11汽车传动系(3变速器与分动器)

同步器换挡过程小结：结合套“ 锁环式同步器组成与工作原理 1套3”：7、12、 4
同步环 花键毂 滑块、槽பைடு நூலகம்结合套 同步环
三个滑 在两个弹簧 圈 的作用下， 块6 2 分别 只有当滑 花键 滑块压向接 嵌合在 块位于缺 毂 7与 合套，使滑 花键毂 口 12的中 块中部的凸 轴上 的三个 央时，接 起部分正好 的外 合套与锁 轴向槽 嵌在接合套 花键 环的齿方 11 内， 中部的凹槽 可能接合。 连接， 10 中，起到 并可沿 用垫 空档定位作 槽轴向 用。滑块 片和 滑动。 2的 两端伸入锁 卡环 环 9和5 的三 作轴 在两个锁环上，花键齿对着接合套 8的一端都有倒 锁环具有与齿轮 1 和 4 上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出 锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮 在花键毂两端与齿轮 1和4之间，各有一个青铜制成1， 个缺口 12中。 细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。 向定 角（锁止角），且与接合套齿端的倒角相同 4及花键毂 7上的外花键齿均相同 的锁环（同步环） 9和 5
变速器功用： （1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范 围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利(功率较高 而油耗较低)的工况下工作；（2）在发动机旋转方向不变情况下， 使汽车能倒退行驶；（3）利用空挡，中断动力传递，以发动机能 够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。 组成：变速器是由变速传动机构和操纵机构组成，需要时，还可以 加装动力输出器。
44汽车中的分动器
分动器
分动器组成简介
-
后输出轴
输入轴
前输出轴
重型货车的装载质量大，使用条件复杂。欲保证重型 车有良好的动力性、经济性和加速性，则必须扩大传动比 范围并增多档数。为避免变速器结构过于复杂和便于系列 化生产，多采用组合式变速器，即以 1~2种四档或五档变 速器为主体，通过更换齿轮副和配置不同的副变速器（一 般为两档），得到一组不同传动比范围的变速器系列。
齿轮 13-花键毂 与传统的三轴变速 器相比，由于省去 了中间轴，所以一 般档位传动效率要
高一些；但是任何
一档的传动效率又 都不如三轴变速器 直接档的传动效率高。
课本p241,图11-7奥迪100型轿车012变速器
两轴式变速器的“两轴”应指前进档实现中所需要的最多轴数。 倒档轴数不计入。
两轴式变速器适应于布置形式为FF型或RR型的轿车和微、轻型 货车。特点：输入轴和输出轴平行（不共线！），无中间轴（但必 须有倒档中间轴，其上用一个惰轮），无直接档。 前进档实现：每个前进档只通过一对齿轮传动。
倒档实现：设置倒档中间轴（惰轮换向原理）。倒档传动路线 中也只有一个中间齿轮（惰轮）。
两轴五档式变速器实物图 变速器输 入轴
变速器输 出轴
主减速器 主动齿轮
挂第1档时，带同步器的结合套锁止空转齿轮的过程
教学要点：（1）空转齿轮位于输出轴上，结合套左位、中位时，空转齿轮相对 于输出轴空转。（2）结合套右位时，空转齿轮相对于输出轴周向定位。
为保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，对 变速器的操纵机构提出如下要求（1）不自行脱档、挂档；（2）不 同时挂入两个档位；（3）防止误挂倒档。实现如下： 自锁装置（设置在变速箱盖上） 挂档后应保证结合套于与结合齿圈的全部套合（或滑动齿轮换档 时，全齿长都进入啮合）。在振动等条件影响下，操纵机构应保证 变速器不自行挂档或自行脱档。为此在操纵机构中设有自锁装置。 如图所示，换档拨叉轴上方有三凹 坑，上面有被弹簧压紧的钢珠。当 拨叉轴位置处于空档或某一档位置 时，钢珠压在凹坑内。起到了自锁 的作用。
第十一章 汽车传动系
第三节 变速器与分动器
要求：掌握变速器的种类、传动路线、传动机构、操纵机构，了解 同步器和变速器锁定装置。
现代汽车广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范 围小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的 范围内变化，为解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。在多轴 驱动的汽车上（如越野车），变速器之后还装有分动器，以便将转 矩分别输送至各驱动桥。
变速器分类
按传动比变化方式来分： （1）有级式变速器是目前使用最广的一种。它采用齿轮传动 ，具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同，有轴线固定式变 速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。目 前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-5个前进档和一 个倒档，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。所谓变 速器档数即指其前进档位数。 （2）无级式变速器其传动比在一定的数值范围内可按无限多 级变化，常见的有电力式和液力式(动液式)两种。电力式无级变速 器的变速传动部件为直流串激电动机，除在无轨电车上应用外，在 超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。动液式无级变速器的 传动部件为液力变矩器。 （3）综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组 成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值与最小值之间的几个 间断的范围内作无级变化，目前应用较多 。
的外花键
结合套
空转齿轮 结合套内花键与空转齿轮花键毂外 花键啮合，空转齿轮与轴周向固定
三轴五档变速器各档传动比： 前进档：结合套5，12，20均在输出轴23上。 第1档是通过如下两对齿轮（2，33；29，17）的啮合实现的。 i1=z33/z2z17/z29.其中2，33为一对常啮合齿轮，除直接档外，各档 均使用这对齿轮传动。 第2、3、5档与第1档同理。第4档为直接档，第一、第二轴等速。 结合套5：左移（第4档），右移（第5档）； 结合套12：左移（第3档），右移（第2档）；
目前，组合式变速器已成为重型车变速器的主要形式。
同步器 一、无同步器时变速器的换档过程 变速器在换档过程中，必须使所选档位的一对待啮合 齿轮轮齿的圆周速度相等（同步），才能使之平顺地进入 啮合而挂上档。 理论分析和实际操作表明：欲使一般变速器换档时不 产生轮齿或花键齿间的冲击，需要进行较复杂的操作，并 应在短时间内迅速而准确地完成。这对于即使是技术很熟 练的驾驶员，也容易造成疲劳。同步器既保证挂档平顺， 又使换档操作简化，减轻驾驶员劳动强度。 二、同步器的构造及工作原理 同步器是在结合套换档机构基础上发展起来的，基本 部分是结合套、花键毂、对应齿轮上的结合齿圈，同时还 增设了使结合套与对应结合齿圈的圆周速度迅速达到一致 （同步）的机构，以及阻止两者在未达到同步前的结合装 置。
分动器 越野车需要经常在坏路和无路情况下行驶，尤其是军用汽车的 行驶条件更为恶劣，这就要求增加汽车驱动轮的数目，因此，越野 车都采用多轴驱动。例如，如果一辆前轮驱动的汽车两前轮都陷入 沟中(这种情况在坏路上经常会遇到)，那汽车就无法将发动机的动 力通过车轮与地面的磨擦产生驱动力而继续前进。而假如这辆车的 四个轮子都能产生驱动力的话，那么，还有两个没陷入沟中的车轮 能正常工作，使汽车继续行驶。 分动器的功用就是将变速器输出的动力分配到各驱动桥，并且 进一步增大扭矩。分动器也是一个齿轮传动系统，它单独固定在车 架上，其输入轴与变速器的输出轴用万向传动装置连接，分动器的 输出轴有若干根，分别经万向传动装置与各驱动桥相连。 大多数分动器由于要起到降速增矩的作用而比变速箱的负荷大 ，所以分动器中的常啮齿轮均为斜齿轮，轴承也采用圆锥滚子轴承 支承。
输入轴 输出轴
倒档轴 中间轴
三轴五档变速器剖视图
输入轴
换档杆轴
（操纵机构）
中间轴
倒档轴
输出轴
换档过程描述中的专有名词解释：
下图中，结合套可有两个不同直径的内花键孔，一个内花键孔 与轴的外花键形成周向固定，并使结合套可沿轴移动；另一个内花 键孔用来与空转齿轮花键毂的外花键嵌合实现两者的周向固定。
简言之，结合套套在空转齿轮上即可实现该齿轮与轴的周向固 定。同步器是一种加装了同步装置的结合套换档机构。 空转齿轮花键毂
两轴五档式变速器动力传递路线（第1、2、3、4档）
第1档动力传递路线
注 意 挂 档 时 结 合 套 的 位 置
第2档动力传递路线
第3档动力传递路线
第4档动力传递路线
两轴五档式变速器动力传递路线（第5档、倒档）
倒档齿轮
输入轴
倒档中间 轴 第5档动力传递路线
输出轴 同步器
换倒档的情况
二、组合式变速器
结合套20：左移（第1档），右移（倒档）；
倒档实现：设置倒档轴（惰轮换向原理）。倒档传动路线
三轴式变速器适应于传统的发动机前置、后轮驱动（FR）的布置形式。三 轴式变速器的“三轴”应指前进档实现中所需要的最多轴数。倒档轴数不计入。
两轴五档变速器组成与传动简图
1-输入轴 2-接合套 3-里程表齿轮 4-同步环 5-半轴 6-主减速器被 动齿轮 7-差速器壳 8-半轴齿轮 9-行星齿轮 10、十字轴 11-输出 轴 12-主减速器主动
按操纵方式来分 （1）强制操纵式变速器是靠驾驶员直接操纵变速杆 换档。 （2）自动操纵式变速器其传动比选择和换档是自动 进行的，所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换 是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统 的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车 速。 （3） 半自动操纵式变速器有两种型式：一种是常用 的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种 是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器 踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来 进行换档 。
同步环外缘 短花键齿圈5 待接合的花 键齿圈1 空转 齿轮2
同步器组成分析：三维结构图
结合套8 花键毂
轴上外花键（与花 键毂内花键结合）
同步环 滚针轴承 同步环
用结合套8内花键套住外花键1、5， 同步器工作过程小结 实现空转齿轮2与轴的周向固定
变速器的操纵机构 变速器的操纵机构应保证驾驶员能准确地将变速器挂入所需要 的任一档位，并可随时退入空档。 变速器的操纵机构视距离驾驶员座位远近分为：直接操纵式（ 近、结构简单、操纵方便）和间接操纵式（远、在变速杆与拨叉之 间需加装辅助杠杆或机构。远距离操纵机构） 一般前置发动机后轮驱动 汽车的变速器距离驾驶员座 变速杆 位较近，换档杆等外操纵机 构多集中安装在变速器箱盖 上，结构简单、操纵容易 并且准确。
变速器的变速传动机构
一、普通齿轮式变速器
三轴五档变速器传动简图 （参图15—1、 15—12）。
1-输入轴 2-轴承 3-接合齿圈 4-同步环 5-输出轴 6-中间轴 7-接合套 8-中间轴常啮合齿轮
此变速器有五个前进档和
一个倒档，由壳体、第一轴
（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、 各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。 输入轴与输出轴平行共线。
拨叉 拨叉
变速杆座
拨叉轴
拨叉
间接操纵机构（远距离外操纵机构） 在发动机后置或前轮驱动的汽车上，通常汽车变速器距离驾驶员 座位较远，变速杆和变速器之间通常需要用连杆机构联接，进行远 距离操纵。变速杆通过一系列中间连接杆件操纵变速器的内操纵机 构（指前述拨叉、拨叉轴等）。
组成： 1-变速杆 2-纵向拉线 3-横向 拉线
互锁装置 当中间换档拨叉轴移动挂档时，另外两个拨叉轴被钢球琐住。 防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏，起到了互锁作用。 （细节原理参图15—19）
倒档锁装置 当换档杆下端(红色的长方块部分)向倒档拨叉轴移动时，必须 压缩弹簧才能进入倒档拨叉轴上的拨块槽中。防止了在汽车前进时 误挂倒档，而导致零件损坏，起到了倒档锁的作用。当倒档拨叉轴 移动挂档时，另外两个拨叉轴被钢球琐住。
同步器分类： 同步器有常压式（课本p250图11-37）， 惯性式和自行增力式等种类。这里仅介绍目 前广泛采用的惯性式同步器。 惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步 的，在其上面设有专设机构保证接合套与待 接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触 ，从而避免了齿间冲击。 惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两 种。