1
第二章 液力偶合器
2
第一节 液力偶合器的工作原理
偶合器由泵轮和涡轮组成，同时有一旋转外壳以防止
工作液体在传动过程中散掉。
1,有内环的偶合器（结构简图）（教材图 2-1－ 2-3）
泵轮 B,涡轮 T
叶轮由外环、内环和叶片组成。通常叶片为 直叶片 。
叶片流道空间和外环、内环的导流内表面组成工作腔。
工作腔轴面投影对轴心线上下对称，则常以轴心线的上半部表示。
D — 循环圆的最大直径，称有效直径。其他尺寸以此按比例进行计
算。
在半径小的地方，由于叶片设计成等厚度的，因此排挤较大，
为了减少排挤，常采取每隔一个叶片在半径小处切去一部分。
泵轮和涡轮的几何形状通常是相同而且是对称的。
3
1－输入轴,2－输出轴,
3－旋转外壳,4－内环,5－外环
4
2,无内环的偶合器（结构简图）
现代工程应用的偶
合器大多为无内环的，
因为在工作过程中，内
环并非必要，而且取消
内环后，偶合器的特性
曲线可以进行调整，同
时结构简单。
无内环偶合器的液流循
环与有内环时是相同的
（相当于内环缩小为一
点）。在直径小的地方
，将叶轮叶片也间隔切
去部分，以减小排挤。
B TD?
DK1?
叶片切
割部分
输入轴
输出轴
5
二、偶合器的工作原理
1,速度三角形
液体质点在液力偶合器中既作相对运动又作牵连
运动。对于有内环的液力偶合器，取将过流断面均分的
流线为平均流线，分析流线上各点的速度变化。
1Tr
2Tr
2Br
1Br
平均流线,— - — -,
泵轮：进口
出口
1Br
2Br
涡轮：进口 1Tr
出口 2Tr
21 TB rr ? 12 TB rr ?
r
6
??Z
V
mVW ?
uVU?
假定,
（ 1）叶轮的叶片都是径向的直叶片，, 泵轮和涡轮的进
出口角均为 90°,
????? 902121 TTBB ????
则有（由速度三角形可知）,
mVW ? UVu ?
（ 2）叶轮的过流断面为常数，叶片无限薄（ ) 1??
rbF ?2?
TB QQ ?
同时视为在同一过流断面上各点速度相等
（容积损失不计）
c o n stFQV m ??
2121 mTmTmBmB VVVV ???
7
（ 3）在泵轮和涡轮的无叶片区内，没有外力矩对液流的作用，则各
点的速度矩相等，即
con strV u ?
22220033 BBBuBTuTBuB rUrVrVrV ???
（出口角为 90° ）
22220033 TTTuTBuBTuT rUrVrVrV ???
（出口角为 90° ）
因为,21 TB rr ? 12 TB rr ?
同时可以视为,
10 BB rr ? 10 TT rr ?23 BB rr ? 32 TT rr ?
则有,
2203 BuBuTuB UVVV ???
2230 TuTuTuB UVVV ???
由此，可以画出泵轮进出口和涡轮进出口的速度三角形。
0,1,2,3分别表示刚进口,
进口、出口和刚出口。
8
0TW 1TW
0TV
1TU
1T?
2BV
2BW
2BU
2B?
2TW
2TV
2T?
2TU
2T? 1BU
0BV
0BW
1BW
速度三角形习惯规定：以泵轮和涡轮的交界处为中心线，将泵轮速
度三角形画右边（ ），涡轮速度三角形画左边（ ),TB
9
泵轮：出口速度三角形 BCE ?? 90
2B?? 22 mBB VW ??
进口速度三角形,APN 由于液流刚进口的
0BW
与叶片方向不一致，则产生冲击损失,
2
22
01 )(
2
1
22
)( ALAP
gg
NT
g
WWh BB
CB ???
??
g
irUUU
g BBTB 2
)1()(
2
1 22
1
2
2
2
21
????
由向量关系,
即
NTPNPT ??
PNPTNT ???
01 BB WWNT ??
2
11
B
BB rrr ?(
— 泵轮进
口相对半
径）
又
2
1
21
B
B
BB r
rUU ?
irrUU
B
B
BT
2
1
22 ?
10
涡轮：出口速度三角形 ALM ?? 90
2T?? 22 mTT VW ??
进口速度三角形 BFG,由于液流进口前
0TW
与叶片方向不一致，产生冲击损失,
2
2
01 )(
2
1
22
)( BCBF
gg
GK
g
WWh TT
CT ???
??
g
iUUU
g BBT 2
)1()(
2
1 22
2
2
21
????
在速度三角形中，根据假定有,
20 BT VV ?
,
20 TB VV ?
02 uTuB VV ?? 02 uBuT VV ?
泵轮和涡轮的进出口速度三角形高度相等,即各处 为常数。
mV
( )
11
2,基本方程
将液力传动基本方程中（,
g
VUVUH uu
L
0033 ??
?
)( 0033 rVrVQM uuYL ??? ? ）的 222233 BBBuBu rUrVrV ??
222200 TTTuTu rUrVrV ?? B?? ?
代入，则得泵轮的能量方程,
?rU ?
2
1
1
B
B
B r
rr ?
B
T
n
ni ?
0)( 2222 ??? TTBBBBL rUrUgH ?
即
0)1( 21
2
2 ???
B
B
BL rig
UH
泵轮的动量（扭矩）方程,
0)( 2222 ???? TTBBYB rUrUQM ?
12
同样将
222233 TTTuTu rUrVrV ?? 222200 BBBuBu rUrVrV ??
T?? ?
代入，得涡轮的能量方程,
0)( 2222 ??? BBTTTTL rUrUgH ?
即
0)1( 21
2
2 ???
B
B
TL riig
UH
涡轮的动量（扭矩）方程,
0)( 2222 ???? BBTTYT rUrUQM ?
13
由基本方程可知，泵轮使液流的能量增加。由刚进口前的动量矩
00 BuB rV
（
2200 TTBuB rUrV ?
）增加到泵轮出口动量矩
22 BuB rV
（
2222 BBBuB rUrV ?
同时可知，涡轮轴上工作机的力矩为阻力矩，与泵轮的力矩相
反，通过涡轮叶片对液流作用了一个反力矩，即涡轮刚进口的速度
矩 （ ），减少到涡轮出口动量矩
00 TuT rV 2200 BBTuT rUrV ?
22 TuT rV
（ ）
2222 TTTuT rUrV ?
说明涡轮传给了工作机功率（动力）。
）,动力机对泵轮作功。
14
由偶合器的循环流动中知，当
TB nn ?
时，液流由
TB nn ?
时，流动停止，当 0?
Tn
时，泵轮转动，此时流量达最大，因此，当 co nstn
B ?
时，扭矩方程中的 Q? 将随
Tn
的增大而减小，即
)(ifQ ??
当
??? Qi ?,而当 1?i 时 。 0?Q?
泵轮流向涡轮。当
15
Q?
Q?
)1( 2222 TBB rir ??
)( gHBL??
1?i
TB nn ?
16
涡轮轴上的输出力矩是克服工作机的阻力矩的，而涡轮
由液流获得的力矩还需克服轴承、密封等摩擦力矩后由轴输
出，因此涡轮的液流力矩 与摩擦阻力矩和工作机阻力
矩保持平衡,。
TYM ?
co nstnT ?
当阻力矩（ 重要为工作机阻力矩 ）发生变化时，力
矩的平衡将被破坏。
17
（ 1）若工作机的阻力矩突然减小，而液流对涡轮的力矩还未改变,
TTY MM ??
，则 ?Tn
由
??? 22 TTT rUn 和 ??? QnT,此时 co nstn B ?
则
22 BB rU
不变。因此造成,???
? TYT Mn
而 （ )(
2222 BBTTYT rUrUQM ??? ??
)( 2222 TTBBTY rUrUQM ??? ? ? ），所以 ?Tn 时,
TYM ?
减小了，重新达到平衡，稳定运行。
????? ? YBTTT MrUn 22
动力机对偶合器作用力矩也减小。这个过程是自动进行的
（ 自适应性 ）。
同时由泵轮扭矩方程知,
YTTY MM ?? ??
18
（ 2）若工作机的阻力矩突然增加，过程与上面相反。
将泵轮扭矩方程中
)1()( 222 22222 TBBTTBB rirrUrU ??? ?
可知（
2
2
2
B
T
T r
rr ? ），在 co nstn B ?
时,
)()1( 222 2 ifrir TBB ??? 为直线关系，当 ?i
是减小的（如前页图中直线，图 2－ 6）。
i 的关系为曲线（ )(ifQ ???
为曲线）,
)1( 222 2 TBBYB rirQM ??? ??
时,
因此，泵轮的扭矩与
19
3.偶合器效率
KinM nM
BB
TT ????
当轴承、密封损失和容积损失不计时（只计入液流效率）
YBB MM ?? YTT MM ??
而
YTYB MM ?? ??
1????
B
T
M
MK
i??
由此可知，偶合器的变矩系数 1?K
偶合器的效率近似等于转速比, i ??? ?i
，偶合器不改变扭矩 。
20
97.0
)(?i
? — 为直线,
??? ?i
偶合器的最高效率 97.0
m a x ??
，因此在 97.0?i 时 最高。 ?
当 1?i 时，由 )(ifQ ? 知,0?Q,则此时 0?? 。
则希望偶合器在高转速下工作有利。
21
则可得偶合器的液力效率
Y?
（液流能量关系）
iHH
BL
TL
Y ?
???
（将偶合器的
TLH BLH
方程代入）
第二节 液力偶合器循环流量与转速比关系
一、液流能量与速比的关系
偶合器中泵轮对单位重量液体做功等于单位重量液体对涡轮的做
功和液体在循环圆中的各种液力损失。其损失由液力效率确定：由
液力传动的液力效率,
22
全部液力损失 ?h 包括沿程摩擦阻力，泵轮和涡轮的进口
冲击损失，即,
CTCBm hhhh ???? ?
)1()1()1( 21
2
2
B
B
BLY rig
UiHh ?????? ?
而
g
V
g
W
g
W
Rh
mBB
Y
m 2224
1 2 22 22 ??? ? ??? ???
（ ?? — 总损失系数，泵轮出口 ?? 902B? 22 mBB VW ? ）
g
irUh BB
CB 2
)1( 2212 2 ?? （速度三角形中知）
giUh BCT 2)1(
22
2 ??
23
二、循环流量与速比的关系
偶合器中的循环流量为轴面速度和有效过流断面面积的乘积，即
BmBB FVQ ?
由本节速度三角形中的假定，有效过流面积为一常数，它与速比（ ） i
无关系。因此，循环流量与速比的关系就是轴面速度与速比的关系。
根据
CTCBm hhhh ???? ?
关系代入相关表达式，即
??? ??? ?? ???? ??? ??
?
??????? ?
mCTCB h
mB
h
B
h
BBBB
g
V
g
iU
g
irU
g
riiU
22
)1(
2
)1()1)(1( 2 222 22
2
1
2
2
2
1
2
2 ?
24
经过整理为,
????? 2 22122122 2 )1( mBBBB VririU ?
整理时,
g
riiU BB )1)(1( 212 2 ??
g
riiU BB
2
)1)(1(2 212 2 ???
即
???? ?)1)(1( 2122
2
2
2
B
B
mB ri
U
V
?
????
?
)1)(1( 212
2
B
mB
riV
25
式中,
2
2
2
B
mB
mB U
VV ? — 泵轮出口相对轴面速度（速度系数）
2
1
1
B
B
B r
rr ? — 泵轮进口相对半径（对于有内环的液力偶合器,
1Br
为常数）
?? — 总的摩擦阻力系数。对于紊流光滑区（自模区）可以视为是常数。
co nstnB ? 使，则 )(2 ifVmB ?,而且 2mBV
的方程是一个椭圆方程（相当于
AAiAV m ??
2
2
1
2 的形式）。
当
26
BQ2mBV
2mBV
BQ
constnB ?constrB ?1
27
以上的讨论是偶合器有内环时的情况较合适。对于无内环的偶合器，当
全充满液流时，可以把内环看作是缩小到零的一个有内环偶合器。这时
如果偶合器的轴面速度仍假定为常数（ co nstV
m ?
），则在平均
mr ）处，速度会发生突变，与实际流动不符合。 半径（
2Br
1Br
mr
1mBV
B
T
2mBV （此种情况，在
mr 处,
2mBV 和 1mBV 发生突变）
28
对于无内环偶合器的流动模型，经过分析，提出以下的假定,
（ 1）偶合器内流动由无数多流面组成，每个流面内有无限多的
微小流束组成。对流束可以视为过流面积很小，流速为常数（流
速相等）。
由于各相邻流面过流面积相等，即
)(21 22 oam rrr ??
ar
－ 循环圆有效半径；
or － 循环圆最小半径；
29
（ 2）对每一个微小流束,
1Br
为一变量。对于不同流面，泵轮的出口圆周速度
2BU
（
2BBr?
）不是一个常数，即 ),(
122 BBmB rrfV ?
由此可将有内环的
2mBV
表示式改为,
???? ?? )1)(1( 22122 irrV BBBmB
对于各个流面上的泵轮出口半径
2Br
和进口半径 1Br
都有一个共同的平均半径 mr
21222 2 BmmB rrrr ???
则可得无内环偶合器循环流量（即
mBV
）与速比的关系,
22
2
2
2
)1(2
mBBmB rr
iV ???
? ??
2
1
2
2
1
)1(2
BmBmB rr
iV ???
? ??
30
通常情况,constB ?? ? ? const? constrm ?,工况确定时,consti ?
则有 )( 22 BmB rfV ? 为双曲线方程。（即
AArAV BmB ??
2
2
2
1
2
2
）
)( 11 BmB rfV ? 为椭圆型方程。（即
AArAV BmB ??
2
2
1
1
2
1
即,mB rr ?2 时,02 ?mBV aB rr ?2 时,2mBV 最大。
mB rr ?1 时,01 ?mBV oB rr ?1 时,1mBV
最大。
1?i 时,012 ?? mBmB VV, 0?i 时,mV
当
2Br 和 1Br 为常数时,??? mVi 。
）
最大。
31
32
第二章 液力偶合器
2
第一节 液力偶合器的工作原理
偶合器由泵轮和涡轮组成，同时有一旋转外壳以防止
工作液体在传动过程中散掉。
1,有内环的偶合器（结构简图）（教材图 2-1－ 2-3）
泵轮 B,涡轮 T
叶轮由外环、内环和叶片组成。通常叶片为 直叶片 。
叶片流道空间和外环、内环的导流内表面组成工作腔。
工作腔轴面投影对轴心线上下对称，则常以轴心线的上半部表示。
D — 循环圆的最大直径，称有效直径。其他尺寸以此按比例进行计
算。
在半径小的地方，由于叶片设计成等厚度的，因此排挤较大，
为了减少排挤，常采取每隔一个叶片在半径小处切去一部分。
泵轮和涡轮的几何形状通常是相同而且是对称的。
3
1－输入轴,2－输出轴,
3－旋转外壳,4－内环,5－外环
4
2,无内环的偶合器（结构简图）
现代工程应用的偶
合器大多为无内环的，
因为在工作过程中，内
环并非必要，而且取消
内环后，偶合器的特性
曲线可以进行调整，同
时结构简单。
无内环偶合器的液流循
环与有内环时是相同的
（相当于内环缩小为一
点）。在直径小的地方
，将叶轮叶片也间隔切
去部分，以减小排挤。
B TD?
DK1?
叶片切
割部分
输入轴
输出轴
5
二、偶合器的工作原理
1,速度三角形
液体质点在液力偶合器中既作相对运动又作牵连
运动。对于有内环的液力偶合器，取将过流断面均分的
流线为平均流线，分析流线上各点的速度变化。
1Tr
2Tr
2Br
1Br
平均流线,— - — -,
泵轮：进口
出口
1Br
2Br
涡轮：进口 1Tr
出口 2Tr
21 TB rr ? 12 TB rr ?
r
6
??Z
V
mVW ?
uVU?
假定,
（ 1）叶轮的叶片都是径向的直叶片，, 泵轮和涡轮的进
出口角均为 90°,
????? 902121 TTBB ????
则有（由速度三角形可知）,
mVW ? UVu ?
（ 2）叶轮的过流断面为常数，叶片无限薄（ ) 1??
rbF ?2?
TB QQ ?
同时视为在同一过流断面上各点速度相等
（容积损失不计）
c o n stFQV m ??
2121 mTmTmBmB VVVV ???
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（ 3）在泵轮和涡轮的无叶片区内，没有外力矩对液流的作用，则各
点的速度矩相等，即
con strV u ?
22220033 BBBuBTuTBuB rUrVrVrV ???
（出口角为 90° ）
22220033 TTTuTBuBTuT rUrVrVrV ???
（出口角为 90° ）
因为,21 TB rr ? 12 TB rr ?
同时可以视为,
10 BB rr ? 10 TT rr ?23 BB rr ? 32 TT rr ?
则有,
2203 BuBuTuB UVVV ???
2230 TuTuTuB UVVV ???
由此，可以画出泵轮进出口和涡轮进出口的速度三角形。
0,1,2,3分别表示刚进口,
进口、出口和刚出口。
8
0TW 1TW
0TV
1TU
1T?
2BV
2BW
2BU
2B?
2TW
2TV
2T?
2TU
2T? 1BU
0BV
0BW
1BW
速度三角形习惯规定：以泵轮和涡轮的交界处为中心线，将泵轮速
度三角形画右边（ ），涡轮速度三角形画左边（ ),TB
9
泵轮：出口速度三角形 BCE ?? 90
2B?? 22 mBB VW ??
进口速度三角形,APN 由于液流刚进口的
0BW
与叶片方向不一致，则产生冲击损失,
2
22
01 )(
2
1
22
)( ALAP
gg
NT
g
WWh BB
CB ???
??
g
irUUU
g BBTB 2
)1()(
2
1 22
1
2
2
2
21
????
由向量关系,
即
NTPNPT ??
PNPTNT ???
01 BB WWNT ??
2
11
B
BB rrr ?(
— 泵轮进
口相对半
径）
又
2
1
21
B
B
BB r
rUU ?
irrUU
B
B
BT
2
1
22 ?
10
涡轮：出口速度三角形 ALM ?? 90
2T?? 22 mTT VW ??
进口速度三角形 BFG,由于液流进口前
0TW
与叶片方向不一致，产生冲击损失,
2
2
01 )(
2
1
22
)( BCBF
gg
GK
g
WWh TT
CT ???
??
g
iUUU
g BBT 2
)1()(
2
1 22
2
2
21
????
在速度三角形中，根据假定有,
20 BT VV ?
,
20 TB VV ?
02 uTuB VV ?? 02 uBuT VV ?
泵轮和涡轮的进出口速度三角形高度相等,即各处 为常数。
mV
( )
11
2,基本方程
将液力传动基本方程中（,
g
VUVUH uu
L
0033 ??
?
)( 0033 rVrVQM uuYL ??? ? ）的 222233 BBBuBu rUrVrV ??
222200 TTTuTu rUrVrV ?? B?? ?
代入，则得泵轮的能量方程,
?rU ?
2
1
1
B
B
B r
rr ?
B
T
n
ni ?
0)( 2222 ??? TTBBBBL rUrUgH ?
即
0)1( 21
2
2 ???
B
B
BL rig
UH
泵轮的动量（扭矩）方程,
0)( 2222 ???? TTBBYB rUrUQM ?
12
同样将
222233 TTTuTu rUrVrV ?? 222200 BBBuBu rUrVrV ??
T?? ?
代入，得涡轮的能量方程,
0)( 2222 ??? BBTTTTL rUrUgH ?
即
0)1( 21
2
2 ???
B
B
TL riig
UH
涡轮的动量（扭矩）方程,
0)( 2222 ???? BBTTYT rUrUQM ?
13
由基本方程可知，泵轮使液流的能量增加。由刚进口前的动量矩
00 BuB rV
（
2200 TTBuB rUrV ?
）增加到泵轮出口动量矩
22 BuB rV
（
2222 BBBuB rUrV ?
同时可知，涡轮轴上工作机的力矩为阻力矩，与泵轮的力矩相
反，通过涡轮叶片对液流作用了一个反力矩，即涡轮刚进口的速度
矩 （ ），减少到涡轮出口动量矩
00 TuT rV 2200 BBTuT rUrV ?
22 TuT rV
（ ）
2222 TTTuT rUrV ?
说明涡轮传给了工作机功率（动力）。
）,动力机对泵轮作功。
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由偶合器的循环流动中知，当
TB nn ?
时，液流由
TB nn ?
时，流动停止，当 0?
Tn
时，泵轮转动，此时流量达最大，因此，当 co nstn
B ?
时，扭矩方程中的 Q? 将随
Tn
的增大而减小，即
)(ifQ ??
当
??? Qi ?,而当 1?i 时 。 0?Q?
泵轮流向涡轮。当
15
Q?
Q?
)1( 2222 TBB rir ??
)( gHBL??
1?i
TB nn ?
16
涡轮轴上的输出力矩是克服工作机的阻力矩的，而涡轮
由液流获得的力矩还需克服轴承、密封等摩擦力矩后由轴输
出，因此涡轮的液流力矩 与摩擦阻力矩和工作机阻力
矩保持平衡,。
TYM ?
co nstnT ?
当阻力矩（ 重要为工作机阻力矩 ）发生变化时，力
矩的平衡将被破坏。
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（ 1）若工作机的阻力矩突然减小，而液流对涡轮的力矩还未改变,
TTY MM ??
，则 ?Tn
由
??? 22 TTT rUn 和 ??? QnT,此时 co nstn B ?
则
22 BB rU
不变。因此造成,???
? TYT Mn
而 （ )(
2222 BBTTYT rUrUQM ??? ??
)( 2222 TTBBTY rUrUQM ??? ? ? ），所以 ?Tn 时,
TYM ?
减小了，重新达到平衡，稳定运行。
????? ? YBTTT MrUn 22
动力机对偶合器作用力矩也减小。这个过程是自动进行的
（ 自适应性 ）。
同时由泵轮扭矩方程知,
YTTY MM ?? ??
18
（ 2）若工作机的阻力矩突然增加，过程与上面相反。
将泵轮扭矩方程中
)1()( 222 22222 TBBTTBB rirrUrU ??? ?
可知（
2
2
2
B
T
T r
rr ? ），在 co nstn B ?
时,
)()1( 222 2 ifrir TBB ??? 为直线关系，当 ?i
是减小的（如前页图中直线，图 2－ 6）。
i 的关系为曲线（ )(ifQ ???
为曲线）,
)1( 222 2 TBBYB rirQM ??? ??
时,
因此，泵轮的扭矩与
19
3.偶合器效率
KinM nM
BB
TT ????
当轴承、密封损失和容积损失不计时（只计入液流效率）
YBB MM ?? YTT MM ??
而
YTYB MM ?? ??
1????
B
T
M
MK
i??
由此可知，偶合器的变矩系数 1?K
偶合器的效率近似等于转速比, i ??? ?i
，偶合器不改变扭矩 。
20
97.0
)(?i
? — 为直线,
??? ?i
偶合器的最高效率 97.0
m a x ??
，因此在 97.0?i 时 最高。 ?
当 1?i 时，由 )(ifQ ? 知,0?Q,则此时 0?? 。
则希望偶合器在高转速下工作有利。
21
则可得偶合器的液力效率
Y?
（液流能量关系）
iHH
BL
TL
Y ?
???
（将偶合器的
TLH BLH
方程代入）
第二节 液力偶合器循环流量与转速比关系
一、液流能量与速比的关系
偶合器中泵轮对单位重量液体做功等于单位重量液体对涡轮的做
功和液体在循环圆中的各种液力损失。其损失由液力效率确定：由
液力传动的液力效率,
22
全部液力损失 ?h 包括沿程摩擦阻力，泵轮和涡轮的进口
冲击损失，即,
CTCBm hhhh ???? ?
)1()1()1( 21
2
2
B
B
BLY rig
UiHh ?????? ?
而
g
V
g
W
g
W
Rh
mBB
Y
m 2224
1 2 22 22 ??? ? ??? ???
（ ?? — 总损失系数，泵轮出口 ?? 902B? 22 mBB VW ? ）
g
irUh BB
CB 2
)1( 2212 2 ?? （速度三角形中知）
giUh BCT 2)1(
22
2 ??
23
二、循环流量与速比的关系
偶合器中的循环流量为轴面速度和有效过流断面面积的乘积，即
BmBB FVQ ?
由本节速度三角形中的假定，有效过流面积为一常数，它与速比（ ） i
无关系。因此，循环流量与速比的关系就是轴面速度与速比的关系。
根据
CTCBm hhhh ???? ?
关系代入相关表达式，即
??? ??? ?? ???? ??? ??
?
??????? ?
mCTCB h
mB
h
B
h
BBBB
g
V
g
iU
g
irU
g
riiU
22
)1(
2
)1()1)(1( 2 222 22
2
1
2
2
2
1
2
2 ?
24
经过整理为,
????? 2 22122122 2 )1( mBBBB VririU ?
整理时,
g
riiU BB )1)(1( 212 2 ??
g
riiU BB
2
)1)(1(2 212 2 ???
即
???? ?)1)(1( 2122
2
2
2
B
B
mB ri
U
V
?
????
?
)1)(1( 212
2
B
mB
riV
25
式中,
2
2
2
B
mB
mB U
VV ? — 泵轮出口相对轴面速度（速度系数）
2
1
1
B
B
B r
rr ? — 泵轮进口相对半径（对于有内环的液力偶合器,
1Br
为常数）
?? — 总的摩擦阻力系数。对于紊流光滑区（自模区）可以视为是常数。
co nstnB ? 使，则 )(2 ifVmB ?,而且 2mBV
的方程是一个椭圆方程（相当于
AAiAV m ??
2
2
1
2 的形式）。
当
26
BQ2mBV
2mBV
BQ
constnB ?constrB ?1
27
以上的讨论是偶合器有内环时的情况较合适。对于无内环的偶合器，当
全充满液流时，可以把内环看作是缩小到零的一个有内环偶合器。这时
如果偶合器的轴面速度仍假定为常数（ co nstV
m ?
），则在平均
mr ）处，速度会发生突变，与实际流动不符合。 半径（
2Br
1Br
mr
1mBV
B
T
2mBV （此种情况，在
mr 处,
2mBV 和 1mBV 发生突变）
28
对于无内环偶合器的流动模型，经过分析，提出以下的假定,
（ 1）偶合器内流动由无数多流面组成，每个流面内有无限多的
微小流束组成。对流束可以视为过流面积很小，流速为常数（流
速相等）。
由于各相邻流面过流面积相等，即
)(21 22 oam rrr ??
ar
－ 循环圆有效半径；
or － 循环圆最小半径；
29
（ 2）对每一个微小流束,
1Br
为一变量。对于不同流面，泵轮的出口圆周速度
2BU
（
2BBr?
）不是一个常数，即 ),(
122 BBmB rrfV ?
由此可将有内环的
2mBV
表示式改为,
???? ?? )1)(1( 22122 irrV BBBmB
对于各个流面上的泵轮出口半径
2Br
和进口半径 1Br
都有一个共同的平均半径 mr
21222 2 BmmB rrrr ???
则可得无内环偶合器循环流量（即
mBV
）与速比的关系,
22
2
2
2
)1(2
mBBmB rr
iV ???
? ??
2
1
2
2
1
)1(2
BmBmB rr
iV ???
? ??
30
通常情况,constB ?? ? ? const? constrm ?,工况确定时,consti ?
则有 )( 22 BmB rfV ? 为双曲线方程。（即
AArAV BmB ??
2
2
2
1
2
2
）
)( 11 BmB rfV ? 为椭圆型方程。（即
AArAV BmB ??
2
2
1
1
2
1
即,mB rr ?2 时,02 ?mBV aB rr ?2 时,2mBV 最大。
mB rr ?1 时,01 ?mBV oB rr ?1 时,1mBV
最大。
1?i 时,012 ?? mBmB VV, 0?i 时,mV
当
2Br 和 1Br 为常数时,??? mVi 。
）
最大。
31
32
