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1、第四章 手動變速器,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 手動變速器的變速機構(gòu) 第三節(jié) 同步器 第四節(jié) 變速器操縱機構(gòu) 第五節(jié) 手動變速器故障診斷與檢修,第一節(jié) 概述,一、變速器的功用 1、通過改變傳動比擴大汽車驅(qū)動力和速度的變化范 圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時，使發(fā)動 機在最有利的條件下工作。 2、在發(fā)動機 旋轉(zhuǎn)方向不變的條件下，使汽車能倒向 行駛。 3、中斷發(fā)動機向驅(qū)動橋的動力傳遞，以使發(fā)動機能夠 起步、怠速，滿足汽車暫時停車的需要。 此外，還可作為其他動力輸出裝置（舉升、起吊裝置等）,第一節(jié),二、變速器的類型,（1）按傳動比的變化方式劃分，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種
2、。 (a)有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪（行星齒輪）軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪變速器兩種。 (b)無級式變速器:傳動比可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化,常見的有液力式,機械式和電力式等。 (c)綜合式變速器：由有級式變速器和無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在最大值與最小值之間幾個分段的范圍內(nèi)作無級變化。,第一節(jié),（2）按操縱方式劃分，變速器可以分為強制操縱式，自動操縱式和半自動操縱式三種。 (a)強制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。 (b)自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換檔是自動進行的。駕駛員只需操縱加速踏板，變速器就可以根
3、據(jù)發(fā)動機的負荷信號和車速信號來控制執(zhí)行元件，實現(xiàn)檔位的變換。 (c)半自動操縱式變速器：可分為兩類，一類是部分檔位自動換檔，部分檔位手動（強制）換檔； 另一類是預(yù)先用按鈕選定檔位，在踩下離合器踏板或松開加速踏板時，由執(zhí)行機構(gòu)自行換檔。,第一節(jié),三、手動變速器的工作原理,普通齒輪式變速器是利用不同齒數(shù)的齒輪嚙合傳動實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的改變。圖1 在一對齒輪逐齒嚙合傳動中，相同時間內(nèi)，兩個齒輪參加嚙合的齒數(shù)比定相等，故 n1Z1 = n2Z2 。 傳動比 i12 = n1 / n2 = Z2 / Z1 。 即 輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之比或被動齒輪齒數(shù)與主動齒輪齒數(shù)之比，稱為傳動比。 組合齒輪傳動中，
4、其傳動比為 被動齒輪齒數(shù)的連乘積與主動齒輪齒數(shù)的連乘積之比。圖3,第一節(jié),根據(jù)能量守恒定律，齒輪傳動中，輸入軸功率P1應(yīng)等于輸出軸功率P2，即 P1=P2 因為 P1=M1n1/9550千瓦， P2=M2n2/9550千瓦 所以 M1n1=M2n2， 傳動比 i12 = n1 / n2 = M2 / M1。 上式表明 若 n2 M1，得到降速增扭 目的，速度降低越多，扭矩增加越大。 圖2 視頻1,第一節(jié),歸納： i=1，為直接檔； i1，為低速檔。,第一節(jié),第二節(jié) 手動變速器的變速傳動機構(gòu),變速器由變速傳動機構(gòu)、變速操縱機構(gòu)組成 形式：三軸式和二軸式 一、三軸式變速器 1.應(yīng)用范圍：發(fā)動機
5、前置后輪驅(qū)動 2.特點：傳動比范圍大，具有直接檔傳動效 率提高。 3.組成： 1-輸入軸 2-軸承 3-接合齒圈 4-同步環(huán) 5-輸出軸 6-中間軸 7-接合套 8-中間軸常嚙合齒輪 9-倒檔移動齒輪 圖44,第二節(jié),花鍵轂上分別套有帶有內(nèi)花鍵的嚙合套。通過嚙合套的前后移動，可以使花鍵轂與相鄰齒輪上的接合齒圈連接在一起，將齒輪上的動力傳給二軸。 視頻2,第二節(jié),4.變速器的換檔裝置： 1）直接滑動式換檔裝置：直接滑動式用于直齒輪傳動的檔位，換檔齒輪和軸通過花鍵聯(lián)接。常用于一檔、倒檔。 2）接合套式換檔裝置：這種換檔裝置用于斜齒輪傳動的檔位。,第二節(jié),5.防止自動跳檔措施： CA1091型
6、汽車,花鍵轂,接合套,,接合齒圈,第二節(jié),東風(fēng)EQ1090E型汽車,花鍵轂,接合套,,接合齒圈,第二節(jié),二、兩軸式變速器,1.結(jié)構(gòu)：圖41 、 40DH 、 視頻3 1-輸入軸 2-接合套 3-里程表齒輪 4-同步環(huán) 5-半軸 6-主減速器被動齒輪 7-差速器殼 8-半軸齒輪 9-行星齒輪 10、11-輸出軸 12-主減速器主動齒輪 13-花鍵轂與傳統(tǒng)的三軸變速器相比，由于省去了中間軸，所以一般檔位傳動效率要高一些；但是任何一檔的傳動效率又都不如三軸變速器直接檔的傳動效率高。,第二節(jié),第三節(jié) 同步器,一、無同步器的換檔過程 1.低檔換高檔 高檔速度V2 接合套速度V3 低檔速度V4 踩
7、離合器，脫空檔，V3=V4（瞬時） 因為V2V4,則V2V3 （不同步） ， 由于V3下降慢（轉(zhuǎn)動慣量大），V2下降快（轉(zhuǎn)動慣量?。?，等待一會時間，當V3=V2時， 再踩離合器，掛檔。,第三節(jié),2.高檔換低檔 踩離合器，脫空檔，V3=V2（瞬時） 因為V2V4,則V3V4（不同步） V3下降慢（轉(zhuǎn)動慣量大）, V4下降快（轉(zhuǎn)動慣量?。?， 若不采取措施， V3與V4 不同步差距會更大，此時， 應(yīng)抬起離合器，加油門， 迅速提高V4，當V3=V4時， 再踩離合器，掛檔。,第三節(jié),歸納,無同步器換檔 低檔換高檔兩腳離合器，中間不加油門。 高檔換低檔---兩腳離合器，中間加油門。,第三節(jié),二、同步器的構(gòu)
8、造及其工作原理,同步器有常壓式，慣性式和自行增力式等種類。這里僅介紹目前廣泛采用的慣性式同步器。 慣性式同步器是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步的，在其上面設(shè)有專設(shè)機構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。 慣性同步器按結(jié)構(gòu)又分為鎖環(huán)式和鎖銷式兩種,第三節(jié),1.鎖環(huán)式慣性同步器 1）構(gòu)造 北京BJ212型汽車三檔變速器中的二、三檔同步器（圖45）為例說明。只有當滑塊位于缺口12的中央時，接合套與鎖環(huán)的齒方可能接合。 視頻4,第三節(jié),2）工作原理 a)在掛三檔時，用撥叉3撥動接合套8并帶動滑塊2一起向左移動。當滑塊左端面與鎖環(huán)9的缺口12的端面接觸時，便推動鎖環(huán)9壓向齒
9、輪1，使鎖環(huán)9的內(nèi)錐面壓向齒輪1的外錐面。由于兩錐面具有轉(zhuǎn)速差（n1n9），所以一接觸便產(chǎn)生摩擦作用。圖46,第三節(jié),c)齒輪1即通過摩擦作用帶動鎖環(huán)相對于接合套超前轉(zhuǎn)過一個角度，直到鎖環(huán)9的缺口12與滑塊的另一側(cè)面,接觸時，鎖環(huán)便與接合套同步轉(zhuǎn)動。此時，接合套的齒與鎖環(huán)的齒錯開了約半個齒厚，從而使接合套的齒端倒角面與鎖環(huán)相應(yīng)的齒端倒角面正好互相抵觸而不能進入嚙合(此時，無論駕駛員施加多大的力，都掛不上檔。由于撥環(huán)力矩總是小于摩擦力矩，設(shè)計上予以保證，即與具有一定關(guān)系式。圖46 b)同步后，摩擦力矩消失，再撥環(huán)力矩作用下，鎖環(huán)被撥動一個角度，滑塊此時位于缺口中央，實現(xiàn)順利掛檔。 d)最后，完成
10、掛檔。,第三節(jié),2.鎖銷式慣性同步器,1）構(gòu)造 以東風(fēng)EQ1090E型汽車變速器四、五鎖銷式慣性同步器為例，有三個定位銷和三個鎖銷，間隔穿過接合套。 特點：摩擦錐盤磨損后，可更換，成本低。 2）原理：掛檔時，接合套帶動定位銷及摩擦錐環(huán)，頂壓在摩擦錐盤上，由于不同步產(chǎn)生摩擦力矩，此時鎖銷與接合套倒角相對，無論駕駛員施加多大的力都無法掛上檔。同步后，摩擦力矩消失，再F1產(chǎn)生的撥環(huán)力矩作用下，鎖銷被撥動一個角度，順利掛檔。,第三節(jié),歸納： 同步器的作用： 1）掛檔操作簡便，減輕駕駛員的疲勞。 2）避免掛檔時，由于駕駛員掛檔時機掌握不好造成掛檔響聲。 3）掛檔迅速，提高燃料經(jīng)濟性。,第三節(jié),第四節(jié) 變
11、速器操縱機構(gòu),變速器操縱機構(gòu)能讓駕駛員使變速器掛上或摘下某一檔，從而改變變速器的工作狀態(tài)。 為了保證變速器的可靠工作，變速器操縱機構(gòu)應(yīng)能滿足以下要求： （1）掛檔后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換檔時，全齒長都進入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機構(gòu)應(yīng)保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。 （2）為了防止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，在操縱機構(gòu)中設(shè)有互鎖裝置。 （3）為了防止在汽車前進時誤掛倒檔，導(dǎo)致零件損壞，在操縱機構(gòu)中設(shè)有倒檔鎖裝置。,第四節(jié),如圖：前置發(fā)動機后輪驅(qū)動汽車變速器的外操縱機構(gòu) 一般前置發(fā)動機后輪驅(qū)動汽車的變速器距離駕駛員座位較近，
12、換檔桿等外操縱機構(gòu)多集中安裝在變速器箱蓋上，結(jié)構(gòu)簡單、操縱容易并且準確。,變速器殼體,變速器連動桿,變 速 桿,第四節(jié),如圖：變速器遠距離外操縱機構(gòu) 在發(fā)動機后置或前輪驅(qū)動的汽車上，通常汽車變速器距離駕駛員座位較遠，變速桿和變速器之間 通常需要用連桿機構(gòu)聯(lián)接，進行遠距離操縱。,變速桿,橫向拉桿,縱 向 拉 桿,第四節(jié),一、換檔撥叉機構(gòu) 視頻5,第四節(jié),二、定位鎖止裝置,1.自鎖裝置掛檔后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換檔時，全齒長都進入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機構(gòu)應(yīng)保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。換檔撥叉軸上方有三凹坑，上面有被彈簧壓緊的鋼
13、珠。當撥叉軸位置處于空檔或某一檔位置時，鋼珠壓在凹坑內(nèi)。起到了自鎖的作用。 圖42,第四節(jié),2.互鎖鎖裝置 當中間換檔撥叉軸移動掛檔時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。防止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，起到了互鎖作用。,第四節(jié),互鎖裝置工作示意圖,第四節(jié),自鎖、互鎖裝 置統(tǒng)一的結(jié)構(gòu),第四節(jié),3.倒檔鎖裝置 當換檔桿下端(紅色的長方塊部分)向倒檔撥叉軸移動時，必須壓縮彈簧才能進入倒檔撥叉軸上的撥塊槽中。防止了在汽車前進時誤掛倒檔，而導(dǎo)致零件損壞，起到了倒檔鎖的作用。當?shù)箼n撥叉軸移動掛檔時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。,第四節(jié),倒檔鎖結(jié)構(gòu),第四節(jié),第五節(jié) 手動變速器故障診斷與檢修,一、變速器常見故障
14、與診斷 1.變速器的異常聲響 1）空檔發(fā)響 （1）現(xiàn)象：怠速空檔響，踩離合器響聲消失。 （2）原因：第一軸、常嚙齒輪、軸承,第五節(jié),2）掛檔后發(fā)響 （1）現(xiàn)象：掛入某檔法響；隨轉(zhuǎn)速升高 響聲加大 （2）原因：軸、花鍵、軸承、齒輪、操縱機構(gòu) （3）診斷： 各檔均響，多為基礎(chǔ)件、軸承、花鍵、齒輪 某檔響，該檔齒輪,第五節(jié),2.變速器跳檔 （1）現(xiàn)象：多為中、高速負荷變化或汽車劇烈振動時發(fā)生跳入空檔。 （2）原因：自鎖裝置、齒輪、叉軸等 （3）診斷：掛檔無阻力或阻力甚小，說明自鎖失效。否則為其他方面。,第五節(jié),3.掛檔困難 1）現(xiàn)象：不能順利掛入檔位，常發(fā)生齒輪撞擊聲。 2）原因：叉、自鎖
15、或互鎖、連接桿、同步器、軸。 3）診斷：開蓋檢查,第五節(jié),4.變速器亂檔 1）現(xiàn)象：所掛檔位不符，掛檔后不能退回空檔或一次掛入兩個檔。 2）原因：換檔桿、互鎖裝置等 3）診斷：重點檢查換檔桿、互鎖裝置。,第五節(jié),5.變速器發(fā)熱 1）現(xiàn)象：由燙手感覺 2）原因：軸承裝配過緊、齒輪嚙合間隙過小、齒輪油缺少或不符 3）診斷：先檢查油平面，油質(zhì)量；在檢查內(nèi)部,第五節(jié),6.變速器漏油 1）現(xiàn)象：齒輪油從軸承該或結(jié)合部為滲漏 2）原因：密封、殼破、油過多、通氣塞堵 3）診斷：根據(jù)油跡逐一查找,第五節(jié),二、變速器零件的檢修,1.齒輪與花鍵的檢修 1）齒面斑點小時，可用油石修磨后繼續(xù)適用。 2）齒路端面磨損長
16、度齒長15%，否則更換。 3）齒輪嚙合面應(yīng)在齒高中部，接觸面積應(yīng)60%。,第五節(jié),2.軸的檢修 1）彎曲變形可用百分表檢查，超標應(yīng)校正或更換，如圖。 2）用千分尺檢查軸徑磨損程度，磨損超過規(guī)定值，可堆焊后修磨、鍍鉻修復(fù)或更換。,第五節(jié),3.同步器的檢修 用厚薄規(guī)測量鎖環(huán)和換檔齒輪端面之間的間隙。解放CA1091標準間隙為1.2-1.8mm，磨損極限為0.3mm。,第五節(jié),4.變速器殼體的檢修 檢查是否裂紋、變形；如有，應(yīng)維修或更換。 螺紋損傷不得超過2牙。,第五節(jié),5.變速器蓋的檢修,檢查是否裂紋，結(jié)合面平面度是否超限，如油，可采用鏟、刨、銼、銑等方法修復(fù)或更換。,第五節(jié),6.軸承的檢修 檢查
17、軸承是否有麻點、麻面、斑疤和燒灼，保持架是否完好，如有，應(yīng)更換。,第五節(jié),7.操縱機構(gòu)的檢修 檢查操縱機構(gòu)是否磨損、變形、連接松動、彈簧失效，如有，應(yīng)更換、校正、緊固。,第五節(jié),三、變速器的裝配與調(diào)整,裝配：清洗、潤滑、安裝。 調(diào)整： 常嚙齒輪嚙合間隙0.150.40mm 滑動齒輪嚙合間隙0.150.50mm 第一軸軸向間隙0.15mm 其余各軸軸向間隙0.30mm 各齒輪軸向間隙0.40mm,第五節(jié),四、變速器的磨合與試驗,1.無負荷條件下磨合 加注齒輪油，第一軸轉(zhuǎn)速10001200r/min。 各檔磨合時間總和不小于1h。 2.有負荷條件下磨合 負荷為最大傳遞扭矩的30%，嚴禁加入研磨磨料進行磨合。 油溫1565 磨合后清洗，加注新齒輪油。,第五節(jié),五、齒輪油的選用,1.先選使用級 CLC-3 普通齒輪油 CLC-4 雙曲線齒輪油 CLC-5 雙曲線齒輪油（用于偏置量大于5cm) 2.再選粘度級 夏用 90(南方全年通用)、140、250 冬用 75W(-40 )、80W、85W 多級油 80W/90(-26)、85W/90(-12),第五節(jié),思考題4,1.何謂傳動比？ 2.手動變速器的功用？ 3.敘述解放CA1092變速器各檔動力傳遞路線？ 4.同步器的功用？ 5.何謂自鎖、互鎖、倒檔鎖？ 6.敘述解放CA1091變速器操縱機構(gòu)各零件名稱？ 7.速度降低，扭矩為何會增加？,
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