液力变矩器的结构原理及常见故障分析

曹伟

摘要：装载机在建筑、铁路、矿山等工程中得到了广泛的应用，而液力变矩器以其优越的性能成为装载机传动系统中不可缺少的重要组成部分，对保证装载机整体运行及保证动力方面起到重大作用，论文以YJSW315系列双涡轮液力变矩器为例，简单介绍一下液力变矩器的原理应用及常见故障排除。

关键字：液力变矩器、原理、安装、使用、故障、排除

1、前言

装载机在建筑、铁路、矿山等工程中得到了广泛的应用，成为重大工程中不可缺少的一种工具，液力变矩器以其优越的性能成为装载机传动系统中不可缺少的重要组成部分，对保证装载机整体运行及保证动力方面起到重大作用，接下来以YJSW315系列双涡轮液力变矩器为例，简单介绍一下液力变矩器的原理应用及常见故障排除。

YJSW315系列双涡轮液力变矩器是单级两相双涡轮四元件液力变矩器。与现有双涡轮液力变矩器相比，它实现涡轮组件轴向定位、Ⅱ涡轮组两点支撑、外部调压技术、涡轮毂与涡轮罩焊结式结构、与变速箱安装时不须调整。具有可靠性高、结构先进、变矩系数大、高效区宽、效率高等特点。对双涡轮液力变矩器系列化后，可以应用于ZL30、ZL40、ZL50、ZL60型装载机液力传动系统，可与额定转速2000-2200转/分，额定功率在80-165KW的发动机匹配。

2、液力变矩器的结构及原理

YJSW315系列双涡轮液力变矩器中Ⅰ涡轮组件与其左端6210深沟球轴承一起安装在罩轮的孔内，Ⅱ涡轮组件左端6013深沟球轴承外圈安装在Ⅰ涡轮组件孔内，Ⅱ涡轮组件右端6013深沟球轴承外圈安装在导轮的孔内，导轮与导轮座用螺栓拧紧，成对安装角接触轴承外圈分别安装在泵轮和分动齿轮的孔内，成对安装角接触轴承的内圈安装在导轮座的外径上。新型双涡轮液力变矩器中，将Ⅱ涡轮组件左端安装一套6013深沟球轴承右端安装一套6013深沟球轴承，其中左端6013深沟球轴承的外圈安装在Ⅰ涡轮组件孔内，限制Ⅱ涡轮组件向左窜动，右端6013深沟球轴承右端面与导轮端面配合，限制涡轮组件向右窜动，这样，Ⅱ涡轮组件实现了轴向限位，同时涡轮组件实现轴向限位。导轮与导轮座螺栓联接的同时，可实现成对安装角接触轴承的预紧，使成对安装角接触轴承能承受轴向力，并提高传动精度。

YJSW315系列双涡轮液力变矩器设计了新的Ⅱ涡轮组件，使Ⅱ涡轮组件两端各安装一套深沟球轴承，这样Ⅱ涡轮组件实现两端支撑。

新型双涡轮液力变矩器采用了能承受较大轴向力的6017成对安装角接触球轴承，由于6017成对安装角接触球轴承使用时需要预紧，设计了新型导轮座与导轮，原导轮座与导轮采用花键联接，现将导轮座与导轮改为螺栓联接，当螺栓拧紧时，导轮压紧6017成对安装角接触球轴承内圈，6017成对安装角接触球轴承承受由于制造、安装误差产生的轴向力，从而提高了双涡轮液力变矩器的使用寿命。

双涡轮变矩器通常与行星齿轮变速箱一起工作，其工作原理是Ⅰ级涡轮通过一对减速齿轮、大超越离合器将动力传给变速箱的输入轴，Ⅱ级涡轮通过一对增速齿轮将动力直接传给变速箱输入轴。高速轻载时，超越离合器脱开，液力变矩器的Ⅱ级涡轮单独传递动力；外界阻力增大时，Ⅱ级涡轮转速下降，处于低速重载状态，当Ⅱ级涡轮被动齿轮下降到Ⅰ级涡轮被动齿轮转速时，超越离合器楔紧，Ⅰ、Ⅱ级涡轮一起对外传递动力，变矩系数增大。双涡轮变矩器两级涡轮输出的动力，分别与超越离合器相结合，形成自动变速，既可使高效范围变宽，又可得到较大的变矩系数，实际作用相当于变矩器加上一个自动变速两档变速箱，随外界负荷变化自动换挡。

由于双涡轮液力变矩器的这种特殊的结构和作用，车辆采用这种传动部件较机械传动有以下优点：

1.由于液力变矩器的自动变矩作用，使工作机械对外界突变载荷具有较好的适应性能，并自动满足工作机械牵引工况的要求。

2.由于工作介质是液体，能够起到减振和隔振作用，提高工程机械的使用寿命。据统计：发动机寿命可提高47%，变速箱寿命可提高400%。

3.可简化车辆的操作系统。

4.减少变速箱的拍档，一般二进一退即可。

由于上述优点，双涡轮液力变矩器非常适合装载机工况，目前被广泛应用于国产装载机上。

3、液力变矩器的安装及使用

⑴液力变矩器的安装

YJSW315系列液力变矩器配套国产ZL30、ZL40、ZL50、ZL60型装载机。它被安装在发动机之后，变速箱之前。安装时依靠罩轮Φ52e8轴颈与发动机飞轮孔结合定位。依靠12个M12的螺栓与发动机飞轮壳固定。依靠12个M10的螺柱与飞轮结合传递动力。安装时，液力变矩器的旋转中心线与发动机曲轴旋转中心线相重合。

（2）液力变矩器的使用

①液力变矩器起动前检查各旋转件是否旋转灵活，有无卡碰现象。将液力变矩器安装到车辆上，并向邮箱中加入适量的工作油。

②起动发动机，使液力变矩器在低速运转1至2分钟，向邮箱中第二次加油，保证在液力变矩器运转的情况下，工作油达到油面指示线。在加油过程中注意排出供油系统中德气体。

③液力变矩器起动后，不应立即进行作业，应当依次使液力变矩器在低速和中速空载运转，然后再带负荷运转。经常观察倾听液力变矩器运转时有无异常，否则应当立即停车检查。运转时应经常注意工作油压力和工作温度的变化使之保持在正常工作范围内。在液力变矩器运转时至少一周检查依次油位，若工作油低于油位线，要及时补足。

④液力变矩器运转30-50小时需第一次更换新油，第二次换油在液力变矩器工作1000小时进行。以后每隔同样时间，必须更换新油。

⑤对于机械传动，在作业中驾驶员应根据作业时发动机的声响及时换挡，以免发动机熄火。液力变矩器传动，只要匹配合理，虽无熄火问题，但仍需根据液力变矩器的油位表指示及时换挡，以免液力变矩器在低效区长时间工作，造成工作油过热而损坏密封件。

4、液力变矩器常见的故障及排除方法

液力变矩器常见故障主要体现在以下几类：

1.动力输出不足。主要有以下几种原因：①发动机转速下降。排除方法就是提高发动机转速。②工作油中有气体。首先要考虑的就是检查管路系统的密封性好不好，及时更换密封易损件。再就是检查油箱中油的高度是不是符合要求。其次是检查工作油是否变质。③工作油温过高。检查一下散热器是否工作，降低油温。④液力变矩器的进、出阀压力过低。及时检查各液压阀工作的灵敏性及工作油的泄漏情况，更换损坏元件。

2、装载机工作时油温过高。经分析有以下几种原因造成：①液力变矩器在低效区工作时间过久。可以停机休息以降低外载荷或提高发动机工作转速。②油箱内油位过低或工作

油中存有气体。主要排除方法就是添加工作油、检查管路系统联接的密封性及工作油是否受损。③所用的工作油不符合要求或者供油系统油压过低。主要排除方法就是换用本使用说明书推荐的工作油和检修液压阀、提高油压。④冷却系统中水位低.造成散热性差。排除方法是检修水箱，保持水箱正常工作。

3、渗油或油液中出现铝沫。首先是检查密封件是否损坏，主要检查O型圈损坏情况，及时更换。再就是检查轴承是否损坏，导致内部铝件损毁，及时更换损坏轴承及部件。

参考文献

[1]黄志勇.综合式液力变矩器的结构原理与故障分析[J].汽车维修,2012(6):13-16.

[2]张太江.液力变矩器的结构原理与故障排除[J].科技风,2015(11):54-54.