液力传动装置：结构与工作原理

液力传动装置是一种全新的结构型式，它包括液力变矩器和分动箱两部分。

液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮和涡轮轴构成。分动器由前行离合器、后行离合器和两组齿轮传动机构组成。

液力传动在20世纪80年代以后比较广泛地应用于叉车上，如20世纪80年代的成都叉车厂生产的CPCD-50A5t柴油叉车；合肥叉车厂生产的CPCD3、CPCD5等都使用了液力传动装置。

液力传动装置的结构如图3-69所示，液力传动装置原理如图3-70所示。

（1）液力变矩器的结构 液力变矩器的结构如图3-69所示。液力变矩器的泵轮2套在与齿轮3相连接的主动轴套上，外缘用螺栓联接到发动机飞轮壳的外缘上。因此飞轮是变矩器的驱动轮，它将柴油机的动力传到泵轮上。

涡轮1用花键凸缘与涡轮轴15相连，且涡轮轴又装入主动轴套内，两端由向心滚子轴承支撑着，它的输出端通过离合器6和7及齿轮8和13。因此涡轮及其涡轮轴，可将涡轮上的动力输出给分动器。

导轮14用滚针轴承空套在主动轴套上，由圆盘式端盖及密封圈将导轮的三个工作轮，密封在腔内。

泵轮、导轮、涡轮构成了整个液力变矩器的主动部分。泵轮、导轮、涡轮的内表面上的叶片是呈空间扭曲状的，其中涡轮的叶片扭曲最大，其次是泵轮。变矩器内部充满着工作液，并且有一定的压力。油液顺着泵轮→涡轮→导轮的循环方向螺旋流动，以实现它的动力传输。

图3-69 液力传动装置结构简图

1—涡轮 2—泵轮 3、4、5、8、10、12、13—齿轮 6—前行离合器 7—后行离合器 9—主减速器壳 11—换向阀 14—导轮 15—涡轮轴

图3-70 液力传动装置原理图

1—涡轮 2—泵轮 3、4、9、11、12、13、14、15、16—齿轮 5—离合器外套 6—金属盘式摩擦片 7—离合器内套 8—活塞 10—输出轴 17—导轮 18—花键凸缘

泵轮的内缘用螺钉与齿轮3（图3-69）相连接，再通过齿轮驱动齿轮泵，以使油液循环和冷却。

（2）液力变矩器的工作过程 当发动机起动后，泵轮将发动机的动力及转速传递给齿轮3，最后带动齿轮泵。

齿轮泵将过滤后的油液吸入，并加压送至配油盘，分配阀上的单向节流阀，再经过油管进入风扇后面和散热冷却器。冷却后的油液再经过分动箱中间隔离板上的壁孔，以及主轴套和从动轴之间缝隙流入泵轮2。

当发动机转速为1000r/min时，泵轮入口的油液压力为0.26MPa，泵轮在高速转动过程中，其扭曲的叶片，迫使油液以离心力向外侧流动，这样油液不停地冲击着涡轮叶片，迫使涡轮转动，再经过涡轮轴输出转矩。与此同时，油液又通过导轮再回到泵轮，油液围绕着循环圆中心，由导轮的第一层叶片冲击着涡轮的第一层叶片、再冲击着导轮的第二层叶片；继续连续不断地冲击着第二层、第三层……。油液在高速运转过程中形成一股强大的液流，同时又围绕着主动轴作公转。由于液流以一定的速度和方向、依着螺旋式前进的形式，连续不断地冲击着涡轮，涡轮轴也就连续不断地输出转速和转矩。

（3）分动器 其前行离合器、后行离合器均为液压摩擦片式。

1）变矩器只能单方向运转，为了使叉车实现前行和后行，在分动器中安装了前行离合器6（图3-69）和后行离合器7（图3-69）。

前行和后行由两个离合器来完成，是为了确保换向准确。每个离合器包括齿轮13（或8）。离合器内套，摩擦片通过花键及套与齿轮13相联接。离合器外套和活塞、金属盘式摩擦片，再通过花键及螺栓与齿轮12相连接（图3-69）。

涡轮轴端头与离合器轴相连，离合器内套与该轴由花键联接（图3-69），而离合器外套与齿轮13或8固定连接着，齿轮13又与输出轴上齿轮12（图3-69）啮合，实现叉车前行。叉车后行是由惰轮4和5来改变方向的。离合器内是由圆盘金属片分别相间的镶在内、外套上，靠摩擦传递转矩。

2）变矩器通过飞轮和中间轴连接到发动机上，变矩器外壳与飞轮壳固定连接。变矩器通过分动器输出轴连接到叉车的驱动轴上。

传动装置通过加速踏板的压力或释放改变发动机的转速，从而改变了液压泵的转速，同时也改变了泵轮和涡轮的转速，这样就能够实现叉车的无级变速。

（4）液力变矩器的换向机构 叉车运行方向的改变（向前或向后）是通过换向开关12（图3-71）来实现的。手柄向前则叉车向前行驶；手柄向后则叉车后行；手柄中立则叉车停止运行。换向开关处于前、后档位置时，发动机不能起动，只有在中间位置时，发动机方可起动。

当换向开关处于Ⅰ（或Ⅱ）位置时，电磁换向阀吸合，带动可调拉杆6移动，通过摇臂8的摆动，拨动液压换向阀9（图3-71）移动，以接通离合器的油路，推动离合器10（或11）杯状活塞，使金属摩擦片紧紧地接合在一起，传出转矩叉车就前行或后行。离合器10或11活塞靠弹簧复位，一个离合器进油，另一个离合器回油，空档位置时，液压换向阀9就切断了通向离合器的油路。

（5）液力变矩器传动的优点

1）因动力是用油液来传递的，所以即使外界阻力和负载发生变化，甚至大到使涡轮停止转动，而发动机仍能输出较大的转矩，即发动机不易熄火。

2）液力变矩器可增大发动机输出转矩，当外界阻力发生变化时，它能在一定范围内自行调节所需要的转矩，以克服外界阻力。可增加转矩2.5倍，有利于在爬坡和颠簸等恶劣情况下作业。因此能大大提高工作效率。

图3-71 换向机构简图

1—电磁换向阀 2—锁紧螺母 3—叉形螺母 4—销 5—联接螺母 6—可调拉杆 7—连杆螺母 8—摇臂 9—液压换向阀 10、11—前（行）、后（行）液压离合器 12—换向开关 Ⅰ—叉车前行 Ⅱ—叉车后行

3）液力变矩器可实现无级变速。

4）当挂上挡后，其传动比的变化由驾驶员操纵发动机加速踏板控制，并随着叉车行驶阻力的变化而自动无级地改变行驶速度，因而减轻了驾驶员的劳动强度，改善了驾驶员的劳动条件。(www.xing528.com)

5）有利于提高柴油机和传动系统零件的使用寿命。因为液力变矩器是靠油液来传递的，液力变矩器的泵轮和涡轮不是刚性连接，因而能吸收振动和冲击，从而可降低传动系统中的动载荷。这样也就延长了发动机的使用寿命，提高了叉车的动力性和经济性。

（6）液力传动装置的分解 液力传动装置的分解过程是：

1）从飞轮壳上拆下液力传动装置，再从飞轮箱中拆下泵轮与飞轮的联接螺栓，从飞轮箱中取出液力变矩器。

2）由分动器壳体上拆下隔离板。

3）由分动器中拆下离合器组件和输出轴。

4）拆下油管、分配器传动杆、液力传动的配油盘等组件。

5）拆下齿轮泵。

液力变矩器经解体后，应分别酌情加以清洗。

（7）液力传动装置的装配与调整 液力传动装置的装配与调整的要求是：

1）离合器的装配与调整。装配时应在清洁的工作台上进行，应注意零件的清洁。

①摩擦片之间的间隙总和应在2.97～4.66mm范围内，可通过连接盘的加厚或减薄进行调整。

②将装配好的离合器组件通过2MPa压力的油液，检查活塞能否在30s内恢复到原始状态，同时测量各盘之间的间隙总和。

检验应不少于三次，并要求离合器组件各连接处不允许有漏油现象。

2）分动器的装配与调整。

①安装齿轮泵法兰盘，再将液压泵装在法兰盘孔内。齿轮泵和齿轮应旋转平稳和无阻滞现象。

②清洗干净壳体，装上分配器等零件，密封垫涂上封口胶粘在壳体上，并用螺栓紧固。

③要求齿轮啮合在70%以上，旋转应平稳，不紧涩，无噪声。

④隔离板应彻底清洗，特别是其上面的油管油槽，在清洗后应用压缩空气疏通和吹干。

⑤把导管连接到相应的位置上，在连接和装入时，均应清洗至无油迹，密封垫片均应涂上封口胶密封。

3）把变矩器安装到飞轮上。

①把止动垫圈涂上黄油装入涡轮轮毂内，并使齿尖很好地放入涡轮轮槽内，并把涡轮放在飞轮上。

②把导轮机构、止推环安装到涡轮上（其轮毂短头应朝向涡轮）。

③把带O形密封圈的泵轮安装在飞轮上，拧紧固定螺栓，并用固定板固定。

④在泵轮的法兰盘上，装入挡油圈、滚针轴承等件，并用止动环加以固定。

⑤把O形圈装入分动器的壳体槽沟内。把轴套装入泵轮的轮毂内，同时把壳体向发动机方向移动，使齿轮13同齿轮3（图3-69）啮合，并用螺栓、螺母把液力传动装置的壳体和飞轮箱固定在一起。

（8）液力传动装置的试运转 液力传动装置可安装到叉车上试运转，在试运转时应抬起驱动桥。具体步骤如下：

1）在检查试运转前，应首先将油量加足，使油面保持在油标尺最低限度以上。油液必须清洁，加油时应防止杂质和水分进入油液中，因为水分蒸发易产生气泡，会使发动机效率降低，并损坏密封件。

2）当换向开关处于中立位置时，发动机转速为1000～1200r/min时，试运转1～2min，停止运转后应检查油面，应在油标范围内。

3）使液力传动在空档（中立）位置，运转2min，然后分别接通前行和后行离合器各1～2min。

检查液力传动装置压力，当换向处于中立位置时转速为1000r/min时，变矩器的最低压力为0.26MPa，安全阀（溢流阀）最低压力应为0.7MPa（压力数值应是压力表上的读数值）。

当换向处于前行或后行位置时，转速为1000r/min时，离合器油的压力为0.7MPa。

还应检查各连接部分的密封性，不得有渗油和漏油现象。

4）经上述反复变换后，可延续运转120min，继续检查各项，并且检查液力传动装置壳内的油温，应在60～90℃范围内。如果油温过高应检查冷却系统，排除堵塞、破裂、油位是否过低或系统中产生气泡等故障，就有可能是离合器有卡住现象。