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摘要：zF液力机械变速箱在大型养路机械中广泛使用，是动力输出转换的重要环节。本文结合现场运用中出现的典型故障案例，对液力机械变速箱的末级离合器的结构原理和故障处理方式进行介绍，保证大型养路机械正常高效使用。
关键词：液力换挡变速箱;末级离合器;应急措施
1前言
大型养路机械的线路维修作业要占用封闭区间进行，为了减少进出封锁作业区段的辅助运行时间，提高施工天窗利用率，必须要求车辆必须具备高速行驶能力。同时，捣固车和稳定车在作业过程中要频繁启停，能前后走行，这就要求作业走行速度低，改变走行方向容易，操作简单。高速走行和作业走行两种工况的切换要方便可靠。
DC-32k、DCL-32k、DWL-48k、CDC-16k型捣固车及WD-320k稳定车的高速走行都采用液力机械传动，即在机械传动系统中加入液力变矩器，使发动机输出的功率通过液力变矩器再传人机械传动系统，大大改善了机械传动的性能。现场运用过程中出现过动力切换故障，给运输生产造成影响。通过故障分析，促进现场操作人员对动力切换装置的理解，分享故障的应急处理办法，避免和降低故障的发生和造成的影响。
2.换挡变速箱
目前，捣固车主要采用的是德国zF公司生产的4WG-65型液力机械变速箱，由液力变矩器和动力换挡变速箱组成。
捣固车的高速走行有两种工况，即自行高速走行工况和附挂高速走行工况。捣固车自行高速走行时，捣固车作业走行油马达的作业主驱动离合器脱开，与动力输出传动轴的末级驱动离合器结合。附挂运行时，为避免来自车轮的动力传人变速箱，必须把动力输出轴与变速箱的末级离合器脱开。
2.1齿轮离合器正常脱挂动作
左图以轴心分界，上部表示结合状态，下部表示脱开状态。正常时，从脱到挂的状态时，在拨叉的带动下，滑环3的斜面推动滚珠5带动内齿圈2向左沿着圆销做直线运动，直至两个斜面贴合再带动内齿圈2与齿轮1结合，此过程中，钢珠被压进锁定槽內，内齿圈与输出轴的相对位置被锁定。从挂到脱的状态，滑环槽沿着圆销直线向左相对运动，当滑环3的右侧面顶上外卡簧6后再带动内齿圈2一起向右运动，内齿圈再把钢珠从锁定槽中带出来，直到达到拨叉限位位置，此时完全脱开。
2.2末级离合器的脱挂方式
末级离合器的脱挂方式采用机械控制方式和电液控制方式两种。采用机械方式控制的末级离合器需要手动扳动（刚性连杆或软轴）进行脱挂，作业驱动离合器采用气缸推动脱挂。采用电液控制的末级离合器和作业主驱动离合器的脱挂均通过电磁阀控制压力油来推动活塞并带动拨叉来实现。
3电液控制式末级离合器的脱挂操作特点
3.1高速走行末级离合器的结合
电液控制的zF末级离合器结合必须满足以下条件：
（1）发动机运转。
（2）液力机械变速箱压力达到9bar以上。
（3）制动缸压力达到280kPa以上。
（4）打开zF钥匙主控开关。
3.2高速走行末级离合器的脱开
发动机处于运行状态时，根据电路图分析，28d7得电自保持，致使lsl03即使关闭zF钥匙G2（G9）仍然得电，末级离合器不会脱开，所以，脱开高速走行末级离合器的唯一操作是令发动机熄火。
3.3作业主驱动离合器的结合与脱开
作业主驱动离合器的结合与脱开相比较高速走行末级驱动的结合与脱开较为简单，条件需满足：
（1）制动缸压力达到280kPa以上。
（2）打开作业电源开关。
作业主驱动离合器的脱开只需切断作业电源即可。
3运用中的典型案例分析及解决方法
4.1 DC-32k捣固车ZF主驱动离合故障
4.1.1故障现象
作业主驱动脱挂不顺畅，最后直接脱不开，脱开指示灯不亮。
4.1.2原因分析
现场测量，电控液压阀得电正常，推断内部发生机械卡滞。需拆箱修理，后发现圆销磨损。因为圆销变形，将滑环与内齿圈楔死在一起，且滑环和内齿圈相对运动的距离不足以将钢珠完全释放，钢珠依然被压在锁定槽某位置内，所以内齿圈不会在花键上滑动，即使用力也脱不开。
推断圆销变形的过程应该是在滑环沿圆销运动的过程中发生过相对转动，使圆销变弯，在脱挂的往复运动中，滑环的半圆槽长期刨削圆销所致。
4.2WD-320k稳定车ZF走行末级离合器故障
4.2.1故障现象
液力机械变速箱高速走行末级离合器挂挡后总是脱开。
4.2.2故障分析
液力机械变速箱控制采用手动刚性连接，挂挡后总是脱开，说明内齿圈无法将钢珠压入到锁定槽内，离合器在转动过程中发生脱开。推断拨叉上的滑块发生磨损，推动滑环的动作不到位所致。经拆箱后发现滑块磨损烧蓝，滑环表面磨损。
5ZF液力机械动力换档变速箱使用注意事项
（1）外观检查：ZF动力换挡变速箱安装螺栓无松动，箱体和管路无漏油。
（2）监测电路检查：zF油压、温度指示正常，离合器脱挂指示正常，控制线束无磨损、龟裂。
（3）油位检查：在水平线路上，发动机怠速（1000r/min）状态下，处于空档位时，要求将塞堵螺纹全拧紧时再拔出查看油标尺。但由于拧紧时，油标尺会转动接触管壁影响观察结果，所以采用插入油标尺再拔出观察油位时，要将螺纹的长度换算在油标尺上（至少观测两次）。40°C油位超过“下线”，仅作为启动过程中的辅助观察值，不足时要补油;80°C油位不能超过“上线”，此为有效值。
（5）严禁在非空档位和运动状态下进行末级离合器挂、脱档操作！ （6）对于电液控制的末级离合器，车辆只能在停车状态及制动压力达到300kPa以上才能进行末级离合器正常挂档操作;停车状态下及空档位时，发动机熄火才能进行末级离合器正常脱档操作。
（7）整列联挂自运行前，各车应将末级驱动离合器挂上，整列施加空气制动，严禁司机看到车辆启动后再执行末级离合器挂档操作。对于具有电液控制末级离合器的车辆联挂自运行途中，若发动机发生熄火情况，应汇报押运负责人，使整列车辆减速停车后，才能启动发动机继续运行。
（8）附挂机车运行前，确认末级离合器脱开指示灯亮。因打开照明或者轴温监控装置而需要启动发动机时，严禁打开zF钥匙主控开关及作业电源开关！
6应急处理办法
6.1作业走行主驱动马达离合器（连减速箱侧）无法脱开
6.1.1对于DC-32、DCL-32和CDC-16捣固车来说，作业走行主驱动马达离合器是控制减速箱传递给zF变速箱的动力通断。由作业走行模式转为高速运行模式时，作业主驱动马达离合器必须要保持脱开状态且指示灯指示脱开。若此时作业主驱动脱挂指示灯指示未脱开，并且挂高速走行档位时减速箱至ZF变速箱间的传动轴转动，此时必须進行相应检查：
（1）对于电液控制的主驱动离合器，关闭作业电源，拔掉电磁阀插头，若此时离合机构不脱开，则判定为内部故障，采用应急措施。
（2）对于机械控制（包括气控和手动）的主驱动离合器，关闭作业电源，并用工具撬动外部控制杠杆后无明显动作，则判定为内部故障，采用应急措施。
6.1.2应急措施
采用应急措施时，要根据现场实际情况进行选择。
（1）距施工结束时间短且距车站较近时，发动机应熄火，电液控制的高速走行末级离合器自动脱开，机械控制的高速走行末级离合器人工手动脱开，此时本车无动力，可以与其他车辆联挂运行返回车站。
（2）距车站较远但距施工结束时间足够拆轴和运行返回时，果断拆除减速箱至ZF变速箱间传动轴，此时本机可以高速运行返回车站。
6.2高速走行末级驱动离合器（连分动箱侧）无法脱开
6.2.1高速走行末级驱动离合器是控制zF变速箱传递给分动箱的动力通断。对于不同的车型，采取不同的应急措施。
（1）对于DWL-48k捣固车和WD-320k稳定车来说，当从高速运行模式转为作业走行模式时，高速走行末级驱动离合器必须保持脱开状态。若此时指示灯显示未脱开，严禁参与施工作业。
（2）对于DC-32k、DCL-32k和CDC-16k捣固车来说，虽然末级驱动离合器脱不开不影响其高速走行和施工作业，但是在水平线路上，即使空档位，ZF变速箱也会产生轻微的扭矩致使车辆溜车，所以必须施加驻车制动。
（3）当车辆发动机故障无法启动或ZF变速箱散热器故障，同时，高速走行末级驱动离合器也无法脱开时，此时被牵引联挂运行速度不超过10km/h且被牵引距离不得长于10km，尽量降低动力反拖ZF变速箱时，由于润滑油供应不充分造成对变速箱的伤害。此种情况下，如需长途联挂运行，必须拆除ZF至分动箱间的传动轴。
7总结
通过以上对ZF液力机械变速箱典型案例分析和应急措施的探讨，可以看出液力机械变速箱的故障出现原因是多方面造成的。所以在日常的运用中，我们要了解其原理，按时保养维护，正确使用操作，出现故障时，认真分析，及时采取措施，保证我们大型养路机械的正常使用。
关键词：液力换挡变速箱;末级离合器;应急措施
1前言
大型养路机械的线路维修作业要占用封闭区间进行，为了减少进出封锁作业区段的辅助运行时间，提高施工天窗利用率，必须要求车辆必须具备高速行驶能力。同时，捣固车和稳定车在作业过程中要频繁启停，能前后走行，这就要求作业走行速度低，改变走行方向容易，操作简单。高速走行和作业走行两种工况的切换要方便可靠。
DC-32k、DCL-32k、DWL-48k、CDC-16k型捣固车及WD-320k稳定车的高速走行都采用液力机械传动，即在机械传动系统中加入液力变矩器，使发动机输出的功率通过液力变矩器再传人机械传动系统，大大改善了机械传动的性能。现场运用过程中出现过动力切换故障，给运输生产造成影响。通过故障分析，促进现场操作人员对动力切换装置的理解，分享故障的应急处理办法，避免和降低故障的发生和造成的影响。
2.换挡变速箱
目前，捣固车主要采用的是德国zF公司生产的4WG-65型液力机械变速箱，由液力变矩器和动力换挡变速箱组成。
捣固车的高速走行有两种工况，即自行高速走行工况和附挂高速走行工况。捣固车自行高速走行时，捣固车作业走行油马达的作业主驱动离合器脱开，与动力输出传动轴的末级驱动离合器结合。附挂运行时，为避免来自车轮的动力传人变速箱，必须把动力输出轴与变速箱的末级离合器脱开。
2.1齿轮离合器正常脱挂动作
左图以轴心分界，上部表示结合状态，下部表示脱开状态。正常时，从脱到挂的状态时，在拨叉的带动下，滑环3的斜面推动滚珠5带动内齿圈2向左沿着圆销做直线运动，直至两个斜面贴合再带动内齿圈2与齿轮1结合，此过程中，钢珠被压进锁定槽內，内齿圈与输出轴的相对位置被锁定。从挂到脱的状态，滑环槽沿着圆销直线向左相对运动，当滑环3的右侧面顶上外卡簧6后再带动内齿圈2一起向右运动，内齿圈再把钢珠从锁定槽中带出来，直到达到拨叉限位位置，此时完全脱开。
2.2末级离合器的脱挂方式
末级离合器的脱挂方式采用机械控制方式和电液控制方式两种。采用机械方式控制的末级离合器需要手动扳动（刚性连杆或软轴）进行脱挂，作业驱动离合器采用气缸推动脱挂。采用电液控制的末级离合器和作业主驱动离合器的脱挂均通过电磁阀控制压力油来推动活塞并带动拨叉来实现。
3电液控制式末级离合器的脱挂操作特点
3.1高速走行末级离合器的结合
电液控制的zF末级离合器结合必须满足以下条件：
（1）发动机运转。
（2）液力机械变速箱压力达到9bar以上。
（3）制动缸压力达到280kPa以上。
（4）打开zF钥匙主控开关。
3.2高速走行末级离合器的脱开
发动机处于运行状态时，根据电路图分析，28d7得电自保持，致使lsl03即使关闭zF钥匙G2（G9）仍然得电，末级离合器不会脱开，所以，脱开高速走行末级离合器的唯一操作是令发动机熄火。
3.3作业主驱动离合器的结合与脱开
作业主驱动离合器的结合与脱开相比较高速走行末级驱动的结合与脱开较为简单，条件需满足：
（1）制动缸压力达到280kPa以上。
（2）打开作业电源开关。
作业主驱动离合器的脱开只需切断作业电源即可。
3运用中的典型案例分析及解决方法
4.1 DC-32k捣固车ZF主驱动离合故障
4.1.1故障现象
作业主驱动脱挂不顺畅，最后直接脱不开，脱开指示灯不亮。
4.1.2原因分析
现场测量，电控液压阀得电正常，推断内部发生机械卡滞。需拆箱修理，后发现圆销磨损。因为圆销变形，将滑环与内齿圈楔死在一起，且滑环和内齿圈相对运动的距离不足以将钢珠完全释放，钢珠依然被压在锁定槽某位置内，所以内齿圈不会在花键上滑动，即使用力也脱不开。
推断圆销变形的过程应该是在滑环沿圆销运动的过程中发生过相对转动，使圆销变弯，在脱挂的往复运动中，滑环的半圆槽长期刨削圆销所致。
4.2WD-320k稳定车ZF走行末级离合器故障
4.2.1故障现象
液力机械变速箱高速走行末级离合器挂挡后总是脱开。
4.2.2故障分析
液力机械变速箱控制采用手动刚性连接，挂挡后总是脱开，说明内齿圈无法将钢珠压入到锁定槽内，离合器在转动过程中发生脱开。推断拨叉上的滑块发生磨损，推动滑环的动作不到位所致。经拆箱后发现滑块磨损烧蓝，滑环表面磨损。
5ZF液力机械动力换档变速箱使用注意事项
（1）外观检查：ZF动力换挡变速箱安装螺栓无松动，箱体和管路无漏油。
（2）监测电路检查：zF油压、温度指示正常，离合器脱挂指示正常，控制线束无磨损、龟裂。
（3）油位检查：在水平线路上，发动机怠速（1000r/min）状态下，处于空档位时，要求将塞堵螺纹全拧紧时再拔出查看油标尺。但由于拧紧时，油标尺会转动接触管壁影响观察结果，所以采用插入油标尺再拔出观察油位时，要将螺纹的长度换算在油标尺上（至少观测两次）。40°C油位超过“下线”，仅作为启动过程中的辅助观察值，不足时要补油;80°C油位不能超过“上线”，此为有效值。
（5）严禁在非空档位和运动状态下进行末级离合器挂、脱档操作！ （6）对于电液控制的末级离合器，车辆只能在停车状态及制动压力达到300kPa以上才能进行末级离合器正常挂档操作;停车状态下及空档位时，发动机熄火才能进行末级离合器正常脱档操作。
（7）整列联挂自运行前，各车应将末级驱动离合器挂上，整列施加空气制动，严禁司机看到车辆启动后再执行末级离合器挂档操作。对于具有电液控制末级离合器的车辆联挂自运行途中，若发动机发生熄火情况，应汇报押运负责人，使整列车辆减速停车后，才能启动发动机继续运行。
（8）附挂机车运行前，确认末级离合器脱开指示灯亮。因打开照明或者轴温监控装置而需要启动发动机时，严禁打开zF钥匙主控开关及作业电源开关！
6应急处理办法
6.1作业走行主驱动马达离合器（连减速箱侧）无法脱开
6.1.1对于DC-32、DCL-32和CDC-16捣固车来说，作业走行主驱动马达离合器是控制减速箱传递给zF变速箱的动力通断。由作业走行模式转为高速运行模式时，作业主驱动马达离合器必须要保持脱开状态且指示灯指示脱开。若此时作业主驱动脱挂指示灯指示未脱开，并且挂高速走行档位时减速箱至ZF变速箱间的传动轴转动，此时必须進行相应检查：
（1）对于电液控制的主驱动离合器，关闭作业电源，拔掉电磁阀插头，若此时离合机构不脱开，则判定为内部故障，采用应急措施。
（2）对于机械控制（包括气控和手动）的主驱动离合器，关闭作业电源，并用工具撬动外部控制杠杆后无明显动作，则判定为内部故障，采用应急措施。
6.1.2应急措施
采用应急措施时，要根据现场实际情况进行选择。
（1）距施工结束时间短且距车站较近时，发动机应熄火，电液控制的高速走行末级离合器自动脱开，机械控制的高速走行末级离合器人工手动脱开，此时本车无动力，可以与其他车辆联挂运行返回车站。
（2）距车站较远但距施工结束时间足够拆轴和运行返回时，果断拆除减速箱至ZF变速箱间传动轴，此时本机可以高速运行返回车站。
6.2高速走行末级驱动离合器（连分动箱侧）无法脱开
6.2.1高速走行末级驱动离合器是控制zF变速箱传递给分动箱的动力通断。对于不同的车型，采取不同的应急措施。
（1）对于DWL-48k捣固车和WD-320k稳定车来说，当从高速运行模式转为作业走行模式时，高速走行末级驱动离合器必须保持脱开状态。若此时指示灯显示未脱开，严禁参与施工作业。
（2）对于DC-32k、DCL-32k和CDC-16k捣固车来说，虽然末级驱动离合器脱不开不影响其高速走行和施工作业，但是在水平线路上，即使空档位，ZF变速箱也会产生轻微的扭矩致使车辆溜车，所以必须施加驻车制动。
（3）当车辆发动机故障无法启动或ZF变速箱散热器故障，同时，高速走行末级驱动离合器也无法脱开时，此时被牵引联挂运行速度不超过10km/h且被牵引距离不得长于10km，尽量降低动力反拖ZF变速箱时，由于润滑油供应不充分造成对变速箱的伤害。此种情况下，如需长途联挂运行，必须拆除ZF至分动箱间的传动轴。
7总结
通过以上对ZF液力机械变速箱典型案例分析和应急措施的探讨，可以看出液力机械变速箱的故障出现原因是多方面造成的。所以在日常的运用中，我们要了解其原理，按时保养维护，正确使用操作，出现故障时，认真分析，及时采取措施，保证我们大型养路机械的正常使用。