装载机液力变矩器结构原理及常见故障诊断及处理

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1、装载机液力变矩器结构原理及常见故障诊断及处理【摘要】本文介绍了装载机液力变矩器的结构组成和工作原理，详细论证了液力变矩器在使用中常见的几类故障现象及故障的处理办法。【关键词】装载机液力变矩器结构组成工作原理常见故障处理办法前言液力变矩器是液力传动中的又一种型式，是构成液力自动变速器不可缺少的重要组成部分之一。装载机的液力变矩器与发动机的飞轮相连，其作用是将发动机的动力传递给机械变速箱的齿轮机构，并具有一定的自动变速功能。液力变矩器的传动效率主要取决于变矩器的结构和性能。1.装载机液力变矩器的结构组成与工作原理。1.1液力变矩器的结构组成装载机液力变矩器有3

2、个工作轮即泵轮、涡轮和导轮组成。泵轮和涡轮的构造与液力耦合器基本相同；导轮则位于泵轮和涡轮之间，并与泵轮和涡轮保持一定的轴向间隙，通过导轮固定套固定于变矩器壳体上（图1-1）1.2液力变矩器工作原理当发动机运转时带动液力变矩器的壳体和泵轮与之一同旋转，泵轮内的油在离心力的作用下，由泵轮叶片外缘冲向涡轮，并沿涡轮叶片流向导轮，再经导轮叶片内缘，形成循环的液流。导轮的作用是改变涡轮上的输出扭矩。由于从涡轮叶片下缘流向导轮的油仍有相当大的冲击力，只要将泵轮、涡轮和导轮的叶片设计成一定的形状和角度，就可以利用上述冲击力来提高涡轮的输出扭矩。为说明这一原理，可以假想

3、地将液力变矩器的3个工作轮叶片从循环流动的液流中心线处剖开并展平，得到图1-2(a)所示的叶片展开示意图；并假设在液力变矩器工作中，发动机转速和负荷都不变,即液力变矩器泵轮的转速np和扭矩Mp为常数。(1)装载机起步前，涡轮转速为0,发动机通过液力变矩器壳体带动泵轮转动，并对液压油产生一个大小为Mp的扭矩，该扭矩即为液力变矩器的输入扭矩。油在泵轮叶片的推动下，以一定的速度，按图1-2(b)中箭头1所示方向冲向涡轮上缘处的叶片，对涡轮产生冲击扭矩，该扭矩即为液力变矩器的输出扭矩。此时涡轮静止不动，冲向涡轮的油沿叶片流向涡轮下缘，在涡轮下缘以一定的速度，沿着与

4、涡轮下缘出口处叶片相同的方向冲向导轮，对导轮也产生一个冲击力矩，并沿固定不动的导轮叶片流回泵轮。当油对涡轮和导轮产生冲击扭矩时，涡轮和导轮也对油产生一个与冲击扭矩大小相等、方向相反的反作用扭矩Mt和Ms,其中Mt的方向与Mp的方向相反，而Ms的方向与Mp的方向相同。根据油受力平衡原理，可得：Mt=Mp+Mso由于涡轮对油的反作用，扭矩Mt与油对涡轮的冲击扭矩（即变矩器的输出扭矩）大小相等，方向相反，因此可知，液力变矩器的输出扭矩在数值上等于输入扭矩与导轮对液压油的反作用扭矩之和。显然这一扭矩要大于输入扭矩，即液力变矩器具有增大扭矩的作用。液力变矩器输出扭矩

5、增大的部分即为固定不动的导轮对循环流动的油的作用力矩，其数值不但取决于由涡轮冲向导轮的液流速度，也取决于液流方向与导轮叶片之间的夹角。当液流速度不变时，叶片与液流的夹角愈大，反作用力矩亦愈大，液力变矩器的增扭作用也就愈大。一般液力变矩器的最大输出扭矩可达输入扭矩的2.6倍左右（2）当装载机在液力变矩器输出扭矩的作用下起步后,与驱动轮相连接的涡轮也开始转动，其转速随着汽车的加速不断增加。这时由泵轮冲向涡轮的油除了沿着涡轮叶片流动之外，还要随着涡轮一同转动，使得由涡轮下缘出口处冲向导轮的油的方向发生变化，不再与涡轮出口处叶片的方向相同，而是顺着涡轮转动的方向向

6、前偏斜了一个角度，使冲向导轮的液流方向与导轮叶片之间的夹角变小，导轮上所受到的冲击力矩也减小，液力变矩器的增扭作用亦随之减小。车速愈高，涡轮转速愈大，冲向导轮的液压油方向与导轮叶片的夹角就愈小，液力变矩器的增扭作用亦愈小；反之，车速愈低，液力变矩器的增扭作用就愈小。因此，与液力耦合器相比，液力变矩器在汽车低速行驶时有较大的输出扭矩，在汽车起步，上坡或遇到较大行驶阻力时，能使驱动轮获得较大的驱动力矩.（3）当涡轮转速随车速的提高而增大到某一数值时，冲向导轮的液压油的方向与导轮叶片之间的夹角减小为0,这时导轮将不受液压油的冲击作用，液力变矩器失去增扭作用，其输

7、出扭矩等于输入扭矩（4）若涡轮转速进一步增大，冲向导轮的液压油方向继续向前斜，使油冲击在导轮叶片的背面，如图1-2（c）所示，这时导轮对油的反作用扭矩Ms的方向与泵轮对油扭矩Mp的方向相反，故此涡轮上的输出扭矩为二者之差，即Mt二Mp-Ms,液力变矩器的输出扭矩反而比输入扭矩小，其传动效率也随之减小。当涡轮转速较低时，液力变矩器的传动效率高于液力耦合器的传动效率；当涡轮的转速增加到某一数值时，液力变矩器的传动效率等于液力耦合器的传动效率；当涡轮转速继续增大后，液力变矩器的传动效率将小于液力耦合器的传动效率，其输出扭矩也随之下降。因此，上述这种液力变矩器是不

8、适合实际使用的。1.液力变矩器常见的故障现象及处理办法故障现象有：