德国福伊特公司生产的 R16K - 550 型液力偶 合器结构简单、维护简便、工作可靠性较高，具有较 宽的调速范围(20% -979毛额定转速)和较高的效q率(额定工况可达 979毛)，由于采用电动执行器来控 q制调速，所以很容易实现于动控制和自动控制。宁 夏国电石嘴山电厂技术改造工程 #1 机组配置的 3 台电动给水泵均采用该类型液力偶合器进行调速，通过较长时间的运行，该液力偶合器工作稳定。
1 R16K-550型液力偶合器结构及工作原理
液力偶合器主要由泵轮、涡轮、主轴及外壳等构 件组成。液力偶合器的泵轮和涡轮被外壳密闭，泵 轮与电动机相连。当液力偶合器运行时，存在于液力偶合器腔体内的工作液体在泵轮的搅动下，沿泵 轮叶片组组成的径向流道从泵轮的内侧流向外侧， 并在出口处形成高压高速的油流冲向涡轮叶片组组 成的流道，油流推动涡轮运转的同时在涡轮叶片组组成的流道中减速减压，通过出口处回油管返回至 泵轮的进口处，从而实现油循环。在此过程中，泵轮 将电动机输入的机械能转换为工作油的动能和压力 能，而涡轮则将工作油的动能和和压力能转换为输 出的机械能，实现了电动机到给水泵的动力传递。
该液力偶合器为前置齿轮增速型，即电动机的 输出轴不是直接与泵轮轴相连，而是通过变速箱与泵轮相连，提高泵轮轴的转速(增速比 Z2/Z1 = 134/33) ，以满足涡轮输出转速的要求。不同类型的液力偶合器具有不同的工作腔型，图 1 为福伊特 R16K-550 型液力偶合器的工作腔室形状及相关参数。
2 R16K -550型液力偶合器调速特性分析
根据力学的平衡原理，忽略液力偶合器外侧的鼓风和轴承等阻力扭矩的影响，液力偶合器的泵轮 和涡轮之间是等力矩传输，即
MB =MT' (1) 式中:MB 为泵轮的力矩 ;MT 为涡轮的力矩。
由叶轮机械及流体力学相关原理可推导出叶轮 力矩的表达式为
(2)式中:p 为流经叶轮介质的密度，kg/旷 ;qy 为流经叶 轮介质的体积流量，m3/s;Âr为流经叶轮后的速度
环量的增量，m2/s，该值与叶轮进、出口处的介质流 动速度和叶轮半径有关。
由式(2) 可知，改变工作介质的体积流量 qy 就 可以改变叶轮的力矩。液力偶合器便是基于此理 论，通过改变泵轮和涡轮工作腔中的循环油量，从而改变泵轮与涡轮间传递的力矩，进而改变涡轮输出转速，即改变给水泵转速。显然，控制液力偶合器工 作油量的准确性和灵敏性成为提高液力偶合器性能的关键技术，但不同类型的液力偶合器调速控制系统可能会有所不同。液力偶合器一般通过控制进入工作腔内的油量或排出工作腔的油量来控制传输的 扭矩，这种仅通过控制进口或出口流量来控制液力 偶合器输出转速的控制系统在灵敏性上会显得不 足;而 R16K -550 型液力偶合器是通过勺管来控制 液力偶合器的泄油量和通过配流阀来控制进入液力 偶合器工作腔的油量，即通过同时控制工作腔的进、 出口油量的方法来控制调速，这种调速控制系统具 有很高的灵敏度。
图 2 为 R16K 甲 550 型液力偶合器的调速控制 系统，图中配流阀控制液力偶合器的进油量。凸轮 盘 1 可以操控配流阀，凸轮盘 2 则用来控制勺管位 置，当驱动伺服机接受来自锅炉的负荷信号后，驱动 固定了凸轮盘 l 和凸轮盘 2 的传动杆移动，从而控制进入液力偶合器的工作油量和泄油量。当锅炉负 荷增加时，驱动伺服机的驱动凸轮盘 2 向其径向增大的方向移动，凸轮盘 2 将使勺管控制阀向 A 端移动使进入勺管活塞上压力空间的润滑油增多，推动 勺管活塞向下压力空间移动(即液力偶合器工作腔管标尺向 B 端移动(即勺管开度增大)，同时，凸轮 盘 1 将沿着其向半径减小的方向移动，从而开大工 作油控制阔，所以，进入液力偶合器的工作油量增 加，泄油量减少，液力偶合器的涡轮增速。当凸轮盘2 在驱动伺服机的驱动下向凸轮盘向半径减少的方 向运动时，则上述移动方向相反。
3 R16K -550 型液力偶合器调速性能测试
华电电力科学研究院在对国电石嘴山电厂 2x330MW 技术改造工程叮机组 A 电动给水泵调试 时，对福伊特 R16K -550 型液力偶合器进行了现场试 验，测量得到了液力偶合器勺管开度、给水泵转速(液 力偶合器输出转速)及给水泵流量等参数，见表1。
图 3 为液力偶合器的调速特性曲线，当勺管开度在 20% 以内时，液力偶合器的调速灵敏度偏高， 由给水泵运行工况可知，给水泵在这个转速内处于 于动控制，所以不会影响其调速'性能;当勺管开度高 于 20% 时，液力偶合器勺管开度与输出转速呈线性 关系，但调速灵敏度有所下降，这对于调节给水泵出 水流量非常有利。通过数据拟合，可得出液力偶合 器的调速特性关系式为
y=48.51x+1756.3 ， (3)式中:x 为勺管开度，%;y 为输出转速。
4 结束语
通过对 R16K -550 型液力偶合器多参数、变工 况的试验，结合其调速控制系统，得出了该类型被力 偶合器的调速特性曲线，对于促进我国液力偶合器 设计和制造技术的发展具有一定的意义。
