大型工礦軌道牽引機(jī)車的動(dòng)力裝置大多為內(nèi)燃機(jī)(柴油機(jī)或汽油機(jī))。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí),最大穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速與最小穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速之比約為1.5~2.8;內(nèi)燃機(jī)曲軸上的最大轉(zhuǎn)矩與最小轉(zhuǎn)矩之比約為1.06~1.25。工程機(jī)械的行駛或工作速度的變化,以及行駛阻力或工作負(fù)載的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過內(nèi)燃機(jī)的工作要求。因此,如果在傳動(dòng)系統(tǒng)中加入液力傳動(dòng),將會(huì)大大改善工作機(jī)構(gòu)的工作性能。所以,在很多機(jī)械尤其是建設(shè)機(jī)械中廣泛地采用液力傳動(dòng)。
液力傳動(dòng)(動(dòng)液傳動(dòng))基于工程流體力學(xué)的動(dòng)量矩原理,利用液體動(dòng)能而做功的傳動(dòng)(如離心泵、液力變矩器)。液力傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)的葉片式傳動(dòng)機(jī)械。它裝置在動(dòng)力機(jī)械(如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)等)和工作機(jī)械(如水泵、風(fēng)機(jī)、螺旋槳、機(jī)車和汽車的轉(zhuǎn)軸等)之間,是動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)的聯(lián)接傳動(dòng)裝置,起著聯(lián)接和改變扭矩的作用。
液力傳動(dòng)是液體傳動(dòng)的另一分支,它是由幾個(gè)葉輪而組成的一種非剛性連接的傳動(dòng)裝置。這種裝置起著把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的動(dòng)能,再將液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量傳遞作用。液力傳動(dòng)實(shí)際上就是一組離心泵—渦輪機(jī)系統(tǒng),離心泵作為主動(dòng)部件帶動(dòng)液體旋轉(zhuǎn),從泵流出的高速液體拖動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn),講液體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,實(shí)現(xiàn)能量傳遞。
液力傳動(dòng)的輸入軸與輸出軸之間只靠液體為工作介質(zhì)聯(lián)系,構(gòu)件間不直接接觸,是一種非剛性傳動(dòng)。液力傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是:能吸收沖擊和振動(dòng),過載保護(hù)性好,甚至在輸出軸卡住時(shí)動(dòng)力機(jī)仍能運(yùn)轉(zhuǎn)而不受損傷,帶載荷啟動(dòng)容易,能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速和無級(jí)調(diào)速等,因此它能提高整個(gè)傳動(dòng)裝置的動(dòng)力性能。
液力傳動(dòng)開始應(yīng)用于船舶內(nèi)燃機(jī)與螺旋槳間的傳動(dòng)。20世紀(jì)30年代后很快在車輛(各種汽車、履帶車輛和機(jī)車)、工程機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、鉆探設(shè)備、大型鼓風(fēng)機(jī)、泵和其他沖擊大、慣性大的傳動(dòng)裝置上廣泛應(yīng)用。
離心泵葉輪2在發(fā)動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)下,使工作液體的速度和壓力增加,并借助于導(dǎo)管3經(jīng)導(dǎo)輪8沖擊渦輪9,此時(shí)液體釋放能量給渦輪,渦輪帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)能量傳遞,這就是液力變矩器。它可使輸入力矩和輸出力矩不等;如果無導(dǎo)輪,就成為液力偶合器。圖示方式的液力傳動(dòng),由于導(dǎo)管較長等原因,能量損失大,一般效率只有70%。實(shí)際上所使用的液力變矩器是將各元件綜合在一起而創(chuàng)制的完全新的結(jié)構(gòu)形式(取消進(jìn)出水管、集水槽,以具有新的幾何形狀的泵輪和渦輪代替離心機(jī)和水輪機(jī),并使泵輪和渦輪盡可能接近,構(gòu)成一個(gè)共同的工作液體的循環(huán)圓),如圖中12。
葉輪將動(dòng)力機(jī)(內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)等)輸入的轉(zhuǎn)速、力矩加以轉(zhuǎn)換,經(jīng)輸出軸帶動(dòng)機(jī)器的工作部分。液體與裝在輸入軸、輸出軸、殼體上的各葉輪相互作用,產(chǎn)生動(dòng)量矩的變化,從而達(dá)到傳遞能量的目的。液力傳動(dòng)與靠液體壓力能來傳遞能量的液壓傳動(dòng)在原理、結(jié)構(gòu)和性能上都有很大差別。液力傳動(dòng)的輸入軸與輸出軸之間只靠液體為工作介質(zhì)聯(lián)系,構(gòu)件間不直接接觸,是一種非剛性傳動(dòng)。