摘要：变矩器是装载机的一个关键部件，若其出现故障，将会严重影响到装载机的使用性能及寿命。本文结合双涡轮变矩器的工作原理及结构构成，对双涡轮变矩器常见的故障进行了分析，并提出了相应的解决措施。
关键词：双涡轮变矩器；故障；解决措施
前言
在工程建设的土石方施工中，装载机以其作业速度快、效率高、机动性好等优点，广泛应用于公路、铁路、建筑等建设工程中。而为了使得装载机满足各种复杂的工况，需要在发动机以及变速箱之间装有变矩器。其中，双涡轮变矩器在轮式装载机上得到广泛应用，对其常见的故障及其解决措施展开探讨具有十分重要的意义。
1.变矩器的构成、工作原理及油路
1.1变矩器的构成
SWYJ315双涡轮变矩器，又称为双功率变矩器。同时又是双级单相变矩器，具有两个被动轮即双涡轮，一个主动轮即泵轮，另一个起变矩作用的导轮，合称为变矩器四元件。
1.2变矩器系统油路
动轮即双涡轮，一个主动轮即泵轮，另一个起变矩作用的导轮，合称为变矩器四元件。
1.3工作原理
其装配及工作原理是：发动机的飞轮输出的动力，通过两片弹性板传到罩轮，罩轮通过一圈螺丝传到栗轮；这样同发动机一起同速旋转的泵轮，把来自导轮座的油液，旋转甩出冲击一、二级涡轮；一、二级涡轮吸收液的动能，并还原为机械能；同时，当涡轮旋转时，甩出的油液又冲击导轮叶片，由于导轮位于涡轮泵轮之间，固定在导轮座上不动，且叶片与涡轮相反，因此便产生一个反作用力反射给涡轮。事实上，涡轮输出的扭矩等于泵轮输出扭矩与导轮的反作用扭矩之总和；导轮一方面可以增加涡轮的输出扭矩；另一方面可以改变液流的流动方向，如图1。
图1变矩器系统油路
由图1看出，变速箱的油路分为两路，一路经变速阀到各挡活赛回到油底壳；另一路当变速阀压力达到11－15kg/cm2时，进人变矩器人口阀即溢流阀（其实际压力约3.5-4.5kg/cm2）然后经导轮座到栗轮，被甩出冲击一、二级涡轮，涡轮甩出冲击导轮（导轮通过液流给涡轮一个反作用力矩）导轮流向泵轮，由此循环冲击；同时，工作叶片的背面油液经出口阀即背压阀（实际压力约1.5-2.8kg/cm2）流向散热器，经散热后流向油底壳。
2.变矩器工作必备的动力传输系统易出现的问题
2.1动力源传递中出现的故障
主要现象：发动机正常运转而变速箱无动力输出，即变速箱各个系统，包括工作系统，行走系统无任何反应。原因分析：由上面的变矩器结构、油路图、工作原理可以分析判断出发动机到泵轮、到旋轮齿轮的动力传递路线出现了中断现象，即飞轮与弹性板，或者弹性板与罩轮、罩轮与泵轮或者泵轮与旋转齿轮间的联接螺丝松脱或者断开导致动力中断。
解决措施：更换、拧紧以上各部件可能出现问题的螺丝，恢复其正常联接。
2.2传动介质即油液出现的故障
主要现象：变速箱各档压力正常，都工作无力，常伴有油温高现象，油温有时多1201。原因分析：各档压力正常，说明变速泵泵油正常，变矩器内也有油（因为各档有动力输出，只是动力不足），只是变速器油液流量不够，压力异常，关键还是变矩器内油液的密封性出现了问题，油液未流或只是一小部分流经背压阀到散热器，而大部分油液已泄漏出变矩器，未经散热，所以常伴有油温高，由于传动介质产生的原因有：
（1）变矩器原压力阀，即溢流阀或背压阀密封不严或者失灵。（2）旋转油封与旋转齿轮磨损严重，其配合间隙过大，大部分油液由此泄漏。（3）泵轮与罩轮间螺丝松动、油液由此泄出。（4）与一、二级涡轮啮合的一、二级输人齿轮间油封环，代号为BS305－4，及二级输人齿轮与导轮座间的油封环代号为BS305－7，磨损、密封不严造成泄油。
解决措施分别为：（1）重新调整或更换变矩器溢流阀或背压阀。（2）变矩泄漏油最易发生泄油比较严重的故障，处理维修起来也是最难的部位，在此将重点分析讨论。旋转油封与旋转齿轮的磨损泄油，最直观的表现就是从发动机的启动机接口处往外渗油，严重时将造成变速箱的油液逐渐减少而发动机油底油增多的现象。这主要是从旋转油封泄漏的大量油液被变矩器甩到飞轮上，沿着飞轮流到曲轴端口而渗人机油底。因为飞轮壳与曲轴间只是装有密封机油底方向的油封，而未有封外界油液不进入其内的油封。若单为了解决窜进机器内的问题，就应该改装或者多加封两个方向的油封。这应该是生产厂家应该考虑的技革问题。为了彻底根除旋转油封泄油问题，应该维修更换新油封与齿轮。维修更换后，很难做到一次性成功，经过反复分析，试验后，确定其原因是新油封在安到导轮座油封槽后，由于铁质油封的重力作用，油封下垂，使之不能与导轮座保持同心度。另外以前先把117轴承先装到旋转齿轮内，连同齿轮一起砸人，在砸轴承的过程中，由于不同心，油封未进入齿轮之前，已受到冲击、挤压、破坏。
因此保证不了其应有密封性能。在修配环节上要做到百分之百成功，主要做好两个要点：一是用大量润滑脂把油封粘贴在油封槽内不动，保持与导轮座的同心度；二是改变安装工序，先把旋转齿轮套入到导轮座，套在油封上，确认到位后，再镶117轴承。此维修工艺，如今已成为维修变矩器标准化作业程序。（3）拧紧泵轮与罩轮的一圈联接螺丝，其间有〇型圈的且已损坏的应更换此油封。为了能更好地提高密封性，在两轮的接触面间创新性的涂抹密封胶，待密封胶达到半凝固状态，再联接安装，这样处理效果非常好。（4）更换一、二级输入齿轮上的两油封环或者更换这两个输入齿轮。
3.变矩器四元件，易出现的问题
变柜器四元件出现的问题，是相对安装位置发生了改变，造成互相摩擦损坏，其最直观的表现就是变速箱内油液变成浅灰色，产生大量铝粉，并有高温变现。
3.1二级祸轮粘连在一起的故障
主要现象：行车作业无力，油底有铝粉，油温高。
原因分析：可参看图1变矩器中，二级涡轮的内卡挡圈损坏或脱落，且二级涡轮与罩轮间的113轴承磨损过度松旷，使二级涡轮向导轮方向窜出，贴挤摩擦一级涡轮，甚至摩擦导轮。
解决措施：（1）更换内卡挡圈、更换113轴承，若磨损过度则应更换涡轮或涡轮罩。（2）在安装涡轮罩轮与泵轮连接之前，先仔细测量二级涡轮内弹簧挡圈与二级输人花键轴端之间的间隙，然后根据间隙大小，添加适当厚度的隔离花键垫片。加人到二级涡轮内弹簧卡圈前，用黄油粘住固定好。这样处理后，防止即使固定二级涡轮与罩轮间的内卡簧挡圈损坏或脱落，或者其间的113轴承松旷，也会隔离二级涡轮向一级涡轮轴向移动，而避免发生磨损，使变矩器的使用寿命大大延长。这项维修技术的关键一是看其加工的花键垫片的工艺，二是看选取适当数量的垫片，达到适合装配精度的工艺。
3.2一级涡轮脱离涡轮罩
主要现象：作业无力，爬坡困难，油中有铝粉。
原因分析：是一级涡轮与涡轮罩铆钉脱落或折断，造成一级涡轮不工作。
解决措施：更换铆钉。重新铆接，必要时更换祸轮。
3.3导轮与二级涡轮一级涡轮贴靠磨损
主要现象：作业无力，行走困难，油中有大量铝粉、铝屑。
原因分析：主要是泵轮发生径向摆动，使与之相连的涡轮与导轮发生摩擦，另外就是导轮窜出与涡轮贴靠磨损。
原因（1）：固定泵轮的117轴承磨损松旷或是泵轮与旋转齿轮联结的螺丝松动，使泵轮发生径向摇摆。
原因（2）：阻挡导轮发生轴向窜出的外卡挡圈损坏或者脱落，使导轮窜出与涡轮贴靠磨损。
解决措施为：（1）更换117轴承，或者更换紧固泵轮与旋转齿轮的联结螺丝，消除其径向摆动量。（2）如果这种原因是因为外卡挡圈未安装好或是材质问题，偶然发生损坏脱落，那么解决措施就是更换、重新安装导轮与外卡挡圈。如果是外力破坏，使卡簧挡圈拉出，那么解决起来就没那么简单了。若是外力的话，就是发动机曲轴轴向间隙过大，拽着飞轮弹性板、罩轮泵轮往发动机皮带轮方向外移，由于曲轴的拉力太大，最终克服了泵轮与旋转齿轮上的两个117轴承顶紧力与导轮外卡挡圈的阻力之和，外卡挡圈便被拉坏变形，断裂或者脱落，发生导轮窜出的现象。遇到这种情况不会是偶然的，只要是曲轴轴向窜量不消除，这种现象还会重复发生。处理方法是锁紧曲轴皮带轮轮端的轴头螺母，或是更换曲轴前端的推力轴承，以消除曲轴轴向窜量。
4.结语
综上所述，双涡轮变矩器关系到整机的动力性及燃油经济性，是装载机变速系统中的一个重要部件。因此，需要对双涡轮变矩器运行过程中常出现的一些故障进行分析，掌握其故障原因，并采取有效的措施进行处理，从而确保双涡轮变矩器的正常运行，保障装载机的性能及使用寿命。
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论文作者:方壮盛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/29
标签：导轮论文; 涡轮论文; 变矩器论文; 油封论文; 齿轮论文; 磨损论文; 曲轴论文; 《基层建设》2018年第8期论文;