单向离合器又称为自由轮机构或超越离合器，其功用是实现导轮的单向锁止，即导轮只能顺时针转动而不能逆时针转动，使得液力变矩器在高速区实现偶合传动。
单向离合器损坏失效后，液力变矩器就失去了转矩放大的功用，此时将出现如下故障现象：车辆加速起步无力，不踩加速踏板车辆不走，但车辆行驶起来之后换挡正常，发动机功率正常，如果做失速试验会发现失速转速比正常值低400-800r/min。
单向离合器的检查方法是：用工具掺入油泵驱动毂和单向离合器外座圈的槽口中。然后用手指压住单向离合器的内座圈并转动它，检查是否顺时针转动平稳而逆时针方向锁止。如果单向离合器损坏则需要更换液力变矩器总成。
斜坡和滚子式设计
斜坡和滚柱式单向离合器基本由筒式内径的外圈、带斜坡的内圈及分别承受弹簧力且始终与内外圈紧密接触的一组滚子组成。只要其中的一个滚道在其运动方向上的旋转对另一个产成了影响，这种排列就从本质上确保了超越速度的即刻性和保证了立即驱动能力。
运用这种型号的单向离合器可以适合在各种环境下的超越、分度及止逆的使用。
当作为一个超越单向离合器使用时,斜坡式滚柱式单向离合器将会以这种方式安装，就是把外圈当做超越构件。这点对高速超越非常重要。在内圈超越的运用中，作用在滚子上的离心力将导致超越速度受限。
当作为一个止逆单向离合器使用时,只有内圈转动的斜坡滚子式单向离合器适合于比较低的速度。如果需要的转速高于被推荐的转速时，建议使用楔块式单向离合器。
当作为一个分度单向离合器使用时,外圈经常被看成摆动元件，内圈经常被看成从元件。否则，滚子和弹簧的惯量将导致误差，特别是在高频率分度时。稀释了的润滑油和强力弹簧的运用提供了高速分度的准确性和高质量性。