【正文】 項目三 手動變速器的構(gòu)造與維修 手動變速器的構(gòu)造與維修 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．能正確描述手動變速器的作用和變速、變矩的基本原理；熟悉自動變速器的分類、基本組成及作用 2．能敘述兩軸式和三軸式手動變速器的構(gòu)成、工作原理； 3．會分析各檔組成齒輪的特點(diǎn)、各檔動力傳動路線。 4．能掌握同步器的工作原理，掌握鎖環(huán)式和鎖銷式同步器的結(jié)構(gòu)和工作過程； 5．能夠掌握手動變速器換檔操縱裝置構(gòu)成及其工作原理； 6．會拆裝變速器總成，會檢修主要部件的操作； 7．能夠?qū)ψ兯倨鞒Ｒ姽收线M(jìn)行診斷及排除 案例引入 一輛桑塔納 20xx 轎車，用戶反映掛檔時不能順利掛入檔位，常發(fā)生齒輪撞擊聲。請制定一份診斷維修計劃書，完成故障排除任務(wù)，并歸檔。 項目描述 本項目主要介紹手動變速器的分類、基本組成及作用；兩軸變速器和三軸變速器的變速傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、換擋原理、各檔動力傳動路線；同步器的作用、結(jié)構(gòu)及工作原理；操縱機(jī)構(gòu)的種類及特點(diǎn)；換擋鎖裝置的作用、組成、結(jié)構(gòu)及工作原理；手動變速器的拆裝、檢修內(nèi)容及常見故障診斷。 任務(wù)一 變速器概述 一、 變速器的功用 1．實現(xiàn)變速、變矩。 變速器通過改變傳動比，擴(kuò)大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適 應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時使發(fā)動機(jī)在有利的工況下工作； 2．實現(xiàn)汽車倒駛。 發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向從前往后看為順時針方向，且是不能改變，利用變速器的倒檔，可以實現(xiàn)汽車的倒向行駛； 3．必要時中斷傳動。 利用變速器中的空檔，中斷動力傳遞，使發(fā)動機(jī)能夠起動和怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足汽車暫時停車或滑行的需要； 4．實現(xiàn)動力輸出，驅(qū)動其他機(jī)構(gòu)。如有需要，可將變速器作為動力輸出器，驅(qū)動其他機(jī)構(gòu)。如自卸車的液壓舉升裝置等。 二、變速器的類型 1．按傳動比變化方式分類 （ 1）有級變速器。目前使用最廣的一種。它采用齒輪傳動， 具有若干個定值傳動比，傳動比成階梯式變化。轎車和輕、中型貨車變速器的傳動比通常有 36 個前進(jìn)檔和一個倒檔，在重型貨車用的組合式變速器中，則有更多檔位。 （ 2）無級變速器。其傳動比在一定范圍內(nèi)可連續(xù)地變化。常見的有電力式和液力式兩種，多用液力式。 （ 3）綜合式變速器。它是由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力機(jī)械式變速器，目前應(yīng)用較多。 2．按操縱方式不同分類 （ 1）手動操縱式變速器。靠駕駛員直接操縱變速桿進(jìn)行換檔。這種變速器的換檔機(jī)構(gòu)簡單， 工作可靠并且經(jīng)濟(jì)省油，目前應(yīng)用最廣。 （ 2）自動操縱式變速 器。其傳動比的選擇和換檔是自動進(jìn)行的。所謂“自動”，是指機(jī)械變速器每個檔位的變換是借助反映發(fā)動機(jī)負(fù)荷和車速的信號系統(tǒng)來控制換檔系統(tǒng)的執(zhí)行元件而實現(xiàn)的。駕駛員只需操縱加速踏板和制動裝置來控制車速。此種方式因操作簡便，目前 運(yùn)用較多。 （ 3）半自動操縱式變速器。此種變速器有兩種形式：一種是幾個常用檔位可自動操縱，其余幾個檔位由駕駛員操縱；另一種是預(yù)選式的，即駕駛員先用按鈕選定檔位，在踩下離合器踏板或松開加速踏板時，接通自動控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動換檔。 三、手動變速器的工作原理 1．變速原理 變速原理如圖 31 所示。 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)速改變的。單級齒輪傳動的傳動比 —— 主動輪轉(zhuǎn)速與從動輪轉(zhuǎn)速之比值 。 圖 31 齒輪傳動基本原理 圖 32 兩級齒輪傳動示意圖 傳動比 ： i12=n1/n2=z2/z1 i121，減速； i121，增速。 i=所有從動齒輪齒數(shù)的乘積／ 所有主動齒輪齒數(shù)的乘積 =各級齒輪傳動比的乘積。 2．變矩原理 對于 變速器，各檔的傳動比 i 就是變速器輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之比。 即 ： i＝ n 輸入 /n 輸出 ＝ T 輸出 /T 輸入 當(dāng) i1 時， n 輸出 n 輸入 ， T 輸出 T 輸入 ，此時實現(xiàn)降速增矩，為變速器的低檔位，且 i 越大，檔位越低； 當(dāng) i＝ 1 時， n 輸出 = n 輸入 ， T 輸出 =T 輸入 ，為變速器的直接檔； 當(dāng) i1 時， n 輸出 n 輸入 ， T 輸出 T 輸入 ，此時實現(xiàn)升速降矩，為變速器的超速檔 如圖 33 所示， 變速器的換檔，通常采用接合套、滑移齒輪或同步器等裝置使齒輪或齒圈嚙合或脫開來實現(xiàn) ，兩級齒輪傳動的變速原理（三 軸式變速器），若將齒輪 3 與 4 脫開，再將齒輪 6 與 5 嚙合。 則傳動比變化，輸出軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速、扭矩也發(fā)生變化，即擋位改變。 兩軸式變速器示意圖 三軸式變速器示意圖 圖 33 換擋原理示意圖 檔位分析 i 1，減速檔，且 i 越大，檔位越低； 為降速增扭傳動 i =1，直接檔； 為等速等扭傳動 i 1，超速檔。 為增速降扭傳動 4．變向原理 如圖 34 所示， 由齒輪傳動原理可知，一對相嚙合的外齒輪旋向相反 ，每經(jīng)過一傳動副，其軸改變一次轉(zhuǎn)向。故兩軸式變速器在輸入軸與輸出軸之間加裝了一倒檔軸和倒檔齒輪（也稱為惰輪），而三軸式變速器則在中間軸與輸出軸之間加裝了一倒檔軸和倒檔齒輪，就可使輸出軸轉(zhuǎn)向改變，從而使汽車能倒向行駛 。 圖 34 倒檔示意圖 兩軸式變速器示意圖 三軸式變速器示意圖 任務(wù)二 手動變速器的變速傳動機(jī)構(gòu) 手動變速器由變速傳動機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)兩大部分 組成。變速傳動機(jī)構(gòu)主要有一系列相互嚙合的齒輪副及其支承軸，以及作為基礎(chǔ)件的殼體組成。其功用是改變轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方 向。操縱機(jī)構(gòu)的功用是實現(xiàn)換檔。 變速傳動機(jī)構(gòu)是變速器的主體，按工作軸的數(shù)量 (不包括倒檔軸 )可分為二軸式變速器和三軸式變速器。 一、二軸式變速器傳動機(jī)構(gòu) 在發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動（ FF 型）和發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動（ RR 型）的中、輕型轎車上，由于布置的需要，采用了兩軸式變速器，如奧迪 100 型、一汽捷達(dá)、神龍 、 富康、天津威馳、東南菱帥等轎車。其特點(diǎn)是，只有輸入軸和輸出軸（不包括倒檔軸）兩根軸，無中間軸，且輸入軸與輸出軸平行。前置發(fā)動機(jī)又有縱向布置（如奧迪 100、桑塔納）和橫向（寶來、捷達(dá)、東南菱帥、花冠、威馳）布置 兩種形式，所以與其配用的兩軸式變速器也有兩種不同的結(jié) 構(gòu)形式。 1． 發(fā)動機(jī)前置縱向布置的二軸式變速傳動機(jī)構(gòu) 當(dāng)發(fā)動機(jī)前置縱向布置時，發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn) 方向與車輪旋轉(zhuǎn) 方向垂直，所以主減速齒輪為一對圓錐齒輪。 圖 3－ 5 發(fā)動機(jī)縱置的二軸式變速器傳動示意圖（桑塔納 20xx） 1－縱置發(fā)動機(jī) 2－離合器 3－變速器 4－變速器輸入軸 5－變速器輸出軸（主減速器主動錐齒輪） 6－差速器 7－主減速器從動錐齒輪 8－前輪 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ－一、二、三、四、五檔齒輪 R－倒檔齒輪 1) 結(jié)構(gòu) 該變速器的變速傳動機(jī)構(gòu)有輸入軸和輸出軸，二軸平行布 置，輸入軸也是離合器的從動軸， 輸出軸也是主減速器的主動錐齒輪軸。該變速器具有五個前進(jìn)檔和一個倒檔，全部采用鎖環(huán)式慣性同步器換檔。輸入軸上有一～五檔主動齒輪，其中一、二檔主動齒輪與軸制成一體，三、四、五檔主動齒輪通過滾針軸承空套在軸上。輸入軸上還有倒檔主動齒輪，它與軸制成一體。三、四檔同步器和五檔同步器也裝在輸入軸上。輸出軸上有一～五檔從動齒輪，其中一、二檔從動齒輪通過滾針軸承空套在軸上，三、四、五檔齒輪通過花鍵套裝在軸上。一、二檔同步 器也裝在輸出軸上。在變速器殼體的右端還裝有倒檔軸，上面通過滾針軸承套 裝有倒檔中間齒輪。 如圖 36 所示 圖 3－ 6 桑塔納 20xx 轎車二軸式變速器傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖 圖 3－ 7 桑塔納 20xx 轎車二軸式變速器傳動機(jī)構(gòu)的示意圖 1－輸入軸 2－輸出軸 3－三、四檔同步器 4－一、二檔同步器 5－倒檔 中間齒輪Ⅰ－一檔齒輪 Ⅱ－二檔齒輪 Ⅲ－三檔齒輪 Ⅳ－四檔齒輪 Ⅴ－五檔齒輪 R－倒檔齒輪 2) 各 檔動力傳動路線 桑塔納 20xx 轎車變速器動力傳動路線 ： 變速器操縱桿從空擋向左、向前移動，實現(xiàn)：一擋 動力→輸入軸→輸入軸一檔齒輪→輸出軸一擋齒輪→輸出軸上一、二擋同步器→輸出軸→動力輸出 變速器操縱桿從空擋向左、向后移動，實現(xiàn)：二擋 動力→輸入軸→輸入軸二擋齒輪→輸出軸二擋齒輪→輸出軸上一、二擋同步器→輸出軸→動力輸出 變速器操縱桿從空擋向前移動，實現(xiàn)：三擋 動力→輸入軸→輸入軸三、四擋同步器→輸入軸三擋齒輪→輸出軸三擋齒輪→輸出軸→動力輸出 變速器操縱桿從空擋向后移動，實現(xiàn)：四擋 動力→輸入軸 →輸入軸三、四擋同步器→輸入軸四擋齒輪→輸出軸上四擋齒輪→輸出軸→動力輸出變速器操縱桿從空擋向右、向前移動，實現(xiàn)：五擋 動力→輸入軸→輸入軸上五擋同步器→輸入軸五擋齒輪→輸出軸五擋齒輪→輸出軸→動力輸出 變速器操縱桿從空擋向右、向后移動，實現(xiàn)：倒擋 動力→輸入軸→輸入軸倒擋齒輪→倒擋軸上倒擋齒輪→輸出軸倒擋齒輪→輸出軸→動力反向輸出 2． 發(fā)動機(jī)橫向布置的二軸式變速器 當(dāng)發(fā)動機(jī)橫置時，由于變速器的輸出軸與驅(qū)動橋軸線平行，故主減速器采用一對圓柱斜齒輪。 圖 38 所示為一汽寶來的 MQ200—02T 五檔變 速器結(jié)構(gòu)圖。它有五個前進(jìn)檔和一個倒檔，全部采用同步器換檔。 圖 3－ 8 發(fā)動機(jī)橫向布置的二軸式變速器結(jié)構(gòu)圖 一汽寶來 MQ200—02T 各檔齒輪動力傳遞路線： 一檔：操縱換檔裝置使一、二檔同步器左移，發(fā)動機(jī)動力經(jīng)一檔主動齒輪傳、一檔從動齒輪、同步器接合套和花鍵轂傳至輸出軸輸出