于润滑油系统的压力油润滑。
工作油和润滑油回路相互独立，但都从同一个油池内取油，通过油泵传输油。
工作油泵和润滑油泵均由液力偶合器输入轴驱动。在机组启动、停机和事故工况下，由交流电机驱动的辅助润滑油泵向系统提供润滑油。
液力偶合器的动力传递
液力偶合器以一种无磨损的方式将动力从驱动设备传递给被驱动设备，动力通过以下方式传递：
1) 液力偶合器（输入轴）通过联轴器与驱动设备相连。
2) 输入轴与主动轴之间通过增速齿轮单元相连。
3) 主涡轮和从动涡轮之间通过工作油传递动力。
4) 被驱动设备通过联轴器与液力偶合器（从动轴）相连。
通过勺管控制器提供无级调速来达到被驱动设备所需要的转速。
机械能 - 液能 - 机械能
驱动机械的动力通过主涡轮（功能：泵）传递到工作油；工作油在主涡轮内加速，机械能转化为液能。从动涡轮（功能：涡轮）获取液能，并将其转化成机械能，该动力最后传递给被驱动设备。
作用于主涡轮与从动涡轮上的力矩相同。
滑差
由于动力传递过程中存在滑差，因此从动涡轮的转速（n2）比主涡轮（n1）低。
[ 滑差 s = (1-n2/n1) x 100% ]
由滑差引起的功率损耗导致工作油发热，为了消除这些热量，必须对工作油进行冷却。
工作油冷却回路
油经过环流阀进入偶合器的工作回路（工作室），并在离心力的作用下，在勺管室内形成一个旋转的油环，勺管的位置决定了勺管室内油环的高度（厚度）和工作室内的油位。勺管拾取工作室内热的工作油，将其输送到工作油冷却器。工作油在那里冷却后，通过环流阀再返回到偶合器。这个循环就完成了。
如果必须加大注入液力偶合器的工作油量，可通过调节勺管，工作油泵将向回路提供额外的工作油量。
工作油流量
由于功率损耗所引起的工作油量的变化通过环流阀来控制，多余的油通过安全阀（泄压阀）返回到油池。
工作油压力
工作油压力由安全阀（减压阀）（pressure relief valve）调节。
工作油温度
工作油温度取决于功率损耗（滑差）和工作油循环量，通过温度传感器监测。
油温控制
如果通过油冷却器的冷却水量减少，则基于所提供的冷却水量减少必须提供一个温度控制回路来控制工作油温度。然而，必须维持冷却水的最小流量。
易熔塞
如果由于故障导致工作油温度升到160℃，则液力偶合器的易熔塞将会熔化，工作油被转移到液力偶合器的箱体（油池）中。偶合器排空，如果工作油泵不提供任何额外的油，设备将停止工作。
引起油温异常升高的原因可能是：
1) 缺乏冷却（冷却器故障）
2) 偶合器超载
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- 待续 -