液力變矩器油溫過高原因及故障案例

液力變矩器油溫過高會造成工程機械相關零件損壞，甚至導致其不能正常工作。2009～2011年，我公司維修中心承修了10多臺壓裂車用艾里遜品牌液力變矩器，其中7臺因油溫過高造成了損壞。筆者根據實踐經驗，對液力變矩器油溫過高的原因進行分析，并結合實際故障案例講述故障排除過程。

1.液力變矩器工作原理

壓裂車用液力變矩器主要通過變矩器、閉鎖離合器、分流器系統和多擋行星齒輪組實現動力傳遞，并通過控制油路實現系統的冷卻。

控制油路主要由液壓泵1、油底殼2、粗濾器3、細濾器4、變矩器5、主調壓閥6、出口壓力閥7、主控制閥8、旁通閥9、閉鎖閥10和冷卻器11等組成，如附圖所示。

油底殼2中的油液被液壓泵1通過粗濾器3吸入，再經過細濾器4過濾后分別進入變矩器5及主調壓閥6。輸入變矩器5的油液在泵輪、渦輪和導輪內流動，可以將泵輪的動力傳遞到渦輪。變矩器5的出油口安裝的出口壓力閥7，用于控制出口壓力。主調壓閥6輸出的油液進入主控制閥8、旁通閥9、閉鎖閥10。主控制閥8用于控制行星齒輪組多個擋位離合器的接合和分離，從而使變矩器實現換擋。旁通閥9輸出的油液進入液力變矩器主油道，對液力變矩器各軸承及齒輪進行潤滑。閉鎖閥10用于控制閉鎖離合器閉鎖。以上4路控制油路的油液經冷卻器11冷卻后流回油底殼2。

2.液力變矩器油溫過高原因

經分析認為液力變矩器油溫過高原因有5點：一是油液黏度不合格或數量不足；二是濾油器堵塞；三是冷卻器和油管堵塞；四是機件異常摩擦；五是使用不合理。

（1）油液黏度不合格或數量不足

液力傳動油黏度過大，會造成油液在液力變矩器內的流動阻力加大，導致油溫過高。液力傳動油黏度過低，會造成行星齒輪組的擋位離合器打滑，導致油溫過高。

若未按照該液力變矩器使用說明書推薦用油，或隨意向系統中加入液壓油或機油，均可造成液力變矩器油溫過高。

若液力傳動油過少，將造成運動部件潤滑不良、摩擦生熱以及冷卻效果下降，從向導致油溫過高。若液力傳動油過多，則會造成運動部件運動阻力增加，引起油溫升高。

（2）濾油器堵塞

液力變矩器磨損下來的雜質，會被液壓泵吸至進油口的粗濾器。若粗濾器堵塞，會造成吸油阻力增大，導致系統的散熱不良，引起油溫升高。若細濾器堵塞，會造成雜質隨油液其旁通閥進入潤滑系統，導致摩擦阻力加大。引起油溫升高。

（3）冷卻器和油管堵塞

冷卻器的作用是對變矩器排出的熱油進行冷卻。如果冷卻器和油管堵塞，則通往冷卻器的油量就會減少。變矩器油液得不到冷卻，便會致使油溫升高。

（4）機件異常摩擦

變矩器在工作時，齒輪、軸承、離合器片等機件正常配合（或嚙合）摩擦產生熱量很少，很快就能被油液帶走。如果這些機件損壞，產生大量的摩擦熱量，也會導致油溫過熱。

（5）使用不合理

在溫度較低的環境下使用時，由于溫度低，油液黏度太高。造成潤滑油難以在機件上形成油膜，導致金屬零件干摩擦和機件快速磨損。當使用環境溫度較低時，應掛空擋運行10～15min進行預熱，待油溫達到10～15℃時才可掛擋運行。

3.故障案例

（1）故障現象

1臺配裝D P8962型液力變矩器的1050型壓裂車作業時，出現液力傳動油油溫過高現象，且不能正常換擋。

（2）故障排查

首先，對這臺液力變矩器用油進行化驗，發現其為發動機機油。其次，檢查細濾器內有黑色粉末，粗濾器磁棒吸附大量鐵末及雜質。再次，將變矩器拆解。發現多個換檔離合器片嚴重磨損，部分離合器片的摩擦材料已脫落，如圖2所示。最后，檢查主控制閥，發現主控制閥中有金屬雜質，仔細觀察這些金屬雜質為離合器片磨損下來的金屬物質。

按照說明書要求，該型號液力變矩器需加注美孚ATF220型液力傳動油，且每1500h需更換一次。詢問該壓裂車操作人員得知，該機油已2000h未更換。且由于施工比較緊張。壓裂車操作人員冬季沒有將變矩器在空擋下進行預熱。

分析認為：用油不當、換油不及時，冬季變矩器沒有在空擋預熱，造成液力變矩器內換檔離合器片磨損變薄，導致離合器接合后打滑，并導致油溫升高。離合器片磨損下來的雜質進入主控制閥，造成主控制卡滯，導致換擋離合器接合壓力不平穩，不能將離合器片結合，最終導致變矩器無法換擋。

（3）維修

對液力變矩器進行徹底清洗，并更換了細濾器、離合器片、分流器等部件。再根據變矩器的裝配技術要求對變矩器進行組裝，按規定的型號添加液力傳動油。

將修理好的液力變矩器安裝在試驗臺上，將壓力表、油溫表、轉速表連接到變矩器上，按照測試規范進行調試。變矩器各工作狀況時主油道壓力、潤滑壓力、閉鎖壓力、閉鎖轉速、油溫及各擋位輸出轉速如附表所示。由附表可以看出，各項指標完全符合該液力變矩器的技術要求。

經過60min運行后，測試該變矩器油溫在55℃左右；發動機轉速達到1450r/min時，該變矩器處于閉鎖狀態，換擋迅速平穩，且無異響、漏油現象，各擋位輸入輸出傳動比均符合技術要求。