第二节 液力变矩器及油泵原理与诊断维修
液力变矩器安装在自动变速器离合器的位置，如图2-2-1所示。
一、液力变矩器与变速器的连接关系
液力变矩器既是一个自动离合器，又是一个变速增矩器。液力变矩器是自动变速器重要的组成部分，它可将发动机的动力，变速增矩且无空档间隙地传递给自动变速器。
变速器输入轴插入液力变矩器内，与变矩器涡轮键配一体。变速器前端油泵壳体花键轴插入液力变矩器内，与变矩器内单向离合器内环键配一体，外环是导轮，花键轴可单向制动导轮。变矩器壳体轴插入油泵内，与油泵主动转子键配一体。
图2-2-1 液力变矩器安装位置图
二、液力变矩器组成
液力变矩器组成如图2-2-2所示。
从图2-2-2可知，液力变矩器由泵轮、导轮、导轮中央的单向离合器（未示出）、涡轮、锁止压盘、后壳体六个元件组成。
图2-2-2 液力变矩器组成
变速增矩工作原理如图2-2-3所示。
图2-2-3 变速增矩工作原理（一）
（1）泵轮
从图2-2-3可知，泵轮是将许多具有一定曲率，按一定方向，成辐射状排列的叶片焊接在泵轮泵体上，泵轮与发动机大飞轮连成一体，可随发动机旋转，以便将泵轮叶片间的自动变速器油甩入涡轮中。
（2）涡轮
从图2-2-3可知，涡轮也是将许多具有一定曲率，按一定方向，成辐射状排列的叶片焊接在涡轮壳体上。涡轮与变速器输入轴连成一体，可将泵轮转矩通过油液传递给变速器的输入轴。
（3）导轮
从图2-2-3可知，导轮也是由许多具有一定曲率，按一定方向，成辐射状排列的叶片组成的。导轮安装在涡轮中央的凹陷处，它是单向离合器的外环，可被单向离合器单向制动，以便为泵轮助力增矩。
（4）单向离合器
单向离合器装在导轮中央凹陷处，因此，单向离合器的外环是导轮，油泵壳体的花键轴插入变矩器内，是单向离合器内环，由此可知，单向离合器可将导轮单向制动，以便为泵轮增矩。
若单向离合器打滑或装反，一定会造成变矩器变成耦合器，使变矩器失去增矩功能，造成汽车加速能力降低和油耗增加的故障。
（5）锁止离合器压盘
从图2-2-3又知，压盘右侧涂有摩擦环带，压盘外缘上有许多凸键，与涡轮外缘上的键槽键配合，可在涡轮键槽上轴向移动，当锁止离合器需要锁止时，在电控液压作用下，压盘轴向移动，便将压盘紧压在泵轮壳体上，将泵轮与涡轮连成一体，即将变速器输入轴与发动机连成一体，以提高传动效率。
若锁止离合器压盘的摩擦环带因磨损过甚，必造成锁止打滑而引起油温升高，传动效率降低，以及油液变质的故障。变速器出现上述故障时，可检测发动机与变速器输入轴之间的转速差。
（6）泵轮壳体
从图2-2-2又可知，液力变矩器泵轮与泵轮后壳体焊成一体，其容腔内组装单向离合器、导轮、涡轮、锁止压盘。为增加传动效率，泵轮和涡轮对装后，它们之间的间隙很小，用推力轴承限位。
因泵轮壳体轴头插入油泵，与油泵主动转子键配一体，若轴头磨损或油封密封不良，一定会造成漏油。
三、液力变矩器工作原理
当泵轮与涡轮间有导轮时，便称变矩器。
1.泵轮输出环流动能与涡流动能
当泵轮旋转时，泵轮叶片间每一质点的液流，既随泵轮叶片做圆周运动，又在离心力作用下沿叶片向外甩，因此，液流的运动轨迹是涡旋流。
从泵轮外缘甩向涡轮的涡旋流，既有使涡轮与泵轮同向旋转的环流惯性动能，又有沿涡轮叶片继续流动的涡流惯性动能。
2.环流惯性动能使涡轮旋转
从图2-2-3可知，当泵轮转速升高到设定转速后，从泵轮甩出的涡旋流中的环流惯性动能，便推动涡轮与泵轮同方向旋转，将泵轮转矩通过液流传递给涡轮。
综上可知，只有当泵轮转速升高到设定转速后，涡轮才能旋转，可见，它是一个自动离合器。
3.涡流惯性动能给泵轮助力增矩
从泵轮甩出的液流中的涡流惯性动能，沿涡轮叶片前冲，从涡轮中央冲出后，冲击在导轮叶片的正面，使导轮受力被单向离合器锁止。
导轮锁止后，冲击在导轮叶片上的液流因导轮的反作用力，使液流改变方向，改变方向的液流以其残余动能，冲击泵轮叶片的背面，给旋转的泵轮助力增矩。
4.导轮旋转单向离合器解锁
当涡轮转速逐渐升高，从涡轮甩向导轮的液流逐渐改变方向，当涡轮转速接近泵轮转速时，从涡轮甩出的液流便冲击导轮叶片的背面，使导轮旋转，单向离合器解锁如图2-2-4所示，液流停止对泵轮助力增矩。
5.进入耦合区
导轮旋转停止对泵轮增矩，如图2-2-4所示，此时液力变矩器进入耦合区。进入耦合区后，锁止控制电磁阀便控制油液，使锁止离合器压盘轴向移动，压靠在泵轮后壳体端面上，将泵轮与涡轮连成一体，以减少能量损耗和提高传动效率。
四、液力变矩器故障诊断
液力变矩器的主要故障有油温过高；锁止离合器打滑；液力变矩器无锁止功能；锁止不释放；泵轮、涡轮、导轮机械损坏产生噪声；导轮单向离合器失效打滑等。
液力变矩器经过严格的动平衡，不能随意拆分，因此只能通过故障现象，推理分析判断各元件的故障。若确认某一元件有故障后，只能更换变矩器总成，若需拆修时，需用专用设备拆分或组装。
图2-2-4 变速增矩工作原理（二）
1.锁止离合器不锁止故障
锁止离合器不锁止的主要原因有压盘打滑、控制阀不动作、锁止电磁阀失效、锁止油压不足等。在锁止工况下、急踏加速踏板，车速不跟进为不锁止。不锁止必造成高速行驶时传动效率不佳，加速性能差，油耗增加。
2.锁止离合器锁止不释放故障
若紧急制动时发动机熄火则为锁止不释放，锁止不释放主要因为锁止控制阀卡滞在锁止位置。
在电控液压变速器中，电控单元可根据发动机和变速器输入轴转速信号，计算出液力变矩器泵轮与涡轮间的滑移率。若滑移率超限，电控单元会显示故障码。
3.变矩器有噪声
当轻踩制动踏板后，噪声立刻消失，抬起制动踏板后噪声又立刻出现，反复测试现象依旧，则可断定噪声来自变矩器。造成变矩器有噪声的主要原因有变矩器泄油锁止压力不足、推力轴承损坏、导轮单向离合器损坏，泵轮或涡轮叶片松动等。若有故障应更换总成。
4.涡轮与变速器输入轴键配合的花键孔严重磨损
涡轮花键孔与输入轴花键严重磨损后，会引起噪声和换档冲击。花键孔磨光会导致车辆无法行驶，应更换总成。
5.变矩器壳体端面偏摆
变矩器壳体端面偏摆会引起发动机运转不稳并有异响，检查变矩器壳体是否偏摆时，可先将变速器拆下，然后将千分表架固定在发动机上，而表针接触在变矩器壳体外端面上，转动变矩器壳体一周，千分表的摆动量若大于0.05mm时，应首先将变矩器固定螺栓全部松开，再按对角线分三次将螺栓拧紧至规定的力矩，并检查故障是否消失。
6.液力变矩器油温过高
造成变矩器油温过高的主要原因是锁止离合器打滑，或变速器冷却系统不良。可用诊断仪路试，测试发动机与输入轴转速差，判断油温过高是否是锁止压盘打滑引起。
五、油泵原理与诊断维修
目前，自动变速器常用的油泵有带月牙隔板的渐开线齿轮泵；带月牙隔板的内摆线齿轮泵；叶片转子泵；双中心叶片转子泵。图2-2-5是带月牙隔板的内摆线齿轮泵。从图2-2-5可知，油泵的构造非常简单，它由前壳体、后壳体、外转子、内转子组成。
图2-2-5 带月牙隔板的内摆线齿轮泵
油泵的泵油能力应在汽车低速行驶时，保证有0.3～0.8MPa的油压。汽车高速行驶时，应保证有1.2～1.4MPa的油压。行星轮式变速器倒档时应保证有1.6～1.8MPa的油压。为此各类油泵的制造精度均很高，且配合间隙很小。
1.油泵结构
1）从图2-2-5可知，前壳体内有油道，前、后壳体组装后形成密封容腔，容腔内安装内、外齿轮转子。
2）从图2-2-6可知，外转子轮齿数比内转子轮齿数多，内外转子啮合后，外转子是偏心安装的，当内转子主动旋转时，外转子转速低于内转子，旋转时两转子便形成变化的密封容腔，当容腔变大时，将油液吸入泵腔，当容腔变小时，便将油液压入主调压阀。
3）油泵的泵油能力应在汽车低速行驶时，保证有0.3～0.8MPa的油压，高速行驶时，应有1.2～1.4MPa的油压，行星轮式变速器，倒档时应保证有1.6～1.8MPa的油压，为此各类油泵的制造精度均很高，且配合间隙很小。
2.油泵主要故障
若油泵泵油压力低，易造成前进档或倒档起步无力，离合器制动器打滑，加速无力以及换档冲击等故障。造成油泵泵油压力不足的主要原因如下。
（1）油泵密封圈或垫片漏油
油泵油封老化或因检修拉伤，油泵密封垫局部密封不良导致低压与高压泵腔串通，均会导致油泵工作不良而使变速器各档失常。
（2）油泵泵壳破裂漏油
此故障多由安装不当引起。特别是变速器在安装时，应先将变速器插入液力变矩器内，将油泵壳体上的花键轴插入变矩器导轮花键槽内，然后再拧紧变速器壳体与发动机壳体的固定螺栓。
（3）齿轮式转子泵磨损过甚
检查油泵是否磨损如图2-2-6所示。
检查齿轮式油泵各元件间的配合间隙，是检修油泵泵油能力的重要环节。简单实用的检测方法是使用塞尺，检查主从动齿轮轴向间隙。
图2-2-6 检查油泵是否磨损
内摆线月牙泵主要配合间隙为：齿轮轴向间隙（齿轮与泵盖间）应为0.02～0.04mm，使用极限为0.08～0.11mm；外齿轮（从动齿轮）与泵壳间隙为0.07～0.15mm，使用极限为0.25mm；外齿轮（从动齿轮）齿顶与油泵月牙隔板间隙应为0.10～0.15mm，使用极限不大于0.30mm。
（4）转子定位套磨损严重
转子定位套磨损严重，转子泵油不良使油压过低或产生噪声。
（5）叶片转子泵的叶片卡滞
叶片式转子泵的转子槽和叶片均经过精加工，若因油污或拉伤卡滞，叶片在槽内伸缩运动不畅，会严重影响泵油量。
各叶片在各自的槽内均有一定的安装方向，在拆检叶片式转子泵时，应将各叶片按原位原方向装复，以免破坏原来的装配关系，如果装错，不仅泵油能力下降，而且会导致油泵磨损加剧。
（6）安全阀密封不严漏油
如漏油严重，应更换油泵。
（7）油泵噪声
当油泵产生严重机械损伤后，可在变速器前端或后端产生异响，可用长把螺钉旋具，或用长金属管在变速器各处听诊，若确认是变速器产生异响，则应立即拆检。
重点提示
1）重点将行星齿轮机构、离合器、制动器、单向离合器的结构原理记牢。
2）实训时将变速器分解后，所有与传动无关的螺栓、垫片、轴承、油封等均要记住怎样拆下再怎样装回。
3）实训重点是将变速器分解后，按顺序一字排开，能熟练找出有几排行星排，再找出有几组离合器片，有几组制动器片，有无单向离合器。
4）能熟练找出每组离合器片能直接或间接使哪一轮主动旋转，再找出每组制动器片能直接或间接将哪轮制动，若有单向离合器，再找出单向离合器内环与外环能将哪轮单向制动或将哪两轮单向连成一体。
记住：实训目的不是锻炼动手能力，而是锻炼怎样找出哪轮可主动旋转，哪轮可制动，了解了以上这些，变速器结构便已了如指掌。
5）行星轮式自动变速器均由三轮三器组成，均是通过三器将三轮进行主动与制动组合，完成各档输出，因此，只要下功夫将本章内容真正理解透彻，便可将变速器破难为易。