第14章手动变速器(1)

1、一、功用：一、功用：第第1414章章 手动变速器手动变速器 1 1、改变传动比，改变汽车的行驶速度和牵引力。扩、改变传动比，改变汽车的行驶速度和牵引力。扩大驱动轮的转矩和转速的范围，以适应经常变化的行驶大驱动轮的转矩和转速的范围，以适应经常变化的行驶工况，使发动机工作在高效区；工况，使发动机工作在高效区； 2 2、改变驱动轮的旋转方向，实现倒车；、改变驱动轮的旋转方向，实现倒车； 3 3、利用空档，中断动力传递，便于操纵。、利用空档，中断动力传递，便于操纵。二、变速器的分类二、变速器的分类 （1）有级式变速器：采用齿轮传动，一般）有级式变速器：采用齿轮传动，一般 汽车采用汽车采用35个前进档和

2、一个倒档。个前进档和一个倒档。 （2）无级式变速器：采用液力变扭器传动，传动比）无级式变速器：采用液力变扭器传动，传动比可在一定的数值范围内连续变化。可在一定的数值范围内连续变化。 （3）综合式变速器：由液力变扭器和行星齿轮式变）综合式变速器：由液力变扭器和行星齿轮式变速器组成，传动比可在几个范围内连续变化。速器组成，传动比可在几个范围内连续变化。 1 1、按传动比变化方式分、按传动比变化方式分: :变速器档数：前进档的位数。变速器档数：前进档的位数。2、按操纵方式分：、按操纵方式分： （1 1）手动变速）手动变速: :靠驾驶员直接操纵变速杆进行换挡的靠驾驶员直接操纵变速杆进行换挡的变速器，结

3、构简单，工作可靠，但操作复杂；变速器，结构简单，工作可靠，但操作复杂； （2 2）自动变速：根据汽车运行状况自动换挡，无离）自动变速：根据汽车运行状况自动换挡，无离合器通过加速踏板控制车速，操作简单，结构复杂；合器通过加速踏板控制车速，操作简单，结构复杂； （3 3）半自动变速：组合式：常用挡位采用自动换挡，）半自动变速：组合式：常用挡位采用自动换挡，其余挡位由驾驶员手动操纵；预选式：驾驶员先用按钮其余挡位由驾驶员手动操纵；预选式：驾驶员先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通自动控制和执行机构进行自动换挡。自动控制和执行机构进行

4、自动换挡。三、变速器工作原理三、变速器工作原理主动轮主动轮1从动轮从动轮2i i1212=n=n1 1/n/n2 2= z= z2 2/z/z1 1= M= M2 2/M/M1;1;z z1 1,n,n1 1,M,M1 1为主动齿轮的参数为主动齿轮的参数; ;z z2 2,n,n2 2,M,M2 2为从动齿轮的参数。为从动齿轮的参数。i主动齿轮齿数主动齿轮齿数从动齿轮齿数从动齿轮齿数=变速原理变速原理i i2= （z z6 6/z /z5 5）（z z2 2/z /z9 9）i i3= （z z6 6/z /z5 5）（z z3 3/z /z8 8）2 2档和档和3 3档的传动比是多少？档的传

5、动比是多少？Z6Z5Z7Z8Z3Z4Z9Z2Z1Z6Z5Z7Z8Z3Z4Z9Z2Z11 1挡、挡、2 2挡、挡、3 3挡、挡、4 4挡、挡、5 5挡和倒档的传动路线？挡和倒档的传动路线？四、手动变速器的基本组成四、手动变速器的基本组成 包括传动机构包括传动机构( (改变转速比改变转速比) )、同步器、操纵机构、同步器、操纵机构( (实现实现换档操作换档操作) )两部分两部分. .输入轴输入轴中间轴中间轴输出轴输出轴倒档轴倒档轴变速齿轮变速齿轮结合套结合套1 1、变速传动机构、变速传动机构(1)(1)组组成成(2)变速器工作情况变速器工作情况(3)各档换档过程各档换档过程一档一档二档二档三档三档

6、四档四档五档五档倒档倒档(4)变速器结构分析变速器结构分析a.轴的支承轴的支承滚动轴承滚动轴承中心孔中心孔二轴支承二轴支承滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承b.齿轮的换档结构型式齿轮的换档结构型式切薄齿式切薄齿式采用常啮合斜齿轮采用常啮合斜齿轮; ;利用同步器换档。利用同步器换档。c.防止自动脱档机构防止自动脱档机构跳档方向跳档方向传传动动方方向向结合齿圈结合齿圈结合套齿结合套齿花键毂花键毂斜面齿式斜面齿式结合齿圈结合齿圈结合套齿结合套齿花键毂花键毂结合齿圈结合齿圈传传动动方方向向d.齿轮的轴向定位齿轮的轴向定位利用止推环对斜齿轮轴向限位。利用止推环对斜齿轮轴向限位。e.齿轮传动

7、消除间隙装置齿轮传动消除间隙装置齿轮侧面加装薄钢片副齿轮。齿轮侧面加装薄钢片副齿轮。F.润滑与密封润滑与密封 采用飞溅润滑在采用飞溅润滑在1 1、2 2轴与轴承盖之间多采用回油螺轴与轴承盖之间多采用回油螺纹或橡胶油封。纹或橡胶油封。g.变速器壳变速器壳材料：铸铁、铸铝材料：铸铁、铸铝; ; 底部有放油螺塞。底部有放油螺塞。2、同步器、同步器（1 1）同步器功用：）同步器功用： 使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换档时间，同时防止啮合时齿间冲击。档时间，同时防止啮合时齿间冲击。无同步器时变速器的换档过程无同步器时变速器的换档过程五档齿轮五档齿轮四档齿轮四档齿轮

8、中间轴中间轴结合套结合套花键毂花键毂结合齿圈结合齿圈脱离瞬间：脱离瞬间：V4=VJ ； V5VJ、 V4；保持空档片刻保持空档片刻V5降低，降低，VJ、 V4变变化不大；化不大；在在VJ与与V5相等时挂相等时挂入五档。入五档。a a、从低档换入高档、从低档换入高档b、从高档换入低档、从高档换入低档脱离瞬间：脱离瞬间：V5=VJ； V4n(接合套接合套)；nn(齿圈齿圈)n(锁环锁环)；锁环轴向自由。；锁环轴向自由。定位销、滑块定位销、滑块锁环锁环结合齿圈结合齿圈0.5齿厚齿厚接合套接合套挂挂4挡过程：挡过程：1） 接合套左移，带动滑块左移，因接合套左移，带动滑块左移，因 n(齿圈齿圈) n(锁

9、环锁环)，锁止角锁止；锁止角锁止；2）轴向力加大，摩擦作用使）轴向力加大，摩擦作用使n(齿圈齿圈) 接近接近 n(锁环锁环) 3）惯性力矩使锁环与接合套相抵不接合。）惯性力矩使锁环与接合套相抵不接合。定位销、滑块定位销、滑块锁环锁环齿圈齿圈接合套接合套挂入挂入4挡位置：挡位置： （1）齿圈与接合套同步）齿圈与接合套同步;（2）惯性力矩消失，接合套与锁环啮合）惯性力矩消失，接合套与锁环啮合;（3）接合套齿圈啮合挂上）接合套齿圈啮合挂上4档档.定位销、滑块定位销、滑块锁环锁环结合齿圈结合齿圈接合套接合套总总 结结 摩擦工作面接触产生摩擦力矩摩擦工作面接触产生摩擦力矩-锁环锁环转动一角度转动一角度-

10、锁止，防止接合套前移锁止，防止接合套前移-摩摩擦擦 力矩增长至同步力矩增长至同步-惯性力矩消失惯性力矩消失-锁锁止消失止消失接合套进入啮合完成换档。接合套进入啮合完成换档。锁环式同步器装配锁环式同步器装配锁环式同步器工作锁环式同步器工作II. 锁销式惯性同步器锁销式惯性同步器摩擦锥盘摩擦锥盘摩擦锥环摩擦锥环定位销定位销锁销锁销结合套结合套钢球钢球定位销定位销一轴齿轮一轴齿轮二轴齿轮二轴齿轮锁销式同步器的工作原理锁销式同步器的工作原理:1）与）与 锁环式基本相锁环式基本相同，利用摩擦原理同，利用摩擦原理2）同步前，接合套被）同步前，接合套被锁止锁止3）同步后，惯性力矩）同步后，惯性力矩消失顺利地

11、换挡。消失顺利地换挡。锁销受力锁销受力锁止角锁止角III.惯性增力式同步器惯性增力式同步器 特点：换挡省讯速，适用于特点：换挡省讯速，适用于各种车型，但由于这种同步器各种车型，但由于这种同步器对材料、热处理及制造精度均对材料、热处理及制造精度均要求较高，目前在国内采用较要求较高，目前在国内采用较少。少。 结合套、结合套、同步环、同步环、滑块、滑块、支撑块、支撑块、弹簧片等。弹簧片等。 结合套装在齿圈内，其内花键结合套装在齿圈内，其内花键两端呈内锥形，中部凹成山脊形两端呈内锥形，中部凹成山脊形; ; 同步环为开口弹性环同步环为开口弹性环, ,两端外两端外锥面呈山脊形锥面呈山脊形, ,分别与结合套

12、和齿分别与结合套和齿圈内锥面配合圈内锥面配合; ; 滑块装在齿圈内滑块装在齿圈内, ,外圆上凸起外圆上凸起位于同步环开口内位于同步环开口内, ,两侧有间隙两侧有间隙; ; 支撑块装在齿圈内，内圆凸起支撑块装在齿圈内，内圆凸起嵌入齿圈的槽中嵌入齿圈的槽中; ; 弹簧块为弹簧块为2 2个半圆形簧片个半圆形簧片, ,分别分别装在开口环内滑块和支撑块丙侧。装在开口环内滑块和支撑块丙侧。 摩擦力的产生摩擦力的产生, ,有增力作用。有增力作用。工作过程工作过程 挂挡时挂挡时( (以高以高- -低为例低为例):):结合结合套轴向移动套轴向移动,n,n套套nn环环, ,当结合套当结合套压在同步环上时压在同步环

13、上时, ,锥面磨擦力带锥面磨擦力带动同步环相对齿圈向前转动一个动同步环相对齿圈向前转动一个角度角度, ,直到同步环左端顶住滑块直到同步环左端顶住滑块- -弹簧片弹簧片- -支撑块（支撑块卡在齿支撑块（支撑块卡在齿圈槽中）。圈槽中）。 n n环环=n=n齿圈。这时弹齿圈。这时弹簧挤压变形，将同步环向外撑开，簧挤压变形，将同步环向外撑开，增大了其与结合套锥面间的压力，增大了其与结合套锥面间的压力，磨擦力同时增大，加快同步速度，磨擦力同时增大，加快同步速度，称自增力效应。称自增力效应。 当当n n套套=n=n环时环时, ,磨擦力消失。磨擦力消失。同步环、滑块和弹簧片松弛，结同步环、滑块和弹簧片松弛，

14、结合套在驾驶员挂挡力作用下压缩合套在驾驶员挂挡力作用下压缩同步环，越过同步环与齿圈啮合，同步环，越过同步环与齿圈啮合，完成挂挡。完成挂挡。 3、手动变速器、手动变速器操纵机构操纵机构与与安全装置安全装置功用：保证驾驶员能准确可靠地使变速器换入某个档位。功用：保证驾驶员能准确可靠地使变速器换入某个档位。类型：汽车有直接操纵式和远距离操纵式两种类型。类型：汽车有直接操纵式和远距离操纵式两种类型。（1）直接操纵式变速器操纵机构）直接操纵式变速器操纵机构五、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拨叉轴倒档拨叉轴一

15、、二档一、二档拨叉轴拨叉轴五、六档拨五、六档拨叉轴叉轴自锁钢球自锁钢球互锁销互锁销五、六档拨块五、六档拨块大多数变速器采用大多数变速器采用（2）远距离操纵式）远距离操纵式变速器操纵机构变速器操纵机构在发动机后置或前轮驱动的汽车上在发动机后置或前轮驱动的汽车上 自锁机构：防止自动换档、脱档，由自锁钢球和自锁弹簧自锁机构：防止自动换档、脱档，由自锁钢球和自锁弹簧组成；组成； 互锁机构：保证变速器不会同时换入两个档位，主要由互互锁机构：保证变速器不会同时换入两个档位，主要由互锁钢球和互锁销组成；锁钢球和互锁销组成； 倒档锁：防止误换倒档，由倒档锁销和倒档锁弹簧组成倒档锁：防止误换倒档，由倒档锁销和倒

16、档锁弹簧组成 。（3）变速器安全装置变速器安全装置自锁钢球自锁钢球互锁钢球互锁钢球互锁销互锁销拨叉轴拨叉轴自锁弹簧自锁弹簧 拨叉轴上表面轴向有三凹槽，空挡或某档位时，必有一拨叉轴上表面轴向有三凹槽，空挡或某档位时，必有一凹槽对准自锁钢球。凹槽对准自锁钢球。自锁装置自锁装置互锁装置互锁装置1 1）互锁销长是拨叉轴直径减去互锁钢球半径；）互锁销长是拨叉轴直径减去互锁钢球半径； 2 2）当一拨叉轴移动，其余拨叉轴必被锁止在空挡位置。）当一拨叉轴移动，其余拨叉轴必被锁止在空挡位置。拨叉轴拨叉轴空档状态空档状态互锁钢球互锁钢球互锁销互锁销倒档锁：倒档锁： 变速杆下端压缩倒档弹簧，变速杆下端压缩倒档弹簧，

17、倒档销右移，方挂入倒档。倒档销右移，方挂入倒档。驾驶员在换倒档时要克服驾驶员在换倒档时要克服倒档锁弹簧弹力，变大的倒档锁弹簧弹力，变大的换档阻力，可提醒驾驶员。换档阻力，可提醒驾驶员。操纵机构操作过程：操纵机构操作过程：四、分动器四、分动器功用：功用： 将变速器输出的动力分配到各驱动桥。将变速器输出的动力分配到各驱动桥。输入轴输入轴中间轴中间轴中桥输出轴中桥输出轴前桥输出轴前桥输出轴高地速换挡高地速换挡结合套结合套后桥输出轴后桥输出轴前桥结合套前桥结合套分动器操纵机构分动器操纵机构轴轴支承臂支承臂换档操纵杆换档操纵杆前桥操纵杆前桥操纵杆非先接上前桥，非先接上前桥，不得换入低档；不得换入低档；非

18、先退出低档，非先退出低档，不得摘下前桥。不得摘下前桥。分动器操纵原则：分动器操纵原则：本章小结本章小结1.1.变速器的功用：改变传动比、实现倒车、中断动力及变速器的功用：改变传动比、实现倒车、中断动力及实现动力输出；实现动力输出；2.2.手动变速器主要由传动机构、同步器及操纵机构组成；手动变速器主要由传动机构、同步器及操纵机构组成；3.3.手动变速器传动机构是通过多组一对或一对以上不同手动变速器传动机构是通过多组一对或一对以上不同齿数的齿轮啮合来实现传动比的变化；齿数的齿轮啮合来实现传动比的变化；4.4.同步器的功用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，同步器的功用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换挡时间，方便驾驶员换挡。同步器的类型有常压缩短换挡时间，方便驾驶员换挡。同步器的类型有常压式、惯性式、自增力式几种，广泛使用是的惯性式同步式、惯性式、自增力式几种，广泛使用是的惯性式同步器。器。5.5.变速器操纵机构的主要作用是操纵变速齿轮准确可靠变速器操纵机构的主要作用是操纵变速齿轮准确可靠换挡。有直接操纵式和远距离操纵式两种。操纵机构中换挡。有直接操纵式和远距离操纵式两种。操纵机构中设置有自锁装置、互锁装置和倒挡装置。设置有自锁装置、互锁装置和倒挡装置。1.1.变速器的功用变速器的功用;2.2.变速器类型及结构特点；变速器类型及结构特点；3.3.手