使工作腔内的工作油量减少，涡轮减速，从而使风 机或水泵减速反之，当勺管往下推移时，风机或水泵将升速。 液力耦合器的主要特性参数 表示液力耦合器性能的特性参数主要有转矩转速比转差 率转矩系数和调速效率η等。 转矩 当忽略液力耦合器的轴承及鼓风损失时，其输入转矩等于传 递给泵轮的转矩，即。其输出转矩与涡轮的阻力矩大小 相等，方向相反，即。 若忽略工作液体的容积损失等，则由动量矩定律及作用力与反作用力 定律可以证明，因此有。着就是说，液力耦合器不能改 变其所传递的力矩，其输出力矩等于其输入力矩。 转速比 液力耦合器运行时其涡轮转速与泵轮转速之比，称为液力 耦合器的转速比，即 液力耦合器在正常工作时，其转速比必然小于。因为若， 就意味着泵轮与涡轮之间不存在转速差，两者同步转动，而当泵轮与 涡轮同步转动时，工作油的旋转动能是不能对涡轮作功的，也就不能 传递功率。 液力耦合器在设计工况点的转速比是表示液力耦合器性能的 个重要指标，表示涡轮转速为最大值时的转速比，通常 。从液力耦合器的调速效率特性可知，表示了液力耦 合器调速效率的最高值。 液力耦合器在工作时，其转速比般在之内，当其 小于时，由于转速比小，工作腔内充油量少，工作油升温很快， 工作腔内气体量大，这时工作中常会出现不稳定状况。 转差率 液力耦合器工作时，其泵轮与涡轮的转速差与泵轮转速之比的百 分数，称为转差率，即  液力耦合器的转差率除表示相对转速差的大小外，还表示在液 力耦合器中功率的传动损失率。由液力耦合器的输入输出力矩相等， 即，可得  即 转矩系数 转矩系数是液力耦合器得个重要技术指标，它表示液力耦合 器通流部分的完善程度。转矩系数越大，表示液力耦合器得动力储 存也越大，亦即其传递功率和转矩得能力越大。转矩系数的值主要 是由液力耦合器工作腔的几何尺寸及形状以及工作腔流道表面的粗 糙度等因素所决定的。 对于已确定工作腔尺寸和形状的液力耦合器，转矩系数仅随转 速比而变，即，在额定工况点的转速比时，液力耦合器 的转矩系数值约为，规定， 调速型液力耦合器的转矩系数值因满足。 调速效率ην液力耦合器效率 液力耦合器的调速效率又称为传动效率。它等于液力耦合器的输 出功率与输入功率之比，因为，故有  即 在忽略液力耦合器的机械损失和容积损失等时，液力耦合器的调 速效率等于调速比。当液力耦合器工作时的转速比越小，其调速效率 也越低，这是液力耦合器的个重要工作特性。 液力耦合器在风机水泵调速中的节能效果 液力耦合器在风机水泵调速中的功率损耗 由上可知，液力耦合器的调速效率等于调速比，所以液力耦合器 属低效调速装置。液力耦合器在带动恒转矩负载调速工作时，转速比 越小，其调速效率越低，转差功率损耗也越大但是在带动叶片式风 机水泵类平方转矩负载调速工作时，情况就不是这样了。这是因为叶 片式风机水泵的轴功率与转速的三次方成正比，这时液力耦合器所传 递的功率也迅速减小，转差功率损耗也就是个很小的量了。 当风机与水泵由液力耦合器驱动调速工作时，风机或水泵的输入 轴与液力耦合器的从动轴相连接，故风机水泵的转速等于液力耦合器 涡轮的转速，即， 而其轴功率等于涡轮轴传递的功率，即。根据叶片式风 机水泵的比 例定律可知，风机水泵的轴功率与其转速的三次方成正比，即 。当液力耦合器在最大转速比时两式 相除得 ，  或改写成 ， ，  即„„„， 因为，即代入式得  由式和式可求出液力耦合器得转差功率损失 与转速比的关系为  为求出最大转差功率损耗时的转速比，可将式的对 求导数，再令导数为零，求出其极值点，即可求出其极大值或极小值  得出取得极大值得极值点为。把极大值代入式 可求出液力耦合器的最大转合器的机械损失和容积损失也要消耗定的 功率般为额定传动功率的，故实际节约的功率比上述 计算结果要少些，约在左右，节电率约为。 例锅炉给水泵的性能曲线如图所示，其在额定转速 下运行时的运行工况点为，相应的。现欲通过变速 调节，使新运行工况点的流量减为，试问其转速应为 多少额定转速为 变速调节时管路性能曲线不变，而泵的运行工况点必在管路性 能曲线上，故点可由处向上作垂直线与管路性 能曲线相交得出见图，由图可读出点的扬程。 与不是相似工况点，需在额定转速时的曲线上找出的 相似工况点，以便求出的转速。过点作相似抛物线，由相 似定律可推得  为把相似抛物线作到图上，上式中与的关系 列表如下 把列表中数值作到图上，此过点的相似抛物线与额定转 速下相交于点。由图可读出故得  或 上述两式得出的结果略有不同是因作图及读数误差引起的。从 计算结果知，此泵装置因管路静扬程很高，故当流量减少到原 流量的时，其转速只降到原转速的，而不是 。 若锅炉给水泵电动机的额定功率为，节流调节到流 量时的实际消耗功率为，试计算采用液力耦合器调速的节 能效果。由以上的计算可知，当转速下降到，即额定转 速的时，流量为，即额定流量的，压力为， 略高于锅炉汽包压力，为了保证汽包顺利进水，转速已不能再下降 了。所以其调速范围为，当水泵转速为额定转速的 时，由，其轴功率，因为液力耦 合器的调速效率等于调速比，这时液力耦合器的输入功率为 ，再加上液力耦合器本身的损耗，输入功率 约为，最大节电率约为左右。与上面的风机相比，同样 是流量，节电率却相差半。 水泵变频调速和液力耦合器调速对比计算 在液力耦合器调速的基础上进行变频调速节能改造，尽管在低转 速时也有很高的节电率，但其最大节电量也不超过额定传送功率 的发生在三分之二额定转速时。用变频器取代液力耦合器调 速的节能计算般可以认为变频器的损耗和液力耦合器的机械损失 和容积损失相当，则节电率的计算可以简化为节电率 调速比。 在采用变频器时，如果保留其液力耦合器的话，其节电率相差 , 节电率调速比 所以当采用变频器取代液力耦合器进行水泵节能改造时，不去掉 液力耦合器是毫无意义的,见下例 例锅炉给水泵不同调速方式的节能对比计算。 取水泵的静扬程为全扬程的，根据液力耦合器的调速效率等 于调速比，和液力耦合器的机械损失和容积损失等于额定传动功率的 取，以及变频器的效率为计算，结果列 于下表。由下表可见，由于水泵的静扬程较大额定扬程的， 转速比大大减小，变速调节的节能效果也大大减小 流量 百分 比 转 速 百 分 比 变速 调节 理论 轴功 率 节流 调节 电功 率 液力 偶合 器调 节电 功率 液力 偶合 器节 电率 变频 调速 电功 率 变频 调速 节电 率 两种 调速 节电 率之 差 变频 器相 对液 耦节 电率 液力耦合器调速和变频调速的主要优缺点比较 液力耦合器调速的主要优缺点 液力耦合器用于叶片式风机水泵的变速调节时，具有以下优点 可实现无级调速。在液力耦合器输入转速不变的情况下，可以 输出无级连续变化的且变化范围很宽的转速。当转速变化较大时， 与节流调节相比较，有显著的节能效果。 可实现电动机的空载启动，降低启动电流。因而可选用容量较 小的电动机及电控设备，减少设备的投资。 可隔离震动。液力耦合器的泵轮和涡轮之间没有机械联系，转 矩通过工作液体传递，是柔性连接。当主动轴有周期性的震动如扭 震等时，不会传到从动轴上，具有良好的隔震效果。能减缓冲击负 荷，延长电动机和风机水泵的机械寿命。 过载保护。由于液力耦合器是柔性传动，其泵轮和涡轮之间有 转速差，故当从动轴阻力矩突然增加时，转速差增大，甚至当风机或 水泵等负载机器制动时，原动机或电动机仍能继续运转而不致被烧毁， 风机与水泵也可受到保护。同时装在液力耦合器上的易熔放油塞还能 及时地把流道热油自动排空，切断转矩的传递。 除轴承外无其它磨损部件，故工作可靠，能长期无检修运行， 寿命长。 工作平稳，可以和缓地启动加速减速和停车。 便于控制。液力耦合器是无级调速，便于实现自动控制，适用 于各种伺服系统控制。 能用于大容量风机与水泵的变速调节，目前单台液力耦合器传 递的功率已达以上。 液力耦合器的主要缺点是 和节流调节相比，增加了初投资，增加了设备安装空间。大功 率的液力耦合器除本体设备外，还要套诸如冷油器等辅助设备和管 路系统。 由于液