变速器简介

四、变速器结构（机械式）
互锁机构和倒档锁
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四、变速器结构（机械式）
•4.4 同步器 4.4.1同步器的功用 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， 改善换档感觉。
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四、变速器结构（机械式）
4.4.2类型：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
• 2、由于发动机不能改变旋转方向，通过变速器保 证汽车能倒退行使（倒档）。
• 3、在滑行或停车时使发动机和传动系保持分离 （空档）。需要时还应有动力输出的功能（分动 器）。 • 4、对于前轮驱动具有差速功能。
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二、变速器基本要求
1、应正确选择变速器的档数和传动比，保障汽车有 必要的动力性、经济性和排放指标；（效率高） 2、设置空档和倒档，保证发动机与驱动轮能长期分 离，使汽车能进行倒退行使；对于前驱能够实现 差速 3、换档迅速、省力，以便缩短加速时间提高汽车动 力性能，工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不 得有跳档、乱档、以及换档冲击等现象发生； 4、应设置动力输出装置，以便必要时能进行功率输 出； 5、变速器应满足效率高、噪音低、体积小、质量轻、 低成本要求。
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四、变速器结构（机械式）
4.7机械式变速器工作原理 4.7.1二档变速器模型及工作原理
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四、变速器结构（机械式）
输入轴（绿色）通过离合器和发动机相连，轴和 上面的齿轮是一个部件。轴和齿轮（红色）叫做中间 轴。它们一起旋转。轴（绿色）旋转通过啮合的齿轮 带动中间轴的旋转，这时，中间轴就可以传输发动机 的动力了。 轴（黄色）是一个花键轴，直接和驱动轴相连， 通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起 转动。 齿轮（蓝色）在花键轴上自由转动。在发动机停 止，但车辆仍在运动中时，齿轮（蓝色）和中间轴都 在静止状态，而花键轴依然随车轮转动。 齿轮（蓝色）和花键轴是由套筒来连接的，套筒 可以随着花键轴转动，同时也可以在花键轴上左右自 由滑动来啮合齿轮（蓝色）。
4.4.3.5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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同步工作原理( 以三档换 四档为例) : 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。
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四、变速器结构（机械式）
根据齿轮轴的数量分为两轴式、三轴式等形式。 两轴式多用于横置前驱动变速器，即输入轴、 中间轴（二轴）和差速器，三者成平行排部。在多 档变速器中双中间轴（或副轴）的型式应用增多， 其齿轮轴则是三根（输入轴，第一中间轴，第二中 间轴（副轴）），差速器； 后驱动变速器为三轴式，分别是输入轴、输出 轴和中间轴。其中输入轴和输出轴在同一轴线上， 中间轴与之平行。双中间轴结构主要出现在重型载 重车中。
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四、变速器结构（机械式）
4.1 结构构成（机械式） 传动机构：各档齿轮、传动轴；
换档操纵机构和同步器：拨叉、拨叉轴、换选档弹 簧等；各档同步器；（如换档手柄壳体总成）
壳体：包容传动机构和部分选换档机构，安装外围 附属构架（如整机托架）的腔体；（如前端盖） （刚性、降噪特性发展迅速） 成附件：倒车灯开关、车速传感器、轴承、油封和 各类卡子等；
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四、变速器结构（机械式）
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四、变速器结构（机械式）
4.5.2壳体的发展趋势 更多地利用有限元分析进行壳体的设计,提高壳 体的刚性,设定润滑油道;设定降噪结构,为提高变速 器的承载能力,降低变速器噪音做出贡献.
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壳体结构变化对比
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副轴形式
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双中间轴结构
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4.3换档操纵机构 变速器的换档操纵机构由换档机构，锁定机构， 互锁机构组成，要求是： （1）设有自锁装置，防止变速器自动换档和自动脱 档. （2）设有互锁装置，保证变速器不会同时换入两个 档，以免发动机熄火或件坏。 （3）设有倒档锁，防止误换倒档，否则会发生安全 事故。 （4）恰当的换档力，有合适的感觉，不能出现换档 费力或刮不上档等现象。
变速器结构及原理
简介
发动机研发中心 熊维江
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变速器结构及原理简介
目录 一、变速器的功用 二、变速器基本要求 三、变速器类型 四、变速器结构（机械式） 五、自动变速器简介 六、变速器发展预期 目的: 了解机械式变速器基本构造和原理,了解变速器的发展趋势
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一、变速器的功用
• 1、在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轮 上的转矩和转速，使汽车得到不同的牵引力和速 度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。
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2）挂四档 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。
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构架式（效率高，节奏感强）
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4.3.2锁定机构 拨叉轴一般有三个位置：居中为空档，向前向 后各挂一个档。为了保证变速器内各滑动齿轮处于 正确的工作位置或空档位置，工作时挂档齿轮全齿 长啮合，空档时完全脱离啮合，并且在振动等原因 下，保证不会因轻微轴向力自动挂档、脱档，应将 滑杆（轴）轴向定位。 分弹簧定位销式和弹簧钢球式
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4.4.3.3同步环（锁环）： 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 便两锥面接触后，破坏 油膜，增加锥面间的摩 擦。 4.4.3.4滑块：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.
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4.2传动机构的结构 根据前进档数的不同，变速器可分为四、五、六 档等。目前变速器档位趋于增多，主要原因在于整 车经济性、排放和换档平顺性要求的提高。（目前 大众已宣布其2009年之后推出新车标配是六档） 档位排序有升序（如现BS10-8 前驱变速器）和 降序（如BS10-2后驱变速器) 的不同，其对变速器整 体结构影响也不同。倒档则有单独设立（如BS10-2） 或借用一二档外齿圈（如前驱）的差异。
4.4.4锁销式惯性同步器
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4.5壳体 变速器壳体作为变速器的包容件和安装基体对变速 器的影响非常大,壳体的精细设计越来越得到重视. 4.5.1壳体的结构形式 按照剖分模式可以分为上下剖分式( 如BS10-2变速器 壳体) 和前后剖分式( BS10-8前驱变速器壳体.上下剖 分式易于加工和安装;前后剖分式加工难度大,刚性好. 目前前后剖分式采用的比较多
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锁定结构
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4.3.3互锁机构 防止同时挂上两个档而使运动发生干涉、乱档， 使发动机熄火或损坏零件，为此在移动某拨叉轴时， 自动锁止其它所有拨叉轴。互锁机构互锁销式、钢 球互锁销式、弹簧空心互锁销式 。其中互锁销式为 常用。） 在空档位置时，左右拨叉轴在对着钢球处有深 度相当于钢球半径的凹槽，中间拨叉轴则左右均开 有凹槽，凹槽中开有装锁销的孔。
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倒、五档换档凸轮和倒、五档互锁螺钉和倒、 五档回位弹簧的作用是阻止换档杆直接从 五档至倒档。 当齿轮挂入五档时，倒、五档换档凸轮随 着换档选择轴一起顺时针方向旋转，在换 档凸轮回位弹簧的作用下，凸轮的端面与 倒、五档互锁螺钉接触，这样能够防止直 接挂入倒档。
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4.4.3锁环式惯性同步器的构造及工作原理 广泛应用于轿车和轻、中型货车的变速器。
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锁环式惯性同步器
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4.4.3.1花键毂：花键毂轴 向固定；并与齿圈、锁 环具有相同花键齿
4.4.3.2接合套：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
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ห้องสมุดไป่ตู้
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互锁销式
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4 .3.4倒档锁 对于倒五档共用同一拨叉轴的变速器，为了避 免退下五档不慎刮入倒档，引起安全事故，设定倒 五档互锁机构。
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1-换档选择轴 2-倒-五档换档凸轮 3- 换 档 凸 轮 回 位 弹 簧 （张开的） 4-支撑板 5- 倒 、 五 档 回 位 弹 簧 （压缩的） 6-换档选择柄（五档位 置） 7-倒、五档限位螺钉
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三、变速器类型
变速器有以下类型： 3.1按传动比变化方式来分： 有级式变速器：手动（MT），机械自动（AMT）， DCT 无级式变速器：CVT 综合式变速器：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，自动（AT）， 3.2按操纵方式来分 强制操纵式变速器：手动（MT） 自动操纵式变速器：自动（AT），CVT，AMT，DCT 混合型：手自一体 3.3按驱动方式：前驱（FF），后驱（FR），四驱（FW）
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四、变速器结构（机械式）
(1)弹簧定位销式：它在滑杆上沿轴向开有三个V形槽， 与具有锥顶的锁销相嵌合。它锁定可靠，但结构复 杂。锥销顶角。越大，锥销愈易顶起，a远远大于摩 擦角，一般2a＝90°～120°，压销弹簧的弹力F＝ 70°～160N。 (2)弹簧钢球式：它在滑杆上沿轴向开有三个半球形 槽，钢球在弹簧压力下嵌于某一半球槽中，从而起 定位作用，锁定了拨叉轴的位置。此锁定形式磨损 少、轻便，但磨损后锁定效果下降，为此R球大于R 坑，以防止磨损后不可靠。 换档时变速杆上的轴向操纵力足够时，克服弹 簧压力，将销(或球)顶起(压下)，拨叉轴才能移动， 直至嵌入相邻的凹坑为止。
3）挂上四档 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 成挂上四档的全过程
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4.4.3.6总结：摩擦工作面接触产生摩擦力矩----锁环 转动一角度----锁止，防止接合套前移---摩擦 力矩增 长至同步----惯性力矩消失----锁止消失—接合套进入 啮合完成换档。
四、变速器结构（机械式）
更多的加强筋,隔槽( 腔) ,增设的油道等,使变速 器的壳体更加精细和有效.加强筋和隔槽( 腔) 的设定 有利于散热和降噪。 油槽
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4.6成附件 成附件包括倒车灯开关,车速传感器,轴承,油封等. 使变速器必要的组成部分.是提供感知,密封和效率及 可靠性的必要环节. 倒车灯开关为整车提供倒车信号; 车速传感器提供车速和里程信号,现在有霍尔式, 电磁式,感应式不等; 油封主要是输入输出油封,对变速器的密封起着 重要作用. 轴承指各类球轴承,锥轴承,滚针轴承,圆柱滚子轴 承,其对变速器的承载能力,可靠性及效率影响巨大.
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4.3.1换档机构常见的有叉轴式和构架式。目前东安 采用的均为叉轴式。功用是： 1)用来改变滑动齿轮的位置，使其与相应的齿轮啮 合或脱开啮合，以得到所需排档或空档。 2)拨动时省力。
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叉轴式（工艺性好）
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