Kapalinová spojka ( také: hydrodynamická spojka ) je hydrodynamická převodovka , která nepřevádí točivý moment. [1] Rozdíl mezi kapalinovou spojkou a jakýmikoli jinými typy spojek je v tom, že v kapalinové spojce neexistuje žádné tuhé kinematické spojení mezi hnacím a hnaným článkem (hnací a hnaný hřídel).
Kolo spojené s hnací hřídelí se nazývá čerpadlo a kolo spojené s hnanou hřídelí se nazývá turbínové kolo. Ve skutečnosti je kolo čerpadla lopatkové čerpadlo a kolo turbíny je lopatkový hydromotor . Obě tato kola jsou ve stejném hermetickém pouzdře a jsou co nejblíže u sebe (ale nedotýkají se) a během rotace čerpacího kola kapalina vstupuje přímo na kolo turbíny a uděluje mu točivý moment. Na rozdíl od měniče točivého momentu jsou krouticí momenty na kolech čerpadla a turbíny vždy téměř stejné.
Transformační poměr hydraulické spojky je poměr úhlové rychlosti hnaného hřídele k úhlové rychlosti hnacího hřídele:
kde je úhlová rychlost hnaného hřídele; je úhlová rychlost hnacího hřídele.
Lze také tvrdit, že transformační poměr je roven poměru otáček hnaného hřídele k otáčkám hnacího hřídele.
Vzhledem k rovnosti momentů na hnacím a hnaném hřídeli lze napsat, že účinnost kapalinové spojky je rovna transformačnímu poměru:
kde a - výkon na hnaném a hnacím hřídeli; a - moment otáčení na hnaném a hnacím hřídeli.
Kapalinové spojky se používají v převodovkách automobilů, některých traktorů , v letectví a dalších oblastech techniky.
Oproti mechanickým spojkám mají kapalinové spojky tu výhodu, že omezují maximální přenášený kroutící moment, a tím chrání hnací motor před přetížením (což je důležité zejména při startování motoru), a také vyhlazují pulsace točivého momentu.
Účinnost hydraulické spojky je však nižší než u mechanické.
Vznik prvních hydrodynamických převodů je spojen s rozvojem stavby lodí na konci 19. století. V té době se v námořnictvu začaly používat rychloběžné parní turbíny, kvůli kterým bylo nutné snížit otáčky hřídele na otáčky vrtule 200-300 ot/min nebo nižší - na velkých lodích, protože. právě v těchto mezích se projevuje nejvyšší účinnost vrtulí. Vysoké otáčky navíc způsobují kavitaci na lopatkách a vysoké zatížení. To vyžadovalo použití dalších mechanismů. Protože tehdejší technologie neumožňovala výrobu vysokorychlostních ozubených kol, bylo nutné vytvořit ozubená kola zásadně nová. Prvním takovým zařízením s relativně vysokou účinností byl hydraulický transformátor vynalezený německým profesorem G. Fötingerem (patent z roku 1902) [2] , což bylo čerpadlo, turbína a pevný reaktor spojený v jednom krytu. První konstrukce hydrodynamické převodovky uvedená do praxe však vznikla v roce 1908 a měla účinnost asi 83 %. Později našly hydrodynamické převodovky uplatnění v automobilech. Zvýšily plynulost rozjezdu. V roce 1930 Harold Sinclair , pracující pro společnost Daimler , vyvinul převodovku pro autobusy, včetně kapalinové spojky a planetového převodu [3] . Ve 30. letech 20. století byly vyrobeny první dieselové lokomotivy pomocí kapalinových spojek [4] .
V SSSR byla první hydraulická spojka vytvořena v roce 1929.