04第二章 2 手动变速器

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第一节
二、变速器的类型
• （1）按传动比的变化方式划分，变速器可分为
• • •
有级式、无级式和综合式三种。 (a)有级式变速器：有几个可选择的固定传动比， 采用齿轮传动。又可分为：齿轮轴线固定的普通 齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴线旋转的 行星齿轮变速器两种。 (b)无级式变速器:传动比可在一定范围内连续变 化,常见的有液力式,机械式和电力式等。 (c)综合式变速器：由有级式变速器和无级式变 速器共同组成的，其传动比可以在最大值与最小 值之间几个分段的范围内作无级变化。
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6.2
手动变速器的变速传动机构
3) 各档传动路线
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• 3、组合式变速器 • 1）功用：为保证汽车具有良好的动力性和
经济性和加速性；使变速器有较多档位，扩 大传动比。 • 2）结构：采用两个变速器相串联的方式构 成组合式变速器。（其中一个为主变速器： 档数多且有倒档另一为副变速器：只有高低 两档）
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• 根据能量守恒定律，齿轮传动中，输入轴功率P1应等于输
出轴功率P2，即 P1=P2 • 因为 P1=M1n1/9550千瓦， P2=M2n2/9550千瓦 所以 M1n1=M2n2， 传动比 i12 = n1 / n2 = M2 / M1。 故： ik = n入 / n出 = M出 / M入 上式表明 若 n出 < n入 ，则M出 > M入，得到降速增扭 目的，速度降低越多，扭矩增加越大。
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第三节
• 2.高档换低档 • 踩离合器，脱空档，V3=V2
（瞬时） 因为V2>V4,则V3>V4（不同步） V3下降慢（转动惯量大）, V4下降快（转动惯量小）， 若不采取措施， V3与V4 不同步差距会更大，此时， 应抬起离合器，加油门， 迅速提高V4，当V3=V4时， • 再踩离合器，挂档。
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第二节
• 东风EQ1090E型汽车 • 减薄齿
接合 套 花键毂
接合齿圈
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第二节
第三节 同步器
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一、无同步器的换档过程 1.低档换高档 高档速度V2 接合套速度V3 低档速度V4 踩离合器，脱空档，V3=V4（瞬 时） 因为V2>V4,则V2>V3 （不同步） ， 由于V3下降慢（转动惯量大），V2 下降快（转动惯量小），等待一 会时间，当V3=V2时， • 再踩离合器，挂档。
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• 4）滑块： • 三个.装于花键毂三轴向槽内；带定位销以
便空挡定位；两端伸入两锁环的三缺口 • 5）卡环： • 在卡坏的作用下，滑块压向接合套，使其 凸起的端部球面正好嵌在接合套中部的凹 槽中，起到空档定位作用。
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（2）锁环式惯性同步器的工作原 理（以五档换六档为例）
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• （2）结构 • 1）对于发动机前置前轮驱动或发动机后置
后轮驱动的汽车，采用两轴式变速器 • 2）包括四个前进档和一个倒档 • 3）在输入轴上固连着一、二、三、四档主 动齿轮，与之常啮的四个档位从动齿轮则 通过轴承空套在输出轴上 • 4）前进档装有同步器? 倒档轴固定在壳体 上，滑套着一个倒档齿轮
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• 4.变速器的换档装置：
1）直接滑动式换档装置：直接滑动式用于 直齿轮传动的档位，换档齿轮和轴通过花 键联接。常用于一档、倒档。 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。
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第二节
• 5.防止自动跳档措施： • CA1091型汽车 • 齿端倒斜面
花键毂
接合套
接合 齿圈
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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 • 形式：三轴式和二轴式 • 一、三轴式变速器
1.应用范围：发动机前置后轮驱动 2.特点：传动比范围大，具有直接档传动效 率提高。 3.组成： 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 9-倒档移动齿轮 图44
被动齿轮齿数的连乘积与主动齿轮齿数的连乘积之比。图3
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6.1
变速器概述
普通齿轮传动的基本原理 1. 传动比 i12=n1/n2=z2/z1 i12>1，减速； i12<1，增速。
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6.1
变速器概述
• 对于多级传动：
i14=? i12=n1/n2=z2/z1 i34=n3/n4=z4/z3 i14=n1/n4 =(z2z4)/(z1z3) i =n输入/n输出 = T输出/T输入
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第一节
2. 档位分析 i >1，减速档，且i 越大，档位越低； i =1，直接档； i <1，超速档。 如捷达王五档变速器的档位情况如下： i1=3.455 i2=1.944 i3=1.370 i4=1.032 i5=0.850 iR=3.167
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普通齿轮变速器的工作原理(总结) （1）变速和变矩原理 1）齿数不同的齿轮啮合传动时，转速、转矩改变。 2）总传动比等于各级齿轮传动比的乘积。 （2）换档原理 1）传动比变化，即档位改变。 2）当动力不能传到输出轴，这就是空档。 （3）变向原理 1）相啮合的一对齿轮旋向相反，每经一传动副，其 轴方向改变一次。 2）经两对齿轮传动，其输入轴与输出轴转向一致。 3）如在再加一个倒到档轴，变成三对传动副传递动 力，则输入轴与输出轴的转向相反
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• （2）按操纵方式划分，变速器可以分为强制操 •
• •
纵式(手动换挡式)，自动操纵式和半自动操纵式 三种。 (a)强制操纵式变速器（MT）：靠驾驶员直接操 纵变速杆换档。 (b)自动操纵式变速器（AT）：传动比的选择和 换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板， 变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号 来控制执行元件，实现档位的变换。 (c)半自动操纵式变速器（手动自动一体变速 器）：可分为两类，一类是部分档位自动换档， 部分档位手动（强制）换档；另一类是预先用按 钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板 时，由执行机构自行换档。
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归纳
• 无同步器换档 • 低档换高档—两脚离合器，中间不加油门。 • 高档换低档---两脚离合器，中间加油门。
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第三节
二、同步器的构造及其工作原理
• （1）同步器的作用：是使接合套与待啮合的齿圈迅速同 • •
步，缩短换档时间；防止在同步前啮合而产生接合齿之间 的冲击 （2）类型：分为常压式、惯性式和自增力式；目前广泛 采用摩擦惯性同步装置（锁环、锁销式） 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。 1）锁环式：结构紧凑、便于合理布置，多用于轿车和轻 型货车上 2）锁销式：结构形式合理，力矩较大，多适用于中型和 大型货车上 3）同步器的一般结构：由同步装置（包括推动件、摩擦 件）、锁止装置和接合装置三部分组成
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• 2、两轴式变速器：对于发动机前置前轮驱
动或发动机后置后轮驱动的汽车，采用两轴 式变速器，例如：桑塔纳2000型轿车的变速 器。
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发动机纵向布置的两轴变速器 1) 传动系布置
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6.2
手动变速器的变速传动机构
2）结构
（1）结构 1）对于发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的汽车，采用两轴式变速器 2）包括四个前进档和一个倒档 入轴上固连着一、二、三、四档主动齿轮，与之常啮的四个档位从动齿轮则通过轴承空套在输 3）前进档装有同步器? 倒档轴固定在壳体上，滑套着一个倒档齿轮 （2）变速器各档位工作过程
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• （2）各档齿轮的传动情况 • 1）空档：第二轴换档的接合套、传动齿轮均处于中 • •
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•
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间空转位置，动力不传给第二轴 2）一档：前移一、倒档齿轮，与中间轴一档齿轮啮 合，动力经第一轴常啮齿轮、中间轴常啮齿轮、中间 轴一档齿轮、第二轴一、倒档齿轮传到第二轴 3）二档：后移后接合套与第二轴二档齿轮上的齿圈 啮合 4）三档：前移后接合套与第二轴三档齿轮上的齿圈 啮合 5）四档：后移前接合套与第二轴四档齿轮上的齿圈 啮合 6）五档：前移前接合套与第二轴常啮传动齿轮上的 齿圈啮合，动力由第一轴直接传到第二轴 7）倒档：后移第二轴上的一、倒档齿轮与倒档齿轮 啮合，实现汽车倒驶
第一节
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• 变速器的组成 • 变速传动机构：改变扭距的数值和方向 • 操纵机构：换挡操作，实现传动比的变
化
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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。图1 在一对齿轮逐齿啮合传动中，相同时间内，两个 齿轮参加啮合的齿数比定相等，故 n1Z1 = n2Z2 。 传动比 i12 = n1 / n2 = Z2 / Z1 。 即 输入轴转速与输出轴转速之比或被动齿轮齿数 与主动齿轮齿数之比，称为传动比。 组合齿轮传动中，其传动比为
手动变速器
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节
概述 手动变速器的变速机构 同步器 变速器操纵机构 手动变速器故障诊断与检修
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第一节 概述
• 一、变速器的功用
• 1、通过改变传动比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，满足汽车暂时停车的需要。 4 、有动力输出装置，便于改装。如水泥搅拌车、消防车等特种车辆。 举升、起吊装置等） 汽车构造flash.chm
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• （1）变速传动机构的结构： • 1） 第一轴：通过轴承，前支撑在曲轴后端孔中，花
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键 部分装离合器从动盘；后部有常啮齿轮和直接档 齿轮 2）中间轴：有与第一轴齿轮常啮齿轮，一、倒档齿 轮与轴一体，二、三、四档齿轮用半圆键装配 3）第二轴：用轴承，前支撑在第一轴后端，后支撑 在壳体，一、到档齿轮可轴向滑动，二、三、四档齿 轮通过轴承与轴配合，并与中间轴齿轮常啮，其上均 有传力齿圈。前后各有一副花键毂和接合套，实现换 档。 4）倒档轴：两个到档齿轮制成一体，其中一个与中 间轴齿轮常啮
• • • •
1）空挡位置： · n(锁环)=n(接合套)；n(齿圈)>n(接合套)；n(齿圈)>n(锁环) 锁环轴向自由，其内锥面与六档齿圈的外锥面并不接触。 2）挂五档 · 接合套左移，因 n(齿圈) > n(锁环)，摩擦使锁环超前接合套 一角度，而锁环凸起与花键毂通槽接触,锁环与接合套同步， 锁止角锁止。 · 轴向力加大，摩擦作用n(齿圈) 接近 n(锁环) ，惯性力矩使 锁环与接合套相抵不接合。 3）挂上五档 · 随着驾驶员加大接合套的推力，齿圈与锁环同步 · 惯性力矩消失，锁环与齿圈退后一角度，接合套与锁环啮合 · 接合套齿圈完全啮合完成挂上六档的全过程
• 2）接合套： • 外圆有拨叉环槽,内孔花键,内部有一切环槽,齿两端有倒角β. • 用来连 动花键毂、同步环、啮合齿圈，并与齿圈、锁环具有相
同花键齿
• 3）同步环（锁环）：在齿轮与齿轮的花键齿之间.外圆上有花
键齿. 齿数与齿轮的花键齿和结合套花键齿相同. 锁环的倒角与 接合套倒角相同，锁环具有内锥面，其上有螺旋槽，以便两锥 面(齿轮)接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。
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• （3）结构分析 • 1）轴的支承和定位 • 轴只能有一个定位支承，其余支承都可自由地轴向伸缩。若有
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两处以上定位，由于轴和壳体材料不同，膨胀系数不同，温度 变化时二者的伸缩量不同，相互之间可能产生运动干涉 2）齿轮的换档结构型式 车用变速器齿轮多采用常啮齿轮，利用同步器换档 3）防止自动脱档的结构 自动脱档是变速器的常见故障之一,有些变速器齿轮采用了防 止自动脱档的机构，主要有两种型式：切薄齿式和斜面齿式 4）齿轮的轴向限位 啮合齿轮为斜齿轮，产生轴向力，用止推环作为限位装置 5）齿轮传动消隙装置 在从动（或主动）齿轮侧面加装一个薄钢片副齿轮，两者与另 一传动齿轮同时啮合 6.润滑与密封 7.变速器壳
第三节
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• 1.锁环式惯性同步器
• 轿车和轻、中型货车的变速器广泛采用
锁环式惯性同步器，其细部结构多种多 样, 但工作原理是一样的
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第三节
（1）锁环式惯性同步器的构造
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1）花键毂： 有内外花键, 并与齿圈、锁环具有相同花键齿； 花键毂与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向固定; 外花键与结合套相连,圆周上有三个轴向槽. 内花键与轴相连