例如,桑塔纳2000五档手动变速器各档的传动比见表3-1。
其一至三档为降速档,四档为直接档,五档为超速档。
表3-1桑塔纳2000五档手动变速器各档的传动比
档位
传动比
Ⅰ
3.455
Ⅱ
1.944
Ⅲ
1.286
Ⅳ
0.969
Ⅴ
0.800
测试题:
1.说明变速器的功用。
2.试以一对齿轮为例说明如何实现降速档、直接档和超速档。
课题3.2手动变速器的变速传动机构
学习目标
鉴定标准
教学建议
1. 掌握二轴式变速器变速传动机构的结构
2. 掌握二轴、三轴变速器各档动力传动路线
3. 掌握桑塔纳2000轿车二轴五档变速器的拆装、检修
应知:
二轴、三轴变速器各档动力传动路线
应会:
桑塔纳2000轿车二轴五档变速器的拆装、检修
建议:
采用现场教学并结合多媒体、录像等方式,并注重启发学生能够举一反三,最后教师总结
手动变速器包括变速传动机构和操纵机构两大部分。
变速传动机构的主要作用是改变转矩的大小和方向;操纵机构的作用是实现换档。
变速传动机构是变速器的主体,按工作轴的数量(不包括倒档轴)可分为二轴式变速器和三轴式变速器。
一、二轴式变速器的变速传动机构
二轴式变速器用于发动机前置前轮驱动的汽车,一般与驱动桥(前桥)合称为手动变速驱动桥。
目前,我国常见的国产轿车均采用这种变速器,如桑塔纳、捷达、富康、奥迪等。
前置发动机有纵向布置和横向布置两种形式,与其配用的二轴式变速器也有两种不同的结构形式。
发动机纵置时,主减速器为一对圆锥齿轮,如奥迪100、桑塔纳2000轿车,如图3-3所示;发动机横置时,主减速器采用一对圆柱齿轮,如捷达轿车,如图3-4所示。
图3-3发动机纵置的二轴式变速器传动示意图(桑塔纳2000)
1-纵置发动机2-离合器3-变速器4-变速器输入轴5-变速器输出轴(主减速器主动锥齿轮)6-差速器7-主减速器从动锥齿轮8-前轮
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ-一、二、三、四、五档齿轮R-倒档齿轮
图3-4发动机横置的二轴式变速器传动示意图(捷达)
1-发动机2-离合器3-变速器4-主减速器5-差速器6-带等角速万向节的半轴
1.发动机纵向布置的二轴式变速器
如图3-5、3-6所示分别为桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的结构图和示意图。
图3-5桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的结构图
1-四档齿轮2-三档齿轮3-二档齿轮4-倒档齿轮5-一档齿轮6-五档齿轮7-五档运行齿环8-换档机构壳体9-五档同步器10-齿轮箱体11-一、二档同步器12-变速器壳体13-三、四档同步器14-输出轴15-输入轴16—差速器
图3-6桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的示意图
1-输入轴2-输出轴3-三、四档同步器4-一、二档同步器5-倒档中间齿轮
Ⅰ-一档齿轮Ⅱ-二档齿轮Ⅲ-三档齿轮Ⅳ-四档齿轮Ⅴ-五档齿轮R-倒档齿轮
1)结构
该变速器的变速传动机构有输入轴和输出轴,二轴平行布置,输入轴也是离合器的从动轴,输出轴也是主减速器的主动锥齿轮轴。
该变速器具有五个前进档和一个倒档,全部采用锁环式惯性同步器换档。
输入轴上有一~五档主动齿轮,其中一、二档主动齿轮与轴制成一体,三、四、五档主动齿轮通过滚针轴承空套在轴上。
输入轴上还有倒档主动齿轮,它与轴制成一体。
三、四档同步器和五档同步器也装在输入轴上。
输出轴上有一~五档从动齿轮,其中一、二档从动齿轮通过滚针轴承空套在轴上,三、四、五档齿轮通过花键套装在轴上。
一、二档同步器也装在输出轴上。
在变速器壳体的右端还装有倒档轴,上面通过滚针轴承套装有倒档中间齿轮。
2)各档动力传动路线(如图3-6所示)
各档动力传动路线见表3-2。
表3-2桑塔纳2000轿车变速器动力传动路线
操作:
此时可以观看变速器实物,讲解结构、演示各档动力传动路线。
3)拆装和检修
变速传动机构包括输入轴、输出轴及其上的齿轮。
输入轴和输出轴的分解分别见图3-7和图3-8所示。
图3-7输入轴分解图
1-后轴承的罩盖2-挡油圈3-卡环4-输入轴后轴承5-变速器后盖6-五档同步套管7-五档同步环8-五档同步器和齿轮9-五档齿轮滚针轴承10-五档齿轮滚针轴承内座圈11-固定垫圈12-卡环13-中间轴承14-轴承支座15-中间轴承内座圈16-卡环17-四档齿轮18-四档同步环19-四档齿轮滚针轴承20-卡环21-三档和四档同步器22-三档同步环23-三档齿轮24-三档齿轮滚针轴承25-输入轴26-输入轴滚针轴承
图3-8输出轴分解图
1-五档齿轮2-输出轴外后轴承3-轴承保持架4-后轴承外圈5-调整垫片6-轴承支座7-输出轴内后轴承8-一档齿轮9-一档齿轮滚针轴承10-一档齿轮滚针轴承内座圈11-一档同步环12-一档和二档同步器13-二档同步环14-二档齿轮15-二档齿轮滚针轴承16-挡环17-三档齿轮(凸缘应转向四档齿轮)18-挡环19-四档齿轮(凸缘应转向主动锥齿轮)20-输出轴前轴承21-输出轴22-圆柱销23-输出轴前轴承外圈
(1)整套齿轮的拆卸
拆卸变速器。
拆下变速器后盖。
拆下轴承支座。
拆下整套齿轮。
(2)输入轴的拆卸
拆下四档齿轮的卡环。
取下四档齿轮、同步环和滚针轴承,拆下同步器锁环。
取下三档和四档同步器、三档同步环和齿轮,取下三档齿轮的滚针轴承,取下输入轴的中间轴承内座圈。
(3)输出轴的拆卸
拆下输出轴内后轴承和一档齿轮。
取下滚针轴承和一档同步环,取下滚针轴承的内座圈、同步器和二档齿轮。
取下二档齿轮的滚针轴承,拆下三档齿轮的卡环、三档齿轮。
拆下四档齿轮的卡环、四档齿轮。
拆下输出轴的前轴承。
(4)检修
a.检查所有齿轮和轴承的损坏情况。
齿面有轻微斑点,在不影响使用的情况下可以用油石修磨。
当齿厚磨损超过0.2mm,齿长磨损超过原齿长的15%,或斑点面积超过齿面15%,以上,则应更换齿轮。
装好滚针轴承和内座圈后,用百分表检查齿轮与内座圈之间的间隙,如图3-9所示。
标准间隙为0.009~0.060mm,极限间隙为0.15mm,超过极限应更换轴承。
注意:
齿轮应成对更换
图3-9检查齿轮与内座圈之间的间隙
b.检查输入轴和输出轴,不应有裂纹,轴径及花键不应有严重磨损,轴上的齿轮不应有断齿和严重磨损,否则应更换。
检查轴的径向圆跳动,如图3-10所示,不应超过0.05mm,否则应更换或校正。
图3-10检查轴的径向圆跳动
c.检查同步器。
将同步环压在各自齿轮的锥面上,按压转动同步环时要有阻力,用塞尺测量环齿与轮齿之间的间隙a,如图3-11所示。
间隙a的规定值见表3-3。
如果不符合规定,应更换同步环。
图3-11检查同步器间隙
表3-3同步器环齿与轮齿之间的间隙a单位:
mm
(5)装配
装上中间轴承的内座圈。
将预先润滑过的三档齿轮滚针轴承装上,把油槽转向二档齿轮。
组装三档、四档同步器。
装上三档齿轮和三档、四档同步器,装上卡环。
装上同步环、滚针轴承和四档齿轮,再装卡环。
用2kN的力将三档齿轮、同步器和四档齿轮紧紧压卡环上,把总成固定好。
将前轴承装在输出轴上。
装上四档齿轮。
用手扶住前轴承,齿轮有凸缘的一边应朝向轴承。
用卡环将四档齿轮固定好,卡环的厚度有2.35mm、2.38mm、2.41mm、2.44mm、2.47mm等几种。
安装三档齿轮,凸缘应朝向四档齿轮。
用塞尺测量卡环的厚度,根据测量结果,选择适当的卡环装上。
安装滚针轴承、齿轮和二档同步环。
装配一档和二档同步器。
装上一档和二档同步器,同步器壳体的槽应朝一档齿轮。
装上一档齿轮滚针轴承的内座圈。
装上一档同步环、一档齿轮、一档齿轮滚针轴承。
装上内后轴承,将输入轴和输出轴装在轴承支座上,将轴承支座装在变速器壳体上。
将变速器后盖装在变速器轴承支座上。
2.发动机横向布置的二轴式变速器
1)结构
发动机横向布置的二轴式变速器结构如图3-12所示,所有前进档齿轮和倒档齿轮都采用常啮合斜齿轮,并采用锁环式同步器换档。
图3-12发动机横向布置的二轴式变速器结构图
1-输出轴2-输入轴3-四档齿轮4-二档齿轮5-二档齿轮;6-倒档齿轮7-倒档惰轮8-一档齿轮9-主减速器主动齿轮10-差速器油封11-等速万向节轴12-差速行星齿轮13-差速半轴齿轮14-主减速器从动齿轮15-一、二档同步器16-三、四档同步器
2)动力传动路线
(1)一档
如图3-13所示,一、二档同步器使一档齿轮与主减速器主动齿轮轴接合,将变速齿轮锁定到主减速器主动齿轮轴上。
输入轴齿轮的一档主动齿轮顺时针转动,逆时针地驱动一档从动齿轮和主减速器主动齿轮轴,顺时针驱动主减速器从动齿轮。
图3-13一档动力传动路线
(2)二档
从一档向二档换档时,一、二档同步器分离一档从动齿轮,并接合二档从动齿轮,动力传动路线如图3-14所示。
图3-14二档动力传动路线
(3)三档
当二档同步器接合套返回空档后,将三、四档同步器锁定到主减速器主动齿轮轴上的三档齿轮上。
动力传动路线如图3-15所示。
图3-15三档动力传动路线
(4)四档
将三、四档同步器接合套从三档齿轮移开,移向四档齿轮,将其锁定在主减速器主动齿轮轴上。
动力传动路线如图3-16所示。
图3-16四档动力传动路线
(5)倒档
变速杆位于倒档时,倒档惰轮换入与倒档主动齿轮和倒档从动齿轮啮合。
倒档从动齿轮同时又是一、二档同步器接合套,同步器接合套带有沿其外缘加工的直齿。
倒档惰轮改变变速齿轮的转动方向,汽车就可以倒车。
动力传动路线如图3-17所示。
图3-17倒档动力传动路线
二、三轴式变速器的变速传动机构
三轴式变速器用于发动机前置后轮驱动的汽车。
下面以东风EQ1092中型货车的变速器为例进行介绍,其结构简图如图3-18所示,有三根主要的传动轴,一轴、二轴和中间轴,所以称为三轴式变速器。
另外还有倒档轴。
图3-18东风EQ1092中型货车的三轴式变速器
l-一轴2-—轴常啮合齿轮3-—轴常啮合齿轮接合齿圈4、9-接合套;5-四档齿轮接合齿圈6-二轴四档齿轮7-二轴三档齿轮8-三档齿轮接合齿圈10-二档齿轮接合齿圈11-二轴二档齿轮12-二轴一、倒档直齿滑动齿轮13-变速器壳体14-二轴15-中间轴16-倒档轴17、19-倒档中间齿轮18-中间轴一、倒档齿轮20-中间轴二档齿轮21-中间轴三档齿轮22-中间轴四档齿轮23-中间轴常啮合齿轮24、25-花键毂26-一轴轴承盖27-回油螺纹
该变速器为五档变速器,各档传动情况如下:
(1)空档
二轴上的各接合套、传动齿轮均处于中间空转的位置,动力不传给第二轴。
(2)一档
前移一倒档直齿滑动齿轮12与中间轴一档齿轮18啮合。
动力经一轴齿轮2、中间轴常啮合齿轮23、中间轴齿轮18、二轴一倒档齿轮12,传到第二轴使其顺时针旋转(与第一轴同向)。
(3)二档
后移接合套9与二轴二档齿轮11的接合齿圈10啮合。
动力经齿轮2、23、20、11、10、9、24,传到二轴使其顺时针旋转。
(4)三档
前移接合套9与二轴三档齿轮7的接合齿圈8啮合。
动力经齿轮2、23、21、7、8、9、24,传到二轴使其顺时针旋转。
(5)四档
后移接合套4与二轴四档齿轮6的接合齿圈5啮合。
动力经齿轮2、23、22、6、5接、4、25,传到二轴使其顺时针旋转。
(6)五档
前移接合套4与一轴常啮合齿轮2的接合齿圈3啮合。
动力直接由一轴、2、3、4、25,传到二轴,传动比为1。
由于二轴的转速与一轴相同,故此档称为直接档。
(7)倒档
后移二轴上的一、倒档直齿滑动齿轮12与倒档齿轮17啮合。
动力经齿轮2、23、18、19、17、12,传给二轴使其逆时针旋转,汽车倒向行驶。
倒档传动路线与其他档位相比较,由于多了倒档中间齿轮的传动,所以改变了二轴的旋转方向。
测试题:
1.照实物或图片说明桑塔纳2000轿车二轴、五档手动变速器和东风EQ1092三轴、五档手动变速器的各档动力传动情况(包括如何换档及动力传动路线)。
2.如何检查变速器各轴和齿轮?