第十四章汽车变速器

1、第十四章第十四章 汽车变速器与分动器汽车变速器与分动器本章学习要点本章学习要点n1、普通齿轮式变速器的变速传动原理及过程、普通齿轮式变速器的变速传动原理及过程n2、如何防止换挡冲击（、如何防止换挡冲击（同步器同步器)n3、怎么实现换挡？、怎么实现换挡？n4、掌握分动器的功用、构造及其操纵机构、掌握分动器的功用、构造及其操纵机构第一节 概述n功用功用：n1 1、改变传动比改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以，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（功率适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利（功率高而耗油低）的工况下工作。高而耗油低）的工况下工作

2、。n2 2、在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能、在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退倒退行驶。行驶。n3 3、利用、利用空挡空挡，中断动力传递，以使发动机能起动、怠速，中断动力传递，以使发动机能起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。并便于变速器换档或进行动力输出。n组成组成：变速器由：变速器由变速传动机构变速传动机构和和操纵机构操纵机构组成，需要时组成，需要时还可加上动力输出装置（还可加上动力输出装置（分动器分动器）。）。n分分类类: :n有级有级式式：普通齿轮、行星齿轮普通齿轮、行星齿轮n无级无级式：式：液力、机械、电力液力、机械、电力n综合式综合式：液力机械式变速器液力机械

3、式变速器按传动比变化分按传动比变化分AT(Automatic transmission)CVT(Continuously Variable Transmission)AMT(Automated Mechanical Transmission)按操纵方式按操纵方式n手动手动操纵式操纵式:MT:MTn自动操纵式自动操纵式: :ATAT、CVT CVT 、AMTAMTn半自动操纵式半自动操纵式（1）变速原理）变速原理n（2）变向原理）变向原理 齿轮传动的转向关系a）前进档 b) 倒档 1、2、3、5变速齿轮 4惰轮 l挂档方式挂档方式 n齿轮移动齿轮移动：n二轴齿轮用花键与轴连接二轴齿轮用花键与轴连

4、接, ,可轴向移动。可轴向移动。低速档、倒档。低速档、倒档。直齿轮直齿轮n接合套：接合套：n二轴齿轮空套在轴上二轴齿轮空套在轴上, ,不能轴向移动不能轴向移动, ,始终与中间轴齿轮啮合。始终与中间轴齿轮啮合。用传用传动平稳承载能力强斜齿轮；便于采用同步器。要求不高的档位动平稳承载能力强斜齿轮；便于采用同步器。要求不高的档位n同步器：同步器：加装了一套同步装置的接合套换档机构加装了一套同步装置的接合套换档机构齿轮移动齿轮移动二轴二轴中间轴中间轴花键花键连连接接二轴二轴中间轴中间轴接合套接合套空空套套花键毂花键毂中间轴中间轴二轴二轴挂档挂档接合接合齿齿接合接合齿齿 Gearbox 传动系统传动系统

5、传动系统换档原理 l传动比传动比 i i i = = = 各级齿轮传动比的乘积各级齿轮传动比的乘积Z主主N从从Z从从 N主主n 低速档：低速档：档位越低，档位越低，i i 越大，减速程度越大。越大，减速程度越大。直接档：直接档：动力经第一轴不经过中间轴直接传给第二动力经第一轴不经过中间轴直接传给第二 轴，轴，i=1i=1；超速档超速档( (增速增速) )：输出轴转速高于输入轴，输出轴转速高于输入轴，i i1 1；倒档：倒档：输出轴旋转方向与挂前进档时旋转方向相输出轴旋转方向与挂前进档时旋转方向相 反，反，i i 较大，一般与较大，一般与i i1 1相近相近。一、普通齿轮式变速器一、普通齿轮式变

6、速器n 按按齿轮轴数分为：齿轮轴数分为：n二轴式变速器、三轴式变速器；二轴式变速器、三轴式变速器；n按按前进档位数分为：前进档位数分为：n四档变速器、五档变速器、四档变速器、五档变速器、 。第二节第二节 变速器的变速传动机构变速器的变速传动机构l结构特点：结构特点：l 第第1轴与第轴与第2轴同轴线与中间轴轴同轴线与中间轴平行平行l第第一轴：一轴：l中间轴中间轴：l第二轴：第二轴：l倒倒档轴：档轴：用锁片固定在壳体上，用锁片固定在壳体上，不能转动及轴向移动。不能转动及轴向移动。（一）三轴式变速器（一）三轴式变速器l动力传递路线动力传递路线 ( (直接档直接档) ) 第一轴第一轴 中间轴中间轴 第

7、二轴第二轴 倒档倒档轴轴l传动比：传动比：l一档：一档：7.64l二档：二档：4.835l三档三档：2.857l四档四档：1.895l五档：五档：1.337l六档：六档：1l倒倒档：档：-7.107（二）（二）两轴式变速器两轴式变速器主动齿轮主动齿轮从动齿轮从动齿轮接合套接合套某两轴式变速器传动机构示意图某两轴式变速器传动机构示意图两轴式变速器的两轴式变速器的特点特点：无中间轴，输入轴与输无中间轴，输入轴与输出轴平行。动力从输入出轴平行。动力从输入轴输入，经一对齿轮传轴输入，经一对齿轮传动后，直接由输出轴输动后，直接由输出轴输出。一般多用于出。一般多用于横向布横向布置的前置发动机前轮驱置的前置

8、发动机前轮驱动或后置发动机后轮驱动或后置发动机后轮驱动动形式。两轴式变速器形式。两轴式变速器结构简单、紧凑，且容结构简单、紧凑，且容易布置。易布置。l传动比：传动比：l一档：一档：3.45l二档：二档：1.94l三档三档：1.37l四档四档：1.03l五档：五档：0.85l倒倒档：档：-3.17第三节第三节 同步器同步器（synchronizer )n一、换档一、换档n 换档：换档：用离合器中断原档位的动力传递，退出原档位，再接合欲挂档位。用离合器中断原档位的动力传递，退出原档位，再接合欲挂档位。n 离合器断开离合器断开退出原档位退出原档位后：后：n第二轴的转速第二轴的转速n n可视为不变可视

9、为不变（汽车的惯性大），与挂原档位时相同；（汽车的惯性大），与挂原档位时相同；n中间轴上欲挂档齿轮的转速中间轴上欲挂档齿轮的转速N N逐渐减小逐渐减小（第一轴、中间轴的惯性较小）。（第一轴、中间轴的惯性较小）。n 平顺挂档的条件：平顺挂档的条件：“同步同步”( ”( 接合套的转速接合套的转速n与接合齿的转速与接合齿的转速N N相等相等 )。n 无同步器的换档方法：无同步器的换档方法：n低档换高档低档换高档：脱档时，脱档时，nN ;nN nN ；n加加“空油空油”,N,N升至升至n=N n=N 时时, ,再挂档再挂档。二轴二轴中间轴中间轴接合套接合套花键毂花键毂中间轴中间轴二轴二轴挂档挂档N N

10、n二、同步器组成及工作原理二、同步器组成及工作原理n同步器的作用同步器的作用使接合套与待接合的齿圈二者之使接合套与待接合的齿圈二者之间迅速同步，并阻止在同步前进行啮合，从而间迅速同步，并阻止在同步前进行啮合，从而既缩短换档时间，又防止产生接合齿间的冲击。既缩短换档时间，又防止产生接合齿间的冲击。n组成：组成：同步装置同步装置（包括推动件和摩擦件）（包括推动件和摩擦件）n 锁止装置锁止装置n 接合装置接合装置n原理：原理：靠锥面间的摩擦力使尽快同步。摩擦正靠锥面间的摩擦力使尽快同步。摩擦正压力力由换档操纵力提供。靠锁止元件阻止同压力力由换档操纵力提供。靠锁止元件阻止同步前接合。步前接合。n 类型

11、：类型：常压式；惯性式；自行增力式。常压式；惯性式；自行增力式。 弹簧圈给滑块弹簧圈给滑块一向外的径向力，一向外的径向力，滑块中部的凸棱滑块中部的凸棱起到传递接合套起到传递接合套换档力作用。换档力作用。接合套接合套花键毂花键毂锁环锁环 接合齿接合齿滑块滑块锁环式惯性同步器锁环式惯性同步器弹簧圈弹簧圈滑块滑块n惯性式同步器惯性式同步器( (锁环式、锁销式锁环式、锁销式) )n未同步前，锁环（或锁销）将阻止接合套移动未同步前，锁环（或锁销）将阻止接合套移动。操纵力越大，同步越快。操纵力越大，同步越快。同步器：无冲击换档 传动系统传动系统传动系统 Synchronizer Sleeve锁环式锁环式惯

12、性同步器惯性同步器锁销式惯性同步器锁销式惯性同步器第四节第四节 变速器操纵机构变速器操纵机构n变速器操纵机构位于变速器盖上。变速器操纵机构位于变速器盖上。l组成及运动传递：组成及运动传递：n操纵杆操纵杆（拨块拨块- -拨叉轴拨叉轴- -拨叉）拨叉）接合套接合套 、安安全装置全装置n每一拨叉轴控制每一拨叉轴控制2个档位。个档位。n通常有通常有2至至4个拨叉轴。个拨叉轴。五、六档拨叉五、六档拨叉三、四档拨叉三、四档拨叉一、二档拨叉一、二档拨叉倒档拨叉倒档拨叉变速杆变速杆换档轴换档轴叉形拨杆叉形拨杆倒档倒档拨叉轴拨叉轴一、二档一、二档拨叉轴拨叉轴三、四档三、四档拨叉轴拨叉轴自锁钢球自锁钢球互锁销互锁

13、销五、六档拨块五、六档拨块五、六档五、六档拨叉轴拨叉轴六档变速器操纵机构六档变速器操纵机构l操纵机构安全装置操纵机构安全装置“三锁三锁”互锁钢球互锁销拨叉轴互锁装置工作示意图互锁装置工作示意图拔叉轴自锁钢球变速器盖互锁钢球互锁销自锁弹簧变速器自锁和互锁装置变速器自锁和互锁装置n自锁装置：自锁装置：防自动脱防自动脱档保证以全齿宽啮合档保证以全齿宽啮合n互锁装置：互锁装置：防止同时防止同时挂入两个档。挂入两个档。 n倒档锁：倒档锁：防误挂倒档防误挂倒档n选档锁：选档锁：便于选档便于选档互锁装置互锁装置自锁装置由弹簧和自锁钢球组成，自锁装置由弹簧和自锁钢球组成，每一拨叉轴上有三个小球坑，当每一拨叉轴

14、上有三个小球坑，当挂档或空挡时，由自锁钢球来定挂档或空挡时，由自锁钢球来定位自锁。自锁钢球在驾驶员的作位自锁。自锁钢球在驾驶员的作用力下克服弹簧作用而挤出球坑用力下克服弹簧作用而挤出球坑而脱开自锁。而脱开自锁。n互锁装置是在几根平行拨叉轴间设置的，（三拨叉轴式）互锁装置是在几根平行拨叉轴间设置的，（三拨叉轴式）两边轴内侧有球坑，而中间轴两侧有球坑及连接两球坑两边轴内侧有球坑，而中间轴两侧有球坑及连接两球坑的互锁销（的互锁销（销长为拨叉轴直径减一球坑深度销长为拨叉轴直径减一球坑深度），还有四），还有四个互锁钢球（个互锁钢球（两个钢球直径等于两轴间距加上一球坑深两个钢球直径等于两轴间距加上一球坑深

15、度度）。当四个互锁球、四个半园坑及互锁销同一直线时）。当四个互锁球、四个半园坑及互锁销同一直线时即处于空挡；当挂档时，该档拨叉轴从互锁坑中挤出，即处于空挡；当挂档时，该档拨叉轴从互锁坑中挤出，而另外拨叉轴则被锁死在球坑中。而另外拨叉轴则被锁死在球坑中。互锁钢球互锁销拨叉轴互锁装置工作示意图互锁装置工作示意图nBJ2020BJ2020自锁和互锁装置合二为一，两个空心锁销自锁和互锁装置合二为一，两个空心锁销1 1套在弹簧套在弹簧2 2的两的两端。两销长度之和端。两销长度之和2 2a a等于两根拨叉轴间距等于两根拨叉轴间距c c加一凹坑深度加一凹坑深度b b。nCA1091CA1091为正确选择为正

16、确选择5 5、6 6档还是档还是3 3、4 4档还设有选档锁，原理类档还设有选档锁，原理类似倒档锁，当换上似倒档锁，当换上5 5、6 6档时须较大力克服选档锁弹簧才可，档时须较大力克服选档锁弹簧才可，而而3 3、4 4档则不必，这是为以免挂上高速档。档则不必，这是为以免挂上高速档。6X6 越野汽车n作用：作用：在多桥驱动时，将变速器输出的动力分配至各驱动桥。在多桥驱动时，将变速器输出的动力分配至各驱动桥。第五节第五节 分动器分动器n组成：组成：齿轮传动机构和操纵机构齿轮传动机构和操纵机构分动器的操纵机构的要求分动器的操纵机构的要求n当分动器挂入低速档工当分动器挂入低速档工作时，其输出转矩较大，

17、作时，其输出转矩较大，为避免中、后桥超载，为避免中、后桥超载，此时前桥必须参加驱动，此时前桥必须参加驱动，分担一部分载荷。分担一部分载荷。 因此，必须保证：因此，必须保证： 非先接上前桥，非先接上前桥， 不得挂入低速档；不得挂入低速档； 非先退出低速档，非先退出低速档， 不得摘下前桥不得摘下前桥温故温故n1 1、发动机前置后轮驱动的汽车发动机动力是通过哪些部件、发动机前置后轮驱动的汽车发动机动力是通过哪些部件传到车轮上的？传到车轮上的？n2 2、根据简图分析液压式操纵机构的工作原理和工作过程？、根据简图分析液压式操纵机构的工作原理和工作过程？n3 3、为了使离合器分离彻底，接合柔和，操纵上应怎

18、样？、为了使离合器分离彻底，接合柔和，操纵上应怎样？n4 4、膜片弹簧相比螺旋弹簧离合器有哪些优缺点？、膜片弹簧相比螺旋弹簧离合器有哪些优缺点？n5 5、汽车传动系中为什么要装离合器？简述离合器如何结合、汽车传动系中为什么要装离合器？简述离合器如何结合和分离？和分离？n6 6、汽车变速器的功用是什么？汽车变速器一般采用什么换、汽车变速器的功用是什么？汽车变速器一般采用什么换档装置实现的？档装置实现的？n7、汽车传动系统的功能？各自有哪种部件实现？、汽车传动系统的功能？各自有哪种部件实现？n8 8、根据简图简述两轴式变速器其中两个档位的传动路线？、根据简图简述两轴式变速器其中两个档位的传动路线？

19、 n9 9、根据简图简述三轴式变速器其中两个档位的传动路线？、根据简图简述三轴式变速器其中两个档位的传动路线？n1010、同步器的作用是什么？、同步器的作用是什么？l动力传递路线动力传递路线 ( (直接档直接档) ) 第一轴第一轴 中间轴中间轴 第二轴第二轴 倒档倒档轴轴l传动比：传动比：l一档：一档：7.64l二档：二档：4.835l三档三档：2.857l四档四档：1.895l五档：五档：1.337l六档：六档：1l倒倒档：档：-7.107l传动比：传动比：l一档：一档：3.45l二档：二档：1.94l三档三档：1.37l四档四档：1.03l五档：五档：0.85l倒倒档：档：-3.17本章复

20、习题n1、三轴式变速器有几根轴？分别是怎样支承的？、三轴式变速器有几根轴？分别是怎样支承的？n2、三轴式变速器各档的动力是怎样传递的？、三轴式变速器各档的动力是怎样传递的？n3、三轴式变速器各轴上的齿轮是怎样与轴相连的？、三轴式变速器各轴上的齿轮是怎样与轴相连的？n4、普通齿轮式变速器常见的挂档方式有哪几种？目前哪种最、普通齿轮式变速器常见的挂档方式有哪几种？目前哪种最常用？常用？n5、什么叫直接档、超速档？、什么叫直接档、超速档？n6、防自动跳档（脱档）有哪些结构上的措施？、防自动跳档（脱档）有哪些结构上的措施？n7、换档的、换档的“同步同步”是指什么状况？是指什么状况？n8、常压式及惯性锁

21、环式、惯性锁销式同步器的工作原理？、常压式及惯性锁环式、惯性锁销式同步器的工作原理？n9、变速器操纵机构的、变速器操纵机构的“三锁三锁”有什么作用？其结构原理怎样？有什么作用？其结构原理怎样？n10、对分动器的接、摘前桥和挂、退低速档有什么要求？、对分动器的接、摘前桥和挂、退低速档有什么要求？温故温故n1、汽车传动系统布置方案有哪些？其中汽车传动系统布置方案有哪些？其中FRFR的发动机动力是的发动机动力是通过哪些部件传到车轮上的？各部件的主要作用是什么？通过哪些部件传到车轮上的？各部件的主要作用是什么？n2、汽车传动系中为什么要装离合器？简述离合器基本工作汽车传动系中为什么要装离合器？简述离合器基本工作原理？原理？n3、根据简图分析液压式操纵机构的工作原理和工作过程？根据简图分析液压式操纵机构的工作原理和工作过程？周部弹簧离合器为何要调整自由间隙？周部弹簧离合器为何要调整自由间隙？n4 4、汽车变速器的功用是什么？汽车变速器一般通过什么换、汽车变速器的功用是什么？汽车变速器一般通过什么换档装置实现的？档装置实现的？n5 5、根据简图简述两轴式变速器各档位的传动路线？、根据简图简述两轴式变速器各档位的