变矩器锁止离合器故障分析(上)

◆文/辽宁　陈兆俊

随着电子技术和自动控制技术的发展，汽车自动变速技术已经越来越成熟。为了提高传动效率，改善经济性能，轿车用自动变速器普遍采用了带锁止离合器的液力变矩器，并进行电子控制以保持其换挡的平顺性。带锁止离合器的液力变矩器克服了液力变矩器输出轴与输入轴之间存在滑动而使液力变矩器传动效率降低的缺点。

陈兆俊

(本刊编委会委员)

1992年参加工作，一直从事汽车检测与维修工作，熟悉汽车底盘维护、发动机维修及电控系统的检测等汽车检测维修及改装工作。在日系车型的电控燃油喷射发动机、电控自动变速器、ABS、电子/空气悬挂系统、安全气囊控制系统等诸方面有较多的探究和实战的经验。2008年至今于大连职业技术学院汽车工程技术系任教，副教授，主要讲授汽车检测维修技术方面的专业课程。

在汽车使用的过程中由于维护保养不及时或部件磨损老化等原因，变矩器锁止离合器也会出现故障，并影响汽车正常行驶功能。由于锁止离合器装于变矩器的壳体内不可分解，对其进行故障检测比较困难。本文主要对变矩器及其锁止离合器的结构及工作原理进行了简单介绍，通过典型案例分析讲解变矩器锁止离合器的常见故障及检修方法。

一、液力变矩器

典型的汽车自动变速器液力变矩器由封装在变矩器壳体中的泵轮、涡轮和导轮三个主要部件组成，也称之为三元件式综合式液力变矩器如图1所示。

泵轮与发动机曲轴相连接，泵轮作为主动件将输入的机械能转变为自动变速器油的能量，使油液的动量矩增加，其作用类似离心泵的叶轮，所以称其为泵轮。涡轮与自动变速器中的行星齿轮变速器输入轴相联接，作为从动元件将自动变速器油的能量转变为机械能输出，涡轮因其使油液的动量矩减小，作用类似于水涡轮，故被称为涡轮。

主动件泵轮与从动件涡轮之间并无机械联接或传动，而且装合后两者的端面相对，中间留有一定的间隙，其值约为3～4mm。工作时通过自泵轮循环流入涡轮的自动变速器油的偶合作用，实现主动件与从动件之间的传动任务如图2所示。

导轮通过单向离合器安装在与变速器壳体相连的支承轴管上，导轮不转动时变速器壳体的反作用扭矩通过它作用于自动变速器油，使油液的动量矩改变。换言之，导轮在液力变矩器中起导向作用，使自涡轮流出的油液改变方向后流向泵轮形成液体循环，所以称其为导轮。导轮是液力变矩器中起到增加扭矩作用的部件(图3)。

2.液力变矩器的作用

曾有一种说法，“自动变速器(AT)上的液力变矩器相当于手动变速器(MT)上的离合器，起到动力连接和中断的作用。”其实这种说法是错误的。AT与发动机曲轴是直接连接的，只要发动机曲轴转动，液力变矩器便开始转动，对于动力的连接和中断，仍由变速器内部的离合器来完成。液力变矩器唯一与MT离合器相似的地方，也就是液力变矩器“软连接”的特性，与MT离合器的“半联动”工况相近。液力变矩器的作用归纳起来主要包括如下方面。

(1)自动无级变矩、变速：液力变矩器的涡轮扭矩，能随着汽车行驶中负荷扭矩的增大而自动增大，同时涡轮转速自动降低；而当负荷扭矩减小时，涡轮扭矩随之自动减小，同时涡轮转速自动升高。

(2)自动离合：液力变矩器可借助于传递或不传递发动机发出的扭矩至变速器，起自动离合器的作用，从而在使用自动变速器的汽车上，取消了传统的螺旋弹簧式或膜片弹簧式离合器，大大减轻了驾驶员的负担。

(3)减振隔振：由于液力变矩器是通过液力作用进行偶合传动的装置，主、从动件之间无直接的机械传动关系，所以能通过自动变速器油的阻尼作用，减小发动机的扭振，并隔离这种扭转振动向底盘传动系统的传递，从而提高汽车发动机和底盘传动系统的使用寿命。

(4)使发动机转动平稳：由于工作时内部充满自动变速器油液的液力变矩器具有较大的转动质量，可以替代传统的惯性飞轮起到发动机转动平稳的作用。

(5)过载保护：当汽车行驶工况突然变化，出现过负荷时使用液力变矩器，可以对发动机起保护作用。

(6)发动机制动：在汽车下长坡行驶时可以通过液力变矩器的偶合传动，利用发动机的泵气损失来进行制动。

3.液力变矩器性能与工作特点

液力变矩器性能曲线如图4所示。汽车行驶过程中变矩器的组成部件工作状态也各不相同。

(1)汽车停车、发动机怠速运转：发动机怠速运转时发动机由泵轮输入的扭矩较小。踩住制动踏板使车辆处于停止状态，涡轮也随之停止转动，涡轮上的负载较大。此时涡轮与泵轮的速度比为零，扭矩比为最大值，这一位置也称为变矩器的失速点(如图4中所示的失速点)。涡轮虽然获得增幅最大扭矩，但还是远小于其负载。变矩器中能量转换过程是由机械能转换为热能致使变矩器油温升高较快。

(2)汽车起动：松开制动踏板，涡轮的负载减小，继续踩下加速踏板，发动机由泵轮输入的扭矩增大，涡轮获得增幅最大发动机的扭矩克服行驶阻力，汽车开始启动。此时涡轮与泵轮的速度比逐渐增大，扭矩比逐渐减小。

(3)汽车以低速行驶：汽车速度增加时涡轮的转速很快接近泵轮的转速。涡轮的变矩比随着速度比的增加而降低。当速度比为0.8时其变矩比大致为1。该点也称为变矩器的偶合点(如图4中所示的偶合点)。这是因为当涡轮与泵轮的速度比超过0.8时，流体就会冲到导轮的背面，单向离合器允许导轮和泵轮以相同的方向转动，不再起到改变油液方向的作用如图3所示，此时变矩器的作用相当于偶合器。

(4)汽车以中速或高速恒定行驶：液力变矩器仅以液力偶合器的作用。涡轮几乎与泵轮相同的转速转动。汽车在正常行驶状态下，2～3秒液力变矩器就可以达到偶合点，但如果是重负荷状态，即使汽车以中速或高速行驶，液力变矩器也可以回到变矩区工作。由图4中可以看出，变矩器的传动效率在失速点为0，速度比增加，变矩比降低，传动效率相应提高，当速度比为0.6时传动效率达到最高；速度较为稳定时速度比进一步上升，变矩比接近1，但此时传动效率下降。在偶合区速度比会直线上升，传动效率上升到100%附近，但永远达不到100%。这是因为变矩器要靠流体的流动传递动力，如果泵和涡轮没有转速差，就不会产生流体的流动，动力也就无法继续传递。(未完待续)