工程机械底盘传动系统构造与检修-液力变矩器的构造及检修

液力变矩器的常见故障油温过高供油压力过低行驶无力漏油异响油温过高机械工作时油温表显示超过120℃或用手触摸偶合器或变矩器时感觉烫手。现象

①变速箱油位过低；②油冷却器冷却效果不良；③油管及冷却器堵塞或太脏；④变矩器在低效率范围内工作时间太长；⑤工作轮的紧固螺钉松动；⑥轴承配合松旷或损坏；⑦综合式液力变矩器因自由轮卡死而闭锁；⑧导轮装配时自由轮机构缺少零件；⑨操作不当。原因分析①机械工作时如果油温表显示油温过高，应立即停车。②如果变速箱油位符合要求，应调整机械，使变矩器在高效区范围内工作，尽量避免在低效率区长时间工作。③调整机械工作状况后油温仍很高，应检查油管和冷却器的温度。④触摸冷却器时感觉温度很高，应从偶合器或变矩器壳体内取出少量油液检查。⑤液力变矩器以上检查项目均正常，油温仍高应检查导轮工作是否正常。机械工作时油温表显示超过120℃或用手触摸偶合器或变矩器时感觉烫手。现象供油压力过低在发动机油门全开时，液力偶合器或液力变矩器进口油压小于标准值。现象

①供油量少，油位低于吸油口平面;②油管泄漏或堵塞;③流到变速箱的油过多;④进油管或滤网堵塞;⑤液压泵磨损严重或损坏;⑥吸油滤网安装不当;⑦油液起泡沫;⑧进出口压力阀不能关闭或弹簧刚度减小。原因分析①检查油位是否位于油尺两标记之间。②若进出油管密封良好，应检查进出口压力阀的工作情况，③如果进出口压力阀正常，应拆下油管和滤网进行检查。如有堵塞，应进行清洗并清除沉积物；如油管畅通，则需检修液压泵，必要时更换液压泵。④观察液压油是否起泡沫。如果油起泡沫，应检查回油管的安装情况，如回油管的油低于油池的油位，应重新安装回油管。诊断与排除机械行驶速度过低或行驶无力

机械挂挡起步后提高发动机，行驶速度不能相应提高或行驶无力。

现象

①液力偶合器或液力变矩器内部密封件损坏，使工作腔液流冲击力下降。②自由轮机构卡死，造成导轮闭锁。③自由轮磨损失效。④工作轮叶片损坏。⑤进、出口压力阀损坏。⑥液压泵磨损供油不足。⑦液压油油位太低。⑧变速箱摩擦离合器有故障①机械挂挡起步后，如果行驶无力或行驶速度缓慢，应首先检查挂挡压力表指示压力是否在正常范围内，如果压力过低，应予以排除。②如果压力正常而机械行驶无力，则可能是液力偶合器或液力变矩器内部密封件损坏，导致进口压力油大量泄漏，使输出扭矩下降；也可能是自由轮磨损失效或工作轮叶片损坏；还可能是变速箱摩擦离合器存在故障，应具体分析并予以排除。

漏油液力偶合器与变矩器后盖与泵轮结合面、泵轮与轮毂连接处有明显漏油痕迹。①液力偶合器与变矩器后盖与泵轮连接螺栓松动。②后盖与泵轮结合面密封圈损坏。③泵轮与泵轮毂连接螺栓松动。④油封及密封件损坏或老化。原因分析①启动发动机，如果从液力偶合器或液力变矩器与发动机连接处漏油，说明泵轮与泵轮罩连接螺栓松动或密封圈老化，应紧固连接螺栓或更换0形密封圈。②启动发动机，如果从与变速箱连接处甩油，说明泵轮与泵轮毂连接螺钉松动或密封件损坏，或垫圈损坏，应紧固螺栓查看是否还漏油，如果仍漏油，应更换密封圈。③如果漏油部位在加油口或放油口螺塞处，应先检查螺塞的松紧度，如果螺塞太松，应重新紧固。若仍漏油，应检查螺塞螺纹孔是否有裂纹。异响液力偶合器与液力变矩器工作时，内部发出金属摩擦声或撞击声。①轴承磨损或损坏；②工作轮连接松动；③与发动机连接螺栓松动。原因分析液力偶合器或液力变矩器工作出现异响时，应首先检查它们与发动机的连接螺栓是否松动。如果连接螺栓松动，应紧固并达到规定扭矩；如果连接螺栓紧固，应检查各轴承，如有松旷应进行调整。当调整无效时，应更换新轴承；此外，应检查液压油的数量和质量，必要时添加或更换新油。诊断与排除油温过高供油压力过低行驶无力漏油异响液力传动的原理和条件液力传动的原理液力传动的条件液力传动的优点液力传动的优点

液力耦合器和液力变矩器是利用液体为工作介质，二者均为动液传动，即通过液体在循环流动过程中，液体动能变化来传递动力，这种传动称为液力传动。液力传动简图液力传动的条件1.盛装与输送工作循环液体的密闭工作腔；2.一定数量的带叶片的工作轮及输入输出轴，实现能量转换和传递；

3.满足一定性能要求的工作液体与其辅助装置，以实现能量的传递并保证正常工作。液力传动的优点简化了车辆的操纵.能自动适应外阻力的变化，使车辆能在一定范围内无级的变更其输出轴转矩与转速;12提高了车辆的使用寿命，液力变矩器使用油液传递动力，泵轮与涡轮之间不是刚性连接，能较好地缓和冲击，有利于提高车辆上各零部件的使用寿命。3液力耦合器的结构和工作原理液力耦合器的结构液力耦合器的工作原理液力耦合器的涡流与环流液力耦合器的结构液力耦合器

1.泵轮壳

2-涡轮

3-泵轮

4-输入轴

5-输出轴

6、7-尾部切去一片液力耦合器的工作原理液力耦合器的主要零件是两个直径相同的叶轮，称工作轮，由发动机曲轴通过输入轴4驱动的叶轮3为泵轮，与输出轴5装在一起得为涡轮2。叶轮内部装有许多半圆形的径向叶片，在各叶片之间充满工作液体。两轮装合后相对端面之间约有2-5mm间隙。它们的内腔共同构成圆形或椭圆形的环状空腔（称为循环圆）；循环圆的剖面图如下：该剖面图是通过输入轴与输出轴所作的截面（称轴截面）液力耦合器的涡流与环流

涡轮旋转后，由于涡轮内的离心力对液体环流的阻碍作用，使油液的绝对运动方向有改变。此时，螺旋线拉长如图所示，涡轮转速越高，油液的螺旋形路线拉得越长。当涡轮和泵轮转速相同时，两轮离心力相等，油液沿循环圆流动停止，油液随工作轮绕轴线作圆周运动,这时，偶合器不再传递动力。液力耦合器的结构液力耦合器的工作原理液力耦合器的涡流与环流液力变矩器的分类按工作轮在循环圆中的排列顺序不同液力变矩器的工况数目按照涡轮翼栅列数典型液力变矩器按工作轮在循环圆中的排列顺序不同分由上图可以看出：123型（正转变矩器）:涡轮旋转方向与泵轮一致132型（反转变矩器）:涡轮旋转方向与泵轮相反1-泵轮2-涡轮3-导轮123型132型目前大多数液力变矩器都采用123型按照涡轮翼栅列数分翼栅是一组按一定规律排列在一起的叶片，各列涡轮翼栅彼此刚性连接，并和从动轴相连。按照涡轮翼栅列数可分为：单级：单列翼栅的涡轮二级：两列翼栅的涡轮三级：三列翼栅的涡轮1-泵轮；2-涡轮；3-导轮；2I第一列涡轮翼栅；2II-第二列涡轮翼栅二级变矩器简图按液力变矩器的工况数目单相：一个工况，指只有一个变矩器的工况二相：两个工况，一个变矩器的工况，一个偶合器工况三相：三个工况，两个变矩器工况，一个偶合器工况典型的液力变矩器右图为单级两相液力变矩器简图。把变矩器和耦合器的特点综合到一台变矩器上，也称为综合液力变矩器。从变矩器工况过渡到耦合器工况，本质是液流冲击导轮叶片方向的不同而自动实现的。1-泵轮；2-涡轮；3-导轮；4-主动轴5-壳体；6-从动轴；7-单向离合器单级二相液力变矩器（1）.单级两相液力变矩器

（1）主动部分（2）从动部分（3）固定部分（4）单向离合器单向传动单向锁定

（2）.

ZL50装载机液力变矩器

小结按工作轮在循环圆中的排列顺序不同液力变矩器的工况数目按照涡轮翼栅列数典型液力变矩器液力变矩器的功用和组成液力变矩器的功用液力变矩器的组成液力变矩器各部件的连接关系液力变矩器的功用液力变矩器一般设计在发动机和变速箱之间，相当于离合器的位置，与离合器不同的是，液力变矩器不光传递扭矩还可以改变扭矩。总的来说，液力变矩器的作用有：1、起到离合器的作用，传递或切断发动机与传动机构之间的动力传递。2、在一定范围内实现变速变矩，可将发动机输出的扭矩增大两倍输出。3、起到飞轮的作用，使发动机运转平稳。4、驱动液压系统的油泵工作液力变矩器的组成导轮泵轮

液力变矩器是由泵轮1、涡轮2和导轮3等三个工作轮及其它零件组成。泵轮和涡轮都通过轴承装在壳体上，三个工作轮都密闭在有壳体形成的并充满油液的空间中。导轮位于泵轮与涡轮之间，也有许多扭曲的叶片。导轮通过单向离合器安装在固定的导管轴上，导轮只能单方向旋转，反转时被固定。泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。涡轮上也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相联。

这是变速器输入轴，涡轮通过花键装在输入轴上，泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有3～4mm的间隙。

液力变矩器各部件的连接关系液力变矩器各部件的连接关系1.变矩器壳体泵轮油泵齿轮2.涡轮变速箱输入轴液力变矩器的功用液力变矩器的组成液力变矩器各部件的连接关系液力变矩器的工作原理液力变矩器传力过程液力变矩器内的液体流动形式液力变矩器的传力过程1.泵轮旋转时，离心力使液体产生径向运动，由泵轮中心流向外缘。2.泵轮转速快于涡轮，液体离心力大，使液体由泵轮叶片外缘射出，进入涡轮。3.液体进入涡轮，对涡轮叶片产生冲击，推动涡轮旋转。4.涡轮旋转同时，通过内花键带动变速箱输入轴转动，完成动力输出。液力变矩器内液体的流动形式涡流1我们把从泵轮到涡轮经导轮又回到泵轮的液体流动叫涡流。1.涡流的强弱与泵轮和涡轮之间的转速差有关，转速差越大，涡流的速度和容积越大。2.变矩器的扭矩传递由涡流实现，涡流越强，传递的扭矩矩越大。涡流的特点环流2液力变矩器油液在进行涡流的同时，又绕曲轴中心线旋转。我们把液体绕轴线旋转的流动，称为环流。1.环流的强弱与泵轮和涡轮的转速差有关。2.当泵轮和涡轮间转速差增大时，环流的强度变弱。3.液力变矩器的扭矩传递由涡流实现，涡流越强，传递的转矩越大。环流的特点①涡流——泵轮和涡轮之间有液体循环流动，产生液体循环流动的原因是二者存在转速差。

②环流——液体在泵轮或涡轮叶片带动下，随泵轮或涡轮一起做的圆周运动。③液体在泵轮和涡轮之间同时以这两种方式流动，形成首尾相连的螺旋线。两种运动的强弱和泵轮与涡轮之间的转速差有关。转速差越大，涡流的速度和容积越大，涡流运动越强，传递扭矩越大。液力变矩器内液体运动特点液力变矩器的增扭原理液力变矩器增扭原理液力变矩器的增扭特点液力变矩器增扭的几个问题液力变矩器的增扭原理（1）VW

＜0.85VBMW=MB+MD增扭工况增扭区间导轮受力图增扭区间扭矩关系图（2）VW=0.85VBMW=MB耦合工况耦合工作点导轮受力图耦合工作点扭矩关系图（3）VW

＞0.85VBMW=MB-MD减扭工况减扭区间导轮受力图减扭区间扭矩关系图液力变矩器的增扭特点1.液力变矩器涡轮输出的转矩比泵轮输入的转矩大，有增扭作用。即MW

＞MB2.增扭作用主要是在于导轮改变由了涡轮流回泵轮的液体的流动方向，对泵轮起到了推动作用，增大了泵轮的旋转力矩，从而也使涡轮输出的力矩增大。液力变矩器的增扭特点增扭工作情况（导轮锁止）不增扭工作情况增扭作用力：取决于泵轮和涡轮的转速差液体撞击导轮方向：取决于涡轮转速液体撞击导轮，导轮开始旋转1、因泵轮和涡轮有转速差，产生液体离心力差，使液体由泵轮进入涡轮，推动涡轮旋转，完成变矩器的传力过程。3、增扭作用主要是因为导轮改变了由涡轮流回泵轮的液体的流动方向，液体对泵轮起到了推动作用，增大了泵轮的旋转力矩，从而也使涡轮输出的力矩增大。2、涡轮静止时，泵轮和涡轮之间循环液体量最多，速度最快，传力最大。随涡轮转速升高，泵轮和涡轮之间传力减小。涡轮转速等于泵轮时，变矩器泵轮和涡轮之间不再传力。3.涡轮速度低——涡轮转矩大于泵轮转矩；涡轮速度达到耦合点——涡轮转矩等于泵轮转矩；涡轮速度继续接近泵轮——导轮开始旋转，涡轮转矩等于泵轮转矩；涡轮速度等于泵轮速度——不传递转矩。变矩器增扭特点1.导轮只有在固定不动时，才能改变涡轮流回泵轮的液体的流动方向，使变矩器具有增扭作用。2.增扭作用的大小与导轮对液体的作用力有关，即与涡流的速度、泵轮和涡轮的转速差有关。液力变矩器的变扭的几个问题思考与观察变矩器的增扭作用大小与哪些因素有关？与液体撞击泵轮叶片的方向和速度有关。问题（1）当导轮不改变液体流动方向时，变矩器是否还能增扭？问题（2）什么时候导轮不再改变液体流动方向？１.液体撞击泵轮叶片的方向与哪些因素有关？液体撞击泵轮叶片的方向与涡轮的转速有关。9影响变矩器增扭作用大小的主要因素是：（1）涡轮的转速；（2）泵轮和涡轮的转速差。问题（1）当泵轮和涡轮的转速差减小时，变矩器增扭作用是否减弱？当涡轮转速升高到泵轮转速85%左右时，液体不再撞击导轮叶片，变矩器不再增扭。若涡轮转速继续升高，液体会推动导轮顺时针方向旋转。导轮开始空转的转速，称为耦合点。２.液体撞击泵轮叶片的速度与哪些因素有关？液力变矩器特性液力变矩器的特性参数液力变矩器的工作区液力变矩器的特性参数液力变矩器的工作区（1）低速区时，转速比小，变扭比大，涡轮获得较大转矩，