【文章內(nèi)容簡介】 （ 1）按所用的齒輪輪系不同 :有軸線固定式（普通齒輪變速器）和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器（行星齒輪變速器）兩種。 （ 2）目前，轎車和輕、中型貨車的變速器的傳動比通常有 3~5 個前進檔和一個倒檔。 （ 3）在重型汽車用的是組合式變 速器，采用更多檔位，一般是由兩個變速器組合而成的。 無級式：無級式變速器的傳動比在一定的范圍內(nèi)可以按無限多級變化。 常見的有電力式和液力式（動液式）兩種。 （ 1）電力式的在傳動系中也用廣泛采用的趨勢，其變速傳動部件為直流串激電動機。 （ 2）液力式的傳動部件是液力式變矩器。 綜合式：綜合式變速器是指由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力 6 機械式變速器。其傳動比可以在最大值和最小值之間的幾個間斷范圍內(nèi)作無級變化，目前的應用較為廣泛。 （ 1）常見的有電力式和液力式（動液式）兩種。 （ 2）電力式的在傳動系中也用廣泛采用的趨勢，其變速傳動部件為直流串激電動機。 （ 3）液力式的傳動部件是液力式變矩器。 （ 2）、按操縱方式分：強制操縱式、自動操縱式和半自動操縱式 （ 1）強制操縱式變速器靠駕駛員直接操縱變速桿換檔，為大多數(shù)汽車所采用。 （ 2）自動操縱式變速器的傳動比選擇（換檔）是自動進行的。駕駛員只需操縱加速踏板，即可控制車速。 （ 3）半自動操縱式變速 器有兩種形式 ① 一種是常見的幾個檔位自動操縱，其余的檔位則由駕駛員操縱； ② 另一種是預選式，即駕駛員預先用按鈕選定檔位，在踩下離合器踏板或松開加速踏板時，接通一個電磁裝置或液壓裝置來換檔。 （ 3）、按使用方法分 手動變速器（ MT）、自動變速器（ AT）、手自一體變速器、無級變速器（ CVT）、雙離合器變速箱和 EMT、 AMT 序列變速器等。 （二）、變速器組成 變速器由傳動機構(gòu)和變速機構(gòu)組成，可制成單獨變速機構(gòu)或與傳動機構(gòu)合裝在同一殼體內(nèi)。傳動機構(gòu)大多用普通齒輪 傳動，也有的用行星齒輪傳動。普通齒輪傳動變速機構(gòu)一般用滑移齒輪和離合器等。滑移齒輪有多聯(lián)滑移齒輪和變位滑移齒輪之分。用三聯(lián)滑移齒輪變速，軸向尺寸大；用變位滑移齒輪變速 ，結(jié)構(gòu)緊湊 ，但傳動比變化小。離合器有嚙合式和摩擦式之分。用嚙合式離合器時，變速應在停車或轉(zhuǎn)速差很小時進行，用摩擦式離合器可在運轉(zhuǎn)中任意轉(zhuǎn)速差時進行變速，但承載能力小，且不能保證兩軸嚴格同步。為克服這一缺點，在嚙合式離合器上裝以摩擦片，變速時先靠摩擦片把從動輪帶到同步轉(zhuǎn)速后再進行接合。行星齒輪傳動變速器可用制動器控制變速。 7 （三）、變 速器功用 變速器是汽車傳動系中最主要的部件之一它的作用是 在較大范圍內(nèi)改變汽車行駛速度的大小和汽車驅(qū)動輪上扭矩的大小。 實現(xiàn)倒車行駛汽車發(fā)動機曲軸一般都是只能向一個方向轉(zhuǎn)動的，而汽車有時需要能倒退行駛，因此，往往利用變速箱中設(shè)置的倒檔來實現(xiàn)汽車倒車行駛。 實現(xiàn)空檔，當離合器接合時，變速箱可以不輸出動力。例如可以保證駕駛員在發(fā)動機不熄火時松開離合器踏板離開駕駛員座位。 變速箱由變速傳動機構(gòu)和變速操縱機構(gòu)兩部分組成，變速傳動機構(gòu)的主要作用是控制傳動機構(gòu)，實現(xiàn)變速 器傳動比的變換，即實現(xiàn)換檔，以達到變速變矩。 四、桑塔納 2021 變速器的工作原理分析 變速器變速原理 ： 汽車需要變速器，這是由汽車發(fā)動機的物理特性決定的。 首先，任何發(fā)動機都有速度極限，轉(zhuǎn)速超過這個最大值，發(fā)動機就會爆炸。 其次，如果讀過馬力及其應用，您就會知道，在馬力和扭矩都達到最大值時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化范圍很小。 例如，發(fā)動機可能在 5,500 轉(zhuǎn) /分時產(chǎn)生最大馬力。 在汽車加速或者減速時，變速器的存在使發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的齒比能夠發(fā)生變化。 通過改變齒比，就能使發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持在速度極限 以下，并且使發(fā)動機接近最佳性能轉(zhuǎn)速區(qū)。 在理想情況下，變速器齒比變化范圍非常大，因而發(fā)動機總是以單一的最佳性能轉(zhuǎn)速運行。 這就是無級變速器（ CVT）的概念。 CVT 的齒比范圍幾乎沒有任何限制。 過去， CVT 在成本、尺寸和可靠性方面都不能與四速和五速變速器抗衡，所以在量產(chǎn)汽車中看不到它們。 目前，設(shè)計方面的改善使 CVT 得到了普及。 豐田普銳斯就是使用 CVT 的混合動力汽車。 變速器通過離合器與發(fā)動機連接， 因此，變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機相同。 8 圖 41（桑 塔納 2021 變速器） 五速變速器為輸入軸提供五種不同的齒比，以便在輸出軸產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速值。 以下是一些典型的齒比 ： 檔位 速比 發(fā)動機轉(zhuǎn)速為 3000 轉(zhuǎn) /分時變速器輸出的轉(zhuǎn)速 一檔 :1 1295 二檔 :1 1913 三檔 :1 2510 四檔 :1 3000 五檔 :1 3278 為了幫助了解標準變速器的基本原理，下圖顯示了處于空擋狀態(tài)的簡單兩速變速器。 9 圖 42 讓我們來看看圖 42 中的每一個部件，以及它們是如何裝配的，綠色軸將發(fā)動機與離合器連接起來。 綠色軸和綠色齒輪連在一起，形成一個整體。 （離合器是用于連接發(fā)動機和變速器或斷開其間連接的裝置，在運轉(zhuǎn)而松開離合器踏板時，發(fā)動機和綠色軸就直接連在 一起，綠色軸和齒輪的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機相同。 ) 紅色軸及紅色齒輪稱為副軸它們也連為一個整體，因此副軸上的所有齒輪和副軸本身作為整體旋轉(zhuǎn)，綠色軸與紅色軸直接通過各自的嚙合齒輪連接起來，所以當綠色軸轉(zhuǎn)動時，紅色軸也會轉(zhuǎn)動，因此，一旦離合器接合副軸就直接從發(fā)動機獲得動力。 黃色軸是花鍵軸，通過連接到汽車驅(qū)動輪的差速器直接與驅(qū)動軸相連。 如果車輪轉(zhuǎn)動，黃色軸也將隨之轉(zhuǎn)動。 藍色齒輪連在軸承上，因此會隨黃色軸轉(zhuǎn)動，如果發(fā)動機已關(guān)閉但汽車還在滑行，則在藍色齒輪和副軸停止運動時，黃色軸仍可能在藍色齒輪內(nèi)部 轉(zhuǎn)動。 軸環(huán)將兩個藍色齒輪中的一個連接到黃色驅(qū)動軸上，它通過齒槽直接與黃色軸相連，并與黃色軸一起轉(zhuǎn)動， 但軸環(huán)也可以沿著黃色軸左右滑動，從而選擇性地接合兩個藍色齒輪中的一個， 軸環(huán)中的齒稱為犬齒可與藍色齒輪側(cè)面的孔相接合。 一擋齒輪傳動： 10 圖 43 圖 43 中 ，發(fā)動機的綠色軸轉(zhuǎn)動副軸，副軸則轉(zhuǎn)動右邊的藍色齒輪。 齒輪通過軸環(huán)驅(qū)動黃色驅(qū)動軸。 同時，左邊的齒輪也在轉(zhuǎn)動，但只是在其軸上空轉(zhuǎn)，對黃色軸并不產(chǎn)生影響。 當軸環(huán)位于兩個齒輪之間時（如圖 42 所示），變速器為空擋狀態(tài)。 黃色軸上以不同速率運轉(zhuǎn)的兩個藍色齒輪都通過其與副軸的速比來控制。在換擋時，如果操作錯誤，聽到可怕的碾磨聲，這個聲音不是誤嚙合齒輪發(fā)出的。 從圖 43 中可以看出，所有輪齒總是處于完全嚙合狀態(tài)。 這種碾磨聲是犬齒接合藍色齒輪側(cè)孔失敗發(fā)出的。 這里顯示的變速器沒有“同步”，所以使用此 變速器時，您必須雙踩離合。 雙踩離合在老式汽車中很常見，而在一些現(xiàn)代賽車中也仍然很常用。 在雙踩離合時，先合下離合踏板，使發(fā)動機與變速器分離。 這樣可消除犬齒的壓力，從而將軸環(huán)切換至空擋狀態(tài)。 然后松開離合器踏板，使發(fā)動機恢復“正確速度”。 該速度就是發(fā)動機下一齒輪的運轉(zhuǎn)速度。 這樣做的目的，在于使下一個藍色齒輪與軸環(huán)以相同的轉(zhuǎn)速運行，這樣犬齒就能接合。 然后再次踩下踏板并將軸環(huán)鎖定到新齒輪中。 每換一個齒輪，都必須踩下和松開兩次離合器，因此稱為“雙離合”。 另外，您還可以了解換擋按鈕的微小線性位移怎樣實現(xiàn) 齒輪更換。 換擋按鈕移動連接到撥叉的桿。 撥叉使軸環(huán)在黃色軸上滑動，從而與兩個齒輪中的一個接合。 如今，五速手動變速器在汽車上已經(jīng)相當普遍了。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖 44所示： 11 圖 44 有三個撥叉，由換擋桿接合的三 個桿控制。 俯看換擋叉軸，它們在空擋、倒擋、一擋和二擋中的情形如下圖 45所示： 圖 45 注意，換擋桿中部有一個旋轉(zhuǎn)點。 在將旋鈕前推接合一擋齒輪時，實際上是在 12 推動桿和撥叉，以便將一擋齒輪拉回來。 可以看到，左右移動變速桿也是在接合不同的撥叉（從而接合不同的軸環(huán)）。 將旋鈕前后移動也就移動了軸環(huán)，使它們接合一個齒輪。 圖 46 倒擋齒輪由一個小惰輪（紫色）來操控。惰輪是兩個不互相接觸的傳動齒輪中間起傳遞作用的齒輪，同時跟這兩個齒輪嚙合，用來改變被動齒輪的轉(zhuǎn)動方向，使之與主動齒輪相同。它的作用只是改變轉(zhuǎn)向并不能改變傳動比，稱之為惰輪。惰輪又稱過橋齒輪，它的齒數(shù)多少對傳動比數(shù)值大小沒有影響，但對末輪的轉(zhuǎn)向?qū)a(chǎn)生影響。 所以，通過惰輪，該圖 46中的藍色倒擋齒輪就會總是與其他所有藍色齒輪的轉(zhuǎn)動方向相反。 因此，當汽車前進時，不可能將變速器切換到倒擋（因為犬齒不能嚙合）。 但它們會產(chǎn) 生大量的噪音！ 同步器 : 由于變速器輸入軸與輸出軸以各自的速度旋轉(zhuǎn)，變換檔位時會存在一個 同步 問題。兩個旋轉(zhuǎn)速度不一樣齒輪強行嚙合必然會發(fā)生沖擊碰撞，損壞齒輪。因此，舊式變速器的換檔要采用 兩腳離合 的方式，升檔在空檔位置停留片刻，減檔要在空檔位置加油門，以減少齒輪的轉(zhuǎn)速差。但這個操作比較復雜，難以掌握精確。因此設(shè)計師創(chuàng)造出 同步器 ，通過同步器使將要嚙合的齒輪達到一致的轉(zhuǎn)速而順利嚙合。 同步器有常壓式，慣性式和自行增力式等種類。 目前全部同步式變速器上采用的是慣性同步器，它主要由接 合套、同步鎖環(huán)等組成，它的特點是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步。 接合套、同步鎖環(huán)和待接合齒輪的齒圈上均有倒角（鎖止角），同步鎖環(huán)的內(nèi)錐面與 13 待接合齒輪齒圈外錐面接觸產(chǎn)生摩擦。鎖止角與錐面在設(shè)計時已作了適當選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時又會產(chǎn)生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進行嚙合。 當同步鎖環(huán)內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸后，在摩擦力矩的作用下齒輪轉(zhuǎn)速迅速降低（或升高）到與同步鎖環(huán)轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)，齒輪相對于同步鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速為零，因而慣性力矩也同時消失，這時在作用力的推動下 ，接合套不受阻礙地與同步鎖環(huán)齒圈接合，并進一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換檔過程。 同步器的作用是，在與犬齒接觸前，使軸環(huán)與齒輪發(fā)生有摩擦的接觸。這樣，在犬齒接合前，就可以使軸環(huán)和齒輪速度達到同步。 如圖 47所示： 圖 46 五、桑塔納 2021 變速器的結(jié)構(gòu) （一）桑塔納 2021 系列轎車采用五檔手動變速器，由傳動機構(gòu)、操縱機構(gòu)、變速器殼體等組成，其結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低、操作靈活可靠。該變速器的五個前進檔均裝有鎖環(huán)慣性式同步器，換檔輕便，所有檔位都采用防跳檔措施。 （二）桑塔納 2021 系列轎車五檔手動變速器的結(jié)構(gòu)如圖 51所示。 圖 51 為桑塔納 2021 系列轎車五檔變速器傳動原理圖。當駕駛員掛上某一檔位時， 14 動力由輸入軸傳入變速器，通過相嚙合的齒輪副將動力由輸出軸傳至主減速器，在變速器中實現(xiàn)了變速、變扭的作用。變速器設(shè)置有超速檔（傳動比小于 1），主要用于在良好路面或空車行駛時，提高汽車的燃料經(jīng)濟性。 （三） 桑塔納 2021 系