底盘教案04手动变速器Word文档格式.docx

底盘教案04手动变速器Word文档格式.docx

《底盘教案04手动变速器Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《底盘教案04手动变速器Word文档格式.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

8.

9.

10.

11.

12.

第四章汽车手动变速器

第一节概述

一、变速器的功用

（1）通过改变传动化，扩大汽车驱动力和速度的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时，使发动机在最有利的条件下工作。

（2）在发动机旋转方向不变的条件下，使汽车能倒向行驶。

（3）中断发动机向驱动桥的动力传递，以使发动机能够起步、怠速、满足汽车暂时停车需要。

另外，变速器还可以作为动力输出装置，驱动某些附属装置，如举升、起吊装置等。

二、变速器的类型

目前，汽车上常用的变速器按操纵方式可分为：

手动变速器和自动变速器两种。

三、手动变速器的工作原理

普通齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动实现转速和转矩的改变。

由齿轮传动的原理可知，一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以变速，而且两齿轮的转速与齿轮的齿数成反比。

设主动齿轮的转速为n1，齿数为Z1；

从动齿轮的转速为n2，齿数为Z2。

主动齿轮（即输入轴）的转速与从动齿轮（即输出轴）的转速之比值称为传动比，用i1、2表示。

如图4-1A）所示，当小齿轮为主动齿轮（即Z1<

Z2），带动大的从动齿轮转动

时，则输出轴（从动齿轮）的转速就降低，即N2<

N1,i>

1称为减速传动。

如图4-1B）所示，当以大齿轮为主动齿轮（即Z1>

Z2）带动小的从动齿轮转动时，则输出轴（从动齿轮）的转速就升高了，即N2<

N1,i<

1称为加速传动。

这就是齿轮变速的基本原理。

一般轿车和轻、中型客货车的变速器通常有3-6个前进档和一个倒档，前进档

一般为降速档，传动比i>

1；

传动比i=1的档位称为直接档，少数汽车具有超速档，即i<

1。

汽车上使用的手动变速器分为两轴式和二轴式两种，其前进档属于单级传动，由输入轴、输出轴两根轴及齿轮组成。

第二节手动变速器的变速传动机构

变速器由变速传动机构变速操纵机构组成。

变速传动机构主要由一系列相互啮合的齿轮副及其支承轴以及壳体组成，其主要作用是改变发动机曲轴输出的转速、转矩和转动方向。

下面分别介绍三轴式和二轴式变速器的结构和工作原理。

一、三轴式变速器

三轴式变速器广泛用于发动机前置、后轮驱动的汽车上，其特点是传动比的范围大，具有直接档，使传动效率提高。

其变速传动机构包括壳体、第一轴（输入轴）、第二轴（输出轴）、中间轴、倒档轴、各档齿轮和轴承等。

1、基本结构

图4-4所示为解放CA1092型汽车六档变速器的结构图，它有三根轴：

第一轴1、中间轴20和第二轴26，其传动机构示意图如图4-5所示。

第一轴1为输入轴，前端用向心球轴承支承在曲轴后端的中心孔内，后端则利用圆柱滚子轴承在变速器壳体上，并进行轴向定位。

中间轴的两端均由圆柱滚子轴承支承在壳体上、轴上的所胡齿轮都与之固定。

第二轴为变速器的输出轴，其后端通过凸缘43与万向传动装置相连，将动力输出，其前端轴颈用滚针轴承支承在第一轴后端的轴承孔内，后端轴颈则由圆柱滚子轴承支承在壳体后壁的轴承孔内。

除了上述三根主要轴外，在中间轴的一侧，还装有一根很短的倒档轴。

2、各档的传动过程

要挂上一档，使接合套右移，与一档齿轮接合齿圈接合后，动力便可以从第一轴依次经齿轮、中间轴、齿轮、接合齿圈21、接合套20、花键毂28，再通过花键齿传给第二轴。

第一档的传动比i1，为7.640。

同理，欲挂上二档，使接合套12右移与接合齿圈15接合，其传动比i3，为2.875。

欲挂上三档，使接合套12左移与接合齿圈10接合，其传动比i4，为1.895.

欲挂上四档，使接合套5右移与接合齿圈7接合，其传动比i4，为1.337。

欲挂上五档，使接合套5右移与接合齿圈3接合，其传坳比i5，为1.337。

欲挂上六档，使接合套5左移与接合齿圈3接合，此时动力从第一轴经齿轮2、接合齿圈3、接合套5和花键毂40直接传给第二轴，而不再经过中间轴齿轮传动，故这种档位称为直接档，传动化i6等于1。

由上可知各档传动比i1>

i2>

i3>

i4>

i5>

i6=1

有些轿车和轻、中型货车的变速器在直接档之后，还加设一个超速档（i<

1）。

超速档主要用于在良好路面上轻载或空车行驶的场合，以提高汽车的燃油经济性。

3、变速器的换档装置

手动变速器的换档装置有直齿滑动式、接合套式和同步器式三种。

1）直齿滑动式换档装置

直齿滑动式有于直齿轮传动的档位，换档齿轮与轴通过花键相联接。

2）接合套式换档装置

这种换档装置用于斜齿轮传动的档位。

欲挂某一档时，拨动接合套使之与花键毂及接合齿圈同时啮合，即挂入该档。

接合套式换档装置由于其接合齿短，换档时拨叉移动量小，故操作较轻便，且换档承受冲击的面积增加，使换档时冲击减小，换档元件的寿命长。

3）同步器式换档装置

同步器式换档装置是在接合套式换档装置的基础上又加装了同步元件而构成的一种换档装置。

它可以保证在换档时使接合套与待啮合齿圈的圆周速度迅速相等，即迅速达到同步状态，并防止二者在同步之前进入啮合，从而可消除换档时的冲击，并使换档操纵简单。

4）变速器的润滑与密封

润滑：

变速器中各齿轮副、轴及轴承等运动部件均有较高的运动速度，因此，必须有可靠的润滑。

普通齿轮变速器大都采用飞溅润滑，只有少数重型汽车采用压力润滑。

采用飞溅润滑的变速器，其壳体内注入一定量的润滑油，依靠齿轮旋转将润滑油甩到各运动零件的工作表面。

密封：

为了防止润滑油泄漏，变速器盖与壳体以及各轴承盖与壳体的结合面装有密封垫或用密封胶密封；

第一轴和第二轴与轴承盖之间则用自紧油封或回油螺纹密封。

在轴承盖下部一般制有回油凹槽，在壳体的相应部位开有回油孔，使润滑油流回壳体内。

装配时应使凹槽与油孔对准，为了防止变速器工作时由于油温升高，使气压过大而造成润滑油渗漏，在变速器盖上装有通气塞。

二、两轴式变速器

在发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的重、轻型轿车上常常采用两轴式变速器，其特点是输入轴和输出轴平行，且无中间轴。

图4-9为与前置发动机横向布置相配合使用的两轴式变速器。

图4-10所示为奥迪100型轿车五档变速器，它是一种与发动机前置纵向布置形式相配合使用的两轴式变速器。

该变速器具有五个前进档和一个倒档，全部采用同步器换档，主减速器、差速器和变速器装在同一个壳体中，变速器壳体由铝合金的前壳体1和后壳体16两部分组成。

第三节同步器

一、无同步器的换档过程

采用直齿轮滑动齿轮或接合套换档时，应当在待啮合的一对齿轮接合齿圈的圆周速度相等时，即达到同步的时候使两者进入啮合，才能保证换档时齿轮之间无冲击、无噪声、做到平顺换档。

1、由低速档换入高速档

2、由高速档换入低速档

二、同步器的构造及其工作原理

同步器作为一种换档装置，是在接合套换档装置的基础上发展起来的，其功用是使接合套与待接合的齿圈二者之间迅速达到同步，并阻止二者在同步前进入啮合，从而可消除换档时的冲击，缩短换档时间，简化换档过程，使换档操作简捷而轻便。

同步器有多种结构形式，下面介绍几种目前广泛采用的惯性式同步器。

1、锁环式惯性同步器

1）构造

锁环式惯性同步器由花键毂、接合套、锁环（也称同步环）以及三个滑块及其定位锁和弹簧等组成。

2）工作原理

现以该变速器由五档换入六档（直接档）的换档过程（如图4-15所示）为例，说明锁环式惯性同步器的工作原理。

2、锁销式惯性同步器

目前中型及大型载货汽车上普遍采用锁销式惯性同步器，以东风EQ1090E型汽车变速器的四、五档同步器为例，说明锁销式惯性同步器的结构和工作原理。

1）结构

第四节变速器操纵机构

变速器操纵机构应保证驾驶员能准确可靠地使变速器挂入所需要的任一档位工作，并可随时使之退入空档。

根据其操纵杆与变速器的相互位置不同，变速器操纵机构可分为直接操纵式和远距离操纵式两种类型。

直接操纵式变速器操纵机构的变速杆及所有换档操纵装置都设置在变速器盖上，远距离操纵式，由于变速器的安装位置离驾驶员座体较远，为此在变速器之间加装了一套传动杆件，构成远距离操纵的形式。

变速器操纵机构通常由换档拨叉机机构和定位锁止装置两部分组成。

1、换棣拨叉机构

二、定位锁止装置

为了保证变速器能够准确地挂入选定的档位，并能可靠地在所选档位上工作，变速器操纵机构必须满足下列要求：

（1）能够防止自动挂档及自动脱档，并保证各档传动齿轮以全齿长啮合。

为此，在操纵机构中应设有自锁装置。

（2）能够保证不同时挂入两个档，以免使同时啮合的两档齿轮因其传动比不同而互相卡住，造成运动干涉甚至造成零件损坏。

为此，在操纵机构中必须设有互锁装置。

（3）能够防止误挂倒档，防止汽车在前进中因误挂倒档而造成极大的冲击，零件损坏，并防止在汽车起步时误挂倒档而造成安全事故。

为此，在操纵机构中庆当设有倒档锁装置。

当需要换档时，驾驶员必须通过变速杆对拨叉和拨叉轴施加一定的轴向力，克服弹簧的压力将钢球由拨叉轴的凹槽中挤出推回孔中，拨叉轴和拨叉方能再进行轴向移动。

拨叉轴上相邻凹槽之间的距离，即等于为保证全齿宽上啮合或是完全退出啮合拨叉及其轴所必需的移动距离。

互锁装置工作情况见图4-20，互锁装置的作用是当驾驶员用变速杆推动某一拨叉轴时，自动将其它所有拨叉轴锁止在空档。

桑塔纳轿车变速器采用的是机械操纵式，主要由换档操纵机构和换档机构组成。

1、换档操纵机构

上海桑塔纳轿车的变速器换档操纵机构主要由变速器杆支承总成、变速杆壳体、换档操纵杆、换档结合器、操纵支承杆等组成。

2、换档机构

桑塔纳轿车换档机构主要由拨叉轴、拨叉、锁销、异形弹簧、倒档轴传动杠杆等组成，如图4-25所示。

第五节手动变速器故障诊断与检修

一、变速器常见故障与诊断

出现异常响声、挂档困难、跳档、乱档、发热、漏油等变速器常见故障。

1、变速器异常声响

变速器的异常声响主要是由于轴承磨损松旷和齿轮间不正常的啮合而引起的噪声，大致表现在空档发响和挂档后发响。

1）空档发响

（1）现象

发动机怠速运转，变速器处于空档位置有异响，踏下离合器踏板时响声消失。

（2）原因

①变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴中心线不同心，或变速器壳变形。

②第二轴前轴承磨损、污垢、起毛。

③变速器常啮齿轮磨损，齿侧间隙过大，或个别齿轮牙齿破裂。

④常啮齿轮未成对更换、啮合不良。

⑤轴承松旷、损坏、齿轮轴向间隙大。

⑥拨叉与接合套间隙过大。

2）挂档后发响

①变速器挂入档位后发响

②当汽车以40KM/H以上车速行驶时，发出一种不正常声响，县车速愈高，声响越大，而当滑行或低速时响声减小或消失。

①轴的弯曲变形、轴的花键与滑动齿轮毂配合松旷。

②齿轮啮合不当，或轴承松旷。

③操纵机构各联接处松动，变速叉变形。

④主从动锥齿轮配合间隙过大。

（3）诊断：

变速器产生响声，是由齿轮或轴的振动及其它声源开始，然后扩散到变速器壳壁产生共振而形成的，诊断步骤为：

①发动机怠速动转，变速器空档有异响，踩下离合器踏板后声响消失，多为常啮齿轮啮合不良。

②变速器各档均有声响，多为基础件、轴、齿轮、花键磨损使形位误差超限。

③挂入某档、声响严重、则说明该档齿轮磨埚严重

④起动后尚未挂档就发响，且在汽车运行中车速变化时声响严重，说明输出轴前后轴承响。

2、变速器跳档

1）现象

汽车行驶中，变速杆自动跳入空档位置（一般多在中、高速负荷时突然变化或汽车剧烈振动时发生）。

2）原因

由于齿轮磨损形成成锥形，啮合时产生轴向力，加之工作过程振抖、转速变化、迫使啮合齿轮沿变速器轴向脱开，具体表现为：

（1）变速器齿轮或齿套磨损过量，沿齿长方向磨成锥形。

（2）变速叉轴凹槽及定位球磨损，以及定位弹簧过软或折磨，使自锁装置失效。

（3）变速器轴、轴承磨损松旷或轴向间隙过大，使轴转动时齿轮啮合不好发生跳动和轴向窜动。

（4）操纵机构变形松旷，使齿轮在齿长位置啮合不足。

3）诊断

（1）发现某档跳档时，仍将变速杆挂入该档，然后拆下变速器盖察看齿轮啮合情况，如啮合良好，应检查换档机构。

3、挂档困难

挂档时，不能顺利挂入档位，常发生齿轮撞击声。

（1）变速叉轴弯曲变形

（2）自锁或互锁钢环破裂、毛糙卡滞；

（3）变速联接杆调整不当或损坏。

（4）同步器耗损或有缺陷；

（5）变速器轴弯曲变形或花键损坏。

除了变速器故障外，离合器分离不彻底，齿轮油规格不符，也会千万挂档困难。

4、变速器乱档

汽车起步挂档或行驶中换档，所挂档与需要档位不符，或虽然挂入所需档位但不能退回空档，或一次挂入两个档位。

（1）变速换档杆如能任意摆动，且能打圈，则为夹箍销钉折断或失落所致。

5、变速器发热

汽车行驶一段路程后，用手触摸变速器时，有烫手的感觉。

1）原因

（1）轴承装配过紧

（2）齿轮啮合间隙过小

（3）缺少齿轮油或齿轮油粘度大小

应结合发热部位，逐项检查予以排除。

6、变速器漏油

变速器内的齿轮油从轴承盖或接合部位渗漏出来。

二、变速器零件的检修

1、齿轮与花键的检修

齿轮损伤表现为：

齿面、齿顶、齿轮中心孔、花键齿磨损、齿面疲劳脱、斑点，严重时会出现轮齿断裂、破碎等现象。

2、轴的检修

轴的损伤通常表现为：

轴颈、花键齿的磨损、轴的变形、轴的破裂。

2、同步器的检修

1）锁环式同步器的检修

锁环式同步器的损伤表现在锁环、滑块、接合套、花键毂和花键齿的损伤。

锁环内锥面和滑块凸台的磨损都会破坏换档过程的同步作用；

锁环、接合套锁止角的磨损，会使同步器失去锁止作用。

这都会出现换档困难发出机械撞击噪声。

1）锁销式同步器

锁销式同步器零件的主要损伤有锥盘的变形、锥环锥面、锁销、传动销摩损等。

锥盘的变形是由于换档操作不当，冲击过猛，使锥盘外张，摩擦角变大造成同步效能降低。

4、变速器壳体的检修

变速器壳体的主要损伤表现为：

壳体的变形、裂纹、定位锁孔、轴承孔、螺纹孔磨损等。

5、变速器盖的检修

变速器盖应无裂纹，其与变速器壳体结合面的平面度公差超限时，可采用铲、刨、锉、铣等方法修复；

拨叉轴与承孔的间隙超限时，应更换。

6、轴承的检修

轴承应转动灵活，滚协体与内外圈不得有麻点、麻面、斑疤和烧灼等，保护架完好，否则，更换。

7、操纵机构的检修

变速器操纵机构机构工作频繁，其损伤常表现为：

磨损、变形、连接松动、弹簧失效等。

三、变速器的装配与调整

（1）装配前必须对零件进行认真的清洗，除去污物、毛刺、铁屑等。

尤其要注意齿轮上润滑油孔的畅通。

（2）装配轴承时，应涂质量优良的润滑油进行预润滑，总成修理时，应更换所有的滚针轴承。

（6）安装轴承时，只允许用套垂直压在轴承的内圈上，禁止施加冲击载荷，

轴承内圈圆角最大的一侧必须朝向齿轮。

（8）变速器装配后，要检查各齿轮的轴向间隙和各齿轮副的啮合间隙及啮合印痕。

（9）装配密封衬垫时，应在密封衬垫的两侧涂以密封胶，确保密封效果。

（10）安装变速器盖时，各齿轮和拨叉均应处于空档位置。

（11）按规定的力矩拧紧各部位的螺栓

五、齿轮油的选用

齿轮油是指用于汽车机械变速器、驱动桥齿轮和传动机构的润滑油。

它是以精制润滑油为基础油，加入抗氧化、防腐蚀、防锈、消泡、耐压抗磨等多种添加剂调合而成，因此，具有良好的润滑性能。

1、齿轮油的基本性能

1）对齿轮油的使用要求

2）对齿轮油的性能要求

对齿轮油的性能要求主要有粘度、粘温性和抗磨性等几项指标。

2、齿轮油的分类

目前，国际上采用美国汽车工程师协会（SAE）与美国石油学会（APi）的分类标准，来标定齿轮油。

4、选择齿轮油的注意事项

1）不要混淆发动机机油和齿轮油的SAE粘度分类标号。

2）不能降级作用或升级使用齿轮油

3）不要误认高粘度齿轮油的润滑好坏。

4）加油量应适当

5）合理使用齿轮油

6）适时换油

7）齿轮油使用禁忌

在使用中，严禁向齿轮油中加入柴油等进行稀释，也不要冬季起步困难而烘烤驱动桥，变速器，以免齿轮油严重变质。

如果出现这种情况，应用低粘度的多级齿轮油。

使用课件“04第四章汽车手动变速器”进行教学

自动变速器在第五章讲述

变速增扭

如图4-1A

图4-4

各档的传动路线

CA10B

EQ140

图4-9

图4-10

讲述

难点：

尽量用课件的动画讲述

自锁

互锁锁

倒档锁

图4-20

如图4-25