液力变矩器故障诊断与排除方法

液力变矩器在装载机、叉车和推土机等工程机械上有着广泛的应用。按变矩器主要组成元件总数不同有三元件变矩器和四元件变矩器之分。ZL10、ZL30型装载机使用的是三元件变矩器，即变矩器主要由泵轮、涡轮和导轮组成。工作时变矩器腔内充满油液，泵轮由发动机带动旋转，使腔内油液以巨大的速度和压力冲击涡轮，形成驱动力，带动变速器输入轴旋转；导轮装在涡轮与泵轮之间，从涡轮排出的液流冲击导轮，力图使导轮逆泵轮方向旋转，若将导轮固定，它便给液流一定的反作用力矩，此反作用力矩与泵轮给工作液的力矩合在一起传给涡轮，就起着增加转矩的作用，并使转矩随外负荷的变化而变化。ZL40、Z150型装载机则采用四元件变矩器，即变矩器由泵轮、导轮、一级涡轮和二级涡轮组成。当装载机以高速轻载行驶时，二级涡轮单独工作，而在低速重载下行驶时，则一级涡轮、二级涡轮同时工作。CPCD5型叉车采用的也是四元件变矩器，但变矩器由泵轮、涡轮和两个导轮组成。两个导轮中都装有单向离合器，当变矩器转速高时，液流便冲击导轮背面，此时单向离合器能让导轮脱离开，使变矩器进入偶合器工况，从而提高传动效率，避免能量损失。下面以ZL50型装载机为例，分析变矩器常见故障原因和排除方法。

1.变速压力过低

由于变矩器和变速器的供油系统是共用的，因此把两者联系在一起进行分析。正常变速压力应为1.08～1.47MPa。变速压力过低的原因如下：

（1）变速器内油位过低 油位过低，变速泵吸空，供油不足，使装载机Ⅰ挡掘进无力、Ⅱ挡时走时停。此时，应先检查变速器油位并及时加油（加至油位开关溢油，如有两个开关，则运转时以上开关为准，运转后以下开关为准）；同时排除漏油，如变速器内的油液进入工作装置液压系统油箱内，应同时更换变速泵壳体和工作装置液压泵壳体上的油封。

（2）变速泵磨损 变速泵磨损后，除压力上升慢外，当系统因检修将油液放完之后，重新加油起动发动机时无变速压力，但拆开变速泵进油接头向液压泵及泵上的钢管内灌满油之后，再起动发动机，变速压力即能升起，这说明泵的吸力太小。此时，可分解检查，如果齿轮端面与泵体、泵盖拉伤或磨损过度，应更换新泵。

（3）变速阀有故障 在所有挡位下，变速压力过低或挂挡时压力回升太慢，多数是调压阀——变矩器第一压力阀引起的。常有以下几种情况：

1）变速压力偏低。变速压力低于正常值，一般是由于调压弹簧弹力不足所致。有的调压阀是单弹簧加固定套式（见图7-3），其固定套缩短可使压力增高；但多数调压阀是双弹簧式，即把固定套改成粗弹簧，在排除变速压力偏低的故障时，一般都是更换调压弹簧。

图7-3 调压阀

1—粗滤网 2—变速齿轮泵 3—变矩器进油阀 4—调压弹簧 5—变矩器 6—散热冷却器 7—变矩器出油背压阀 8—润滑超越离合器及轴承 9、15—螺塞 10—单向出油阀 11—节流阀 12—蓄能活塞 13—固定套 14—弹簧座 16—阀杆

2）变速压力过低或低至零。

①变速阀调压弹簧折断，以致很小的油压即可推动调压阀杆左移，使液压油经变矩器第二压力阀——溢流阀降压。此时，拆下螺塞9，取出蓄能活塞，即可抽出调压弹簧更换，但安装时要注意勿使弹簧座脱落。

②变速阀与变速器壳体之间的密封垫冲破，使阀体上的压力油道与回油道相通而泄压。

③切断阀阀杆卡住或回位弹簧失效，使切断阀永远处于切断位置，将压力表接在切断阀上测得压力为零。

3）挂挡时压力回升太慢。

①蓄能活塞发卡。挂挡时油液进入变速分配阀，同时沿阀体上的油道经限流孔进入蓄能活塞左腔（见图7-3），推动蓄能活塞右移，一起压缩粗弹簧和调压弹簧，以保证挂挡所需的正常压力。因此，在离合器接合过程中，油压上升的快慢取决于调压弹簧力增加的快慢，也即取决于蓄能活塞向右移动的快慢；如果蓄能活塞不灵活，挂挡右移太慢，压力回升也就迟缓。蓄能活塞发卡的原因主要是油液中有杂质或油温过高。因蓄能活塞与阀体的配合间隙只有0.035～0.040mm，且活塞与阀体接触面积大，如果油液中有杂质则被易发卡，应清洗相应零部件及油路系统进行故障排除。

②通往蓄能活塞左端油路的限流孔堵塞，液压油不能去推动蓄能活塞，因而不能增加调压弹簧的受压量。此时可拆下螺塞9，把小孔穿通。

③取代固定套的粗弹簧过长或太硬，影响蓄能活塞右移和调压弹簧压缩量的增加。此时应更换短一点的粗弹簧。

4）发动机怠速时变速压力很低，加大油门后压力正常，两压力差值很大。其原因如下：

①调压阀杆发卡，不能完全回位，液压油经变矩器第一压力阀——调压阀和第二压力阀——溢流阀减压，所以怠速时变速压力明显降低；当加大油门后，变速泵供油增多，虽有溢流，但压力能升至正常范围。

②调压弹簧短，使变矩器第一压力阀开启过早。

5）某挡压力过低或无压力，但其他挡位压力正常。其原因主要是该挡的液压缸与活塞有油液泄漏。此时应检查相应挡的零部件，进行排除。

2.变矩器内漏，驱动力不足

变矩器依靠油液传递动力，增加转矩，如果油液内漏严重，必然导致驱动力不足。

变矩器的油路：液压油经变矩器第一压力阀——调压阀、第二压力阀——溢流阀、壳体上的油道和导轮座上的进油孔进入导轮座与分动齿轮之间，分动齿轮靠壳体一端有导轮座上的扣接式金属密封环封闭，所以油液便通过轴承进入泵轮，使变矩器工作；然后，再进入导轮座内孔与二级输出轴齿轮之间→导轮座和二级输出轴齿轮的孔内都有橡胶式旋转油封以密封油路→再经导轮座出油孔进入第三压力阀——背压阀，由背压阀控制变矩器出口油压。此后，油液流经冷却器，再经壳体上的油道进入中间传动轴，润滑超越离合器及轴承。由上可知，变矩器溢流阀、背压阀泄油过多或旋转油封、O形圈漏油都会使变矩器油液不足。但是，溢流阀和背压阀在出厂前已调好，不易出故障，因此变矩器内漏的主要原因是橡胶油封磨损或金属密封环损坏。

金属密封环损坏的原因及排除方法：

（1）轴承轴向间隙调整不当 泵轮安装后，泵轮内孔与轴承外圈应在同一平面，否则应用调整垫调平，以便压板同时压住泵轮与轴承外圈；如果压不住轴承或泵轮，都会导致组合件过早损坏。(www.xing528.com)

（2）导轮与挡圈之间装配过紧 导轮压在轴承内圈上，由挡圈限定其位置，装配后导轮与挡圈之间应有0.1mm的间隙，间隙过大导轮易与涡轮摩擦，若无间隙不仅易使挡圈脱槽，而且易使轴承磨损松旷。

（3）弹性板与飞轮轴向间隙过大 两者装配后，若轴向间隙过大，造成弹性板拉罩轮，罩轮拉泵轮，则使117轴承受轴向力过大而损坏，此间隙应为-0.15～+0.20mm，间隙不当可在罩轮与弹性板之间加垫调整。

（4）分动齿轮安装不当，损坏金属密封环 为防止装配时碰断密封环，把密封环装在导轮座上并扣接好，然后先把分动齿轮装入壳体打入导轮座，再将两个轴承轻轻打入分动齿轮孔和泵轮孔，这样便于检查密封环是否确已装好。

3.装载机在所有挡位情况下均不行走或行走很慢

先检查变速器油位和变速压力，若压力不正常应先拆检、清洗变速阀，并检视油液颜色，油液呈银灰色，说明变矩器拉伤。再拆下变矩器小油底壳检查，若有铝屑，表明变矩器损坏；若有铁屑，表示变速器零件有损伤；若有铜末，说明离合器摩擦片拉伤。

待液压系统经检查表明无故障后，再检查机械原因。常见的机械原因如下：

（1）一级涡轮、二级涡轮轴承（见图7-4）损坏 轴承损坏的原因除轴承质量差外，还和二级涡轮挡圈与二级涡轮输出齿轮轴之间的轴向间隙装配调整不当有直接关系。此间隙过大，一级涡轮、二级涡轮沿轴向窜动，导致二级涡轮与导轮相撞，一级涡轮与泵轮相撞；若无间隙，不仅会压死8111推力轴承，而且二级涡轮输出齿轮轴会把一级涡轮、二级涡轮轴承顶坏或将挡圈顶出挡圈槽。此间隙应控制在0.10～0.30mm之间，其测量方法：安装二级涡轮输出齿轮轴之前，用深度尺测量轴的顶端至113轴承外圈的距离，再测量导轮座装113轴承外圈的端面至二级涡轮挡圈的距离，两者之差即为此间隙。间隙不对时可变更轴与挡圈之间的花键垫片的厚度进行调整。

图7-4 液力变矩器

1—调整垫片 2—117轴承 3—113轴承 4—二级输出齿轮 5—8111推力轴承 6—一级输出齿轮 7—变矩器壳体 8—分动齿轮 9—金属密封环 10—导轮座 11—泵轮 12—一级涡轮 13—导轮 14—罩轮 15—飞轮 16—二级涡轮轴承 17—挡圈 18—一级涡轮轴承

（2）二级涡轮挡圈（见图7-4）脱槽 二级涡轮花键孔内的挡圈脱槽将导致二级涡轮靠在导轮上、一级涡轮靠在泵轮上，全都拉伤。挡圈脱槽的原因如下：

1）新换的涡轮挡圈槽太浅。此时应把此槽车深，挡圈嵌入槽内的深度应相当于挡圈宽的2/3。

2）二级涡轮花键孔内的挡圈与二级输出齿轮轴端无间隙，因而将挡圈顶出。

（3）连接一级涡轮与罩轮的弹簧销脱出 弹簧销脱出导致涡轮、泵轮和导轮打坏。脱出的原因：新更换的弹簧销弹力小；安装弹簧销时未将其两端的喇叭口扩张。

4.一级涡轮、二级涡轮不能联合工作

变矩器一级涡轮、二级涡轮工作不协调有两种现象：一是高速行驶正常，但作业时掘进无力；二是掘进有力，但高速行驶时“吃跟头”（好像点制动）。这两种现象都是超越离合器工作不良引起的，原因如下：

1）超越离合器内环齿轮及滚柱啃坏，隔离架槽内的三条弹簧太软或预压量不够，当外负荷增加时，单向离合器打滑，导致一级涡轮、二级涡轮不能联合工作，所以掘进无力。

2）超越离合器齿轮、隔离环损坏后，单向离合器有时发卡，当卡住而分离不开时，装载机高速行驶时就会出现“吃跟头”现象。

5.变矩器油温过高

变矩器油温应高于80℃、低于110℃，油温过高会使变矩器驱动力不足。变矩器油温过高的原因如下：

（1）变速器内油位过低或过高 油位过低，液压泵会吸入空气，使变矩器、变速器零件冷却不良；油位过高，热量散发慢，因而使油温过高。

（2）变速压力过低 变速压力低，导致变矩器油液不足，冷却不良，使油温上升过快，同时引起变速器的离合器打滑，产生大量的热使油温过高。

（3）挂挡时变速压力回升太迟 变速压力回升迟导致挂挡时间过长，引起各挡摩擦片之间产生摩擦，致使油温猛升。

（4）发动机冷却系工作不良 散热器被污物堵塞或冷却系缺水，使水温过高，造成水冷式油液冷却器冷却不良。

（5）散热器式油液冷却器被污物堵塞 冷却器被堵塞致使工作液冷却不良，可用高压水由发动机向外冲洗。

（6）变矩器、变速器零件损坏 零件损坏后产生相互摩擦，使油温急剧上升。