第3章 变速器与分动器

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第3章变速器与分动器变速器概述变速传动机构同步器变速器的换档操纵机构分动器3.1.1

变速器的功用3.1变速器概述

1）能按需要改变传动比，达到“减速、增矩”的目的，同时扩大汽车驱动轮转矩和转速的变化范围。

2）在发动机不改变旋向的前提下，能完成汽车反向行驶，实现倒车。

3）能中断发动机与驱动轮之间的动力联系，满足发动机起动、怠速运转和变速器换档等工况需要。

因此，变速器一般都设有倒车档、空挡和若干个前进档。3.1.1

变速器的功用3.1变速器概述

变速器在传动系布置中的位置3.1.2

变速器的构成3.1变速器概述

任何车用变速器由用于改变速比的变速传动机构和用以实现换档操作的变速操纵机构组成。当车辆有额外动力输出要求的时候，还可以加装专门的动力输出装置。

多轴驱动的汽车上，变速器输出端还设有齿轮机构组成的分动器，通过它可以把转矩分送给各驱动桥。3.1.3

变速器的类型3.1变速器概述

按传动比变化方式不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。有级变速器应用最普遍，它以若干组齿轮搭配传动，提供相应具有固定比值的传动比。有级变速器又可分为轴线固定的普通多轴式变速器和轴线旋转的行星齿轮式变速器。一般说来，轿车和轻、中型载货汽车变速器具有3～5个前进档和一个倒档。重型载货汽车则可采用变速器组合的方式将档数增多到8～12个。通常所说的变速器档数是指变速器前进档数目。3.1.3

变速器的类型3.1变速器概述

按传动比变化方式不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。无级变速器是以电力、液力或机械的方式，在一定的传动比范围内实现按无限多级的变化。常见的无级变速器型式有电力式、液力式和钢带式三种。电力式无级变速器的传动部件为直流串激电动机，这种产品除了在无轨电车上采用外，在特大型自卸车传动系中也多有应用。液力式无级变速器即为广泛用于汽车自动变速器中的液力变矩器。钢带式无级变速器是近年来发展起来的机械式传动机构。

3.1.3

变速器的类型3.1变速器概述

按传动比变化方式不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。综合变速器是指将无级和有级变速机构组合而成的变速器，其传动比可在最大值与最小值之间的几个间断的范围内实现无级变化。综合式变速器一般将液力变矩器和齿轮有级变速器相结合，形成现代半自动或全自动变速器。3.1.3

变速器的类型3.1变速器概述

按操纵方式不同，可将变速器分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式三种。强制操纵即手动操纵，完全靠驾驶员直接操纵变速器换档杆换档。自动操纵变速器的档位选择和执行换档均由变速器根据汽车行驶状况自动进行。半自动变速器的型式有两种，一种是常用档位自动控制换档，其余档位由驾驶员手控；另一种采用预选档方式，即驾驶员通过预选钮设定档位，通过设在离合器和油门踏板上的控制开关完成换档。3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

主动轮1从动轮2变速器利用齿轮传动时的力特性和速度特性达到“减速、增矩”的目的。当以大小不等的两齿轮啮合传动时，若以小齿轮作为输入，大齿轮作为输出，传动可获得“减速、增矩”效果。3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

主动轮1从动轮2变速器利用齿轮传动时的力特性和速度特性达到“减速、增矩”的目的。当以大小不等的两齿轮啮合传动时，若以大齿轮作为输入，小齿轮作为输出，则能产生“减矩、增速”的作用。3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

1）结构3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

1）结构第一轴中间轴第二轴3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

1）结构图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴图3-1是一台典型的六档固定轴式手动变速器结构示意图。它由三根分别称之为输入轴（又称第一轴）22、中间轴21和输出轴（第二轴）11，以及一系列传动所需齿轮组成，故此种变速器称为三轴式变速器，它适用于发动机前置后轮驱动型式的传动系。

第一轴前端借离合器与发动机曲轴相连，输出轴后端通过凸缘与万向传动装置相接。

3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

1）结构图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴齿轮1同输入轴制成一体，与齿轮20构成常啮合传动齿轮副。齿轮12、15、16、17、18、19和20都固定于中间轴上，而齿轮4、5、6、7、9和10则空套在输出轴上。接合套花键毂（如8）借内花键与输出轴固联；与花键毂相套的接合套（如3）可以在换档拨叉作用下沿花键毂作轴向滑动。3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

1）结构图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴变速器通过输入轴常啮合齿轮将动力传给中间轴，中间轴经过其上各档常啮合齿轮将动力传给输出轴上空套的相应各齿轮。当接合套将花键毂与输出轴某档齿轮上相应的接合齿圈相结合时，便可实现某一档的传动。当所有接合套均处于中间位置时，变速器并无动力输出，此时变速器为空档。3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

1）结构图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴同步器结构示意图啮合套结构示意图3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴1档传动

1档传动比为

3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴2档传动

传动比为

2档3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴3档传动

传动比为

3档3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴4档传动

传动比为

4档3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴5档传动

传动比为

5档3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴6档传动

传动比为

6档

这种不经中间轴齿轮传动，而将输入轴与输出轴直接相连实现的传动称为直接档，其速比为1。3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴超速档

为了在轻载条件下降低汽车在良好路面上行驶的燃油消耗量，许多轿车和载货汽车的变速器会在直接档之后，加设一个传动比小于1的档，以此来提高发动机的使用负荷率，达到节省燃油的目的。这个传动比小于1的档称为超速档。3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴倒档倒档传动

传动比为

轴上空套的倒档中间齿轮14（惰轮）只改变旋向，不改变传动比。变速器中倒档传动齿轮的对数与前进档传动齿轮的对数互为奇偶数。3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

2）传动原理图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴

优点三轴式变速器的主要优点是传动比变化范围大，而且可以得到传动效率非常高的直接档。

缺点除直接档外，其他各前进档均需要经过两对齿轮传动，传动效率较低。3.2.1

三轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-1三轴式变速器示意图

1-输入轴常啮合齿轮2-六档同步器3-接合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴四档齿轮6-输出轴三档齿轮7-输出轴二档齿轮8-接合套花键毂9-输出轴一档齿轮10-输出轴倒档齿轮11-输出轴12-中间轴倒档齿轮13-倒档轴14-倒档中间齿轮15-中间轴一档齿轮16-中间轴二档齿轮17-中间轴三档齿轮18-中间轴四档齿轮19-中间轴五档齿轮20-中间轴常啮合齿轮21-中间轴22-输入轴3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-2两轴式变速器示意图

1-输入轴四档齿轮2-输入轴三档齿轮3-输入轴二档齿轮4-输入轴倒档齿轮5-输入轴一档齿轮6-输出轴一档齿轮7-输出轴倒档齿轮8-输出轴二档齿轮9-输出轴三档齿轮10-接合套11-输出轴四档齿轮12-输出轴13-输入轴

在发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的各型汽车上，通常采用两轴式变速器，其特点是变速器只有输入与输出两根平行设置的轴（图3-2）。3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

常见的换档方式（1）利用滑动齿轮换档(2）利用接合套换档3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

常见的换档方式（3）利用同步器换档3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-2两轴式变速器示意图

1-输入轴四档齿轮2-输入轴三档齿轮3-输入轴二档齿轮4-输入轴倒档齿轮5-输入轴一档齿轮6-输出轴一档齿轮7-输出轴倒档齿轮8-输出轴二档齿轮9-输出轴三档齿轮10-接合套11-输出轴四档齿轮12-输出轴13-输入轴1档1档传动

传动比为

3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-2两轴式变速器示意图

1-输入轴四档齿轮2-输入轴三档齿轮3-输入轴二档齿轮4-输入轴倒档齿轮5-输入轴一档齿轮6-输出轴一档齿轮7-输出轴倒档齿轮8-输出轴二档齿轮9-输出轴三档齿轮10-接合套11-输出轴四档齿轮12-输出轴13-输入轴2档传动

传动比为

2档3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-2两轴式变速器示意图

1-输入轴四档齿轮2-输入轴三档齿轮3-输入轴二档齿轮4-输入轴倒档齿轮5-输入轴一档齿轮6-输出轴一档齿轮7-输出轴倒档齿轮8-输出轴二档齿轮9-输出轴三档齿轮10-接合套11-输出轴四档齿轮12-输出轴13-输入轴3档传动

传动比为

3档3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-2两轴式变速器示意图

1-输入轴四档齿轮2-输入轴三档齿轮3-输入轴二档齿轮4-输入轴倒档齿轮5-输入轴一档齿轮6-输出轴一档齿轮7-输出轴倒档齿轮8-输出轴二档齿轮9-输出轴三档齿轮10-接合套11-输出轴四档齿轮12-输出轴13-输入轴4档传动

传动比为

4档3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

一档3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

倒挡3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

3.2.2

两轴式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-2两轴式变速器示意图

1-输入轴四档齿轮2-输入轴三档齿轮3-输入轴二档齿轮4-输入轴倒档齿轮5-输入轴一档齿轮6-输出轴一档齿轮7-输出轴倒档齿轮8-输出轴二档齿轮9-输出轴三档齿轮10-接合套11-输出轴四档齿轮12-输出轴13-输入轴

优点两轴式变速器的主要优点是各前进档均为一对齿轮传动，传动效率较高。

缺点传动比变化范围不大，而且无法设置传动效率非常高的直接档。

3.2.3

变速驱动桥3.2变速传动机构

1）结构图3-3大众奥迪100轿车两轴式变速驱动桥

1-变速器前壳体2-输入轴3-分离轴承4-分离杠杆5-输入轴一档齿轮6-变速器后壳体7-输入轴二档齿轮8-输入轴三档齿轮9、16、23-接合套10-输入轴四档齿轮11、18-隔离套12-输入轴五档齿轮13-集油器14-输入轴倒档齿轮15-输出轴倒档齿轮17-输出轴五档齿轮19-输出轴四档齿轮20-输出轴21-输出轴三档齿轮22-输出轴二档齿轮24-输出轴一档齿轮25-主减速器主动圆锥齿轮

变速器与主减速器和差速器合为一体，称为变速驱动桥，如图3-3所示。3.2.3

变速驱动桥3.2变速传动机构

1）结构3.2.3

变速驱动桥3.2变速传动机构

2）传动原理3.2.3

变速驱动桥3.2变速传动机构

2）传动原理3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮对于装载质量大、使用路况复杂的重型汽车来说，为保证其空载和满载都具有良好的动力性和燃油经济性，要求变速器具有更多档位和更大的变速范围。

通常多以组合的方式，用一个4档或5档变速器为基体（称作主变速器），配之以一个或两个具有2档的副变速器，构成拥有成倍于主变速器档数的组合式变速器。

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮

图3-4是由一个4档主变速器和一个2档副变速器串联而成的组合式变速器，主变速器输出轴也是副变速器输入轴。

该变速器经过主、副变速器传动比组合可获得4X2=8个档位。

设主变速器传动比为，副变速器传动比为，则组合后变速器的传动比。

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮主、副变速器传动比匹配方法一般有两种，分别称为分段式配档和插入式配档。

分段式配档适合于主变速器各档传动比间隔较小的情况；此时副变速器设置一个直接档和一个传动比较大的减速档。

插入式配档适合于主变速器各档传动比间隔较大的情形，此时副变速器设置一个直接档和一个传动比较小的低速档。

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮1档分段式配档1档传动

传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮分段式配档2档传动

2档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮分段式配档3档传动

3档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮分段式配档4档传动

4档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮分段式配档5档传动

5档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮分段式配档6档传动

6档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮分段式配档7档传动

7档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮分段式配档8档传动

8档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮插入式配档1档传动

1档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮插入式配档2档传动

2档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮插入式配档3档传动

3档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮插入式配档4档传动

4档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮插入式配档5档传动

5档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮插入式配档6档传动

6档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮插入式配档7档传动

7档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮插入式配档8档传动

8档传动比为

3.2.4

组合式变速器的结构及传动原理3.2变速传动机构

图3-4组合式变速器变速传动机构示意图

1-输出轴2-输出轴齿轮3-副变速器输入齿轮4、5、6-主变速器输出轴各档齿轮7-主变速器输入轴常啮合齿轮8-输入轴9-主变速器中间轴10-主变速器中间轴常啮合齿轮11、12、13-主变速器中间轴各档齿轮14-倒档齿轮15-倒档空套齿轮16-倒档轴17-副变速器中间轴高档齿轮18-副变速器中间轴19-副变速器中间轴低档齿轮插入式配档的变速器需采用交替换档方式施行换档操作，所以换档操作较复杂。

常见的组合式变速器构成可采用前置或后置两种型式。当副变速器传动比较大时，多置于主变速器之后，有利于减小主变速器重量和尺寸；而副变速器传动比较小时，可采用前置副变速器型式。

3.3.1

为什么要采用同步器？

3.3同步器

滑动齿轮（拨动齿轮）换档无论采用何种方式换档，均必须待一对欲啮合齿轮的圆周速度相等后，方可无冲击地平稳接合，换入新档。否则，会因两齿撞击而发生冲击和噪声，降低变速器工作寿命，降低行驶舒适性。这种对啮合齿轮的同速要求称之为“同步”。

机械齿轮式变速器的换档过程实际上是将一对工作着的啮合齿轮分离，随后接合新一对齿轮的过程。变速器换档的三种方式啮合套（接合套）换档同步器换档3.3.1

为什么要采用同步器？

3.3同步器

图3-5变速器四、五档换档示意图

1-输入轴2-输入轴常啮合齿轮3-结合套4-输出轴五档齿轮5-输出轴6-中间轴7-中间轴五档齿轮8-中间轴常啮合齿轮图3-6升档时齿轮速度变化图3-7降档时齿轮速度变化3.3.2

同步器的类型

3.3同步器

为此，在结构上除保留原结构中的接合套、花键毂、对应齿轮上的接合齿圈外，需增设能使接合套与对应接合齿圈的圆周速度迅速达到并保持一致的同步机构，以及防止两者在达到同步之前接合，避免冲击的结构。

同步器有常压式、惯性式、自增力式等结构类型，目前广泛采用的是惯性式同步器。

同步器换档是在接合套换档机构的基础上发展而来，其根本目的是希望在整个换档过程中达到①换档啮合轮齿未达到同步以前，阻止接合；②换档啮合轮齿同步后，只要换档未完成，能保持同步状态。3.3.3

常压式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

常压式同步器是较早出现的同步器结构型式之一（图3-8），它由接合套2、花键毂6、弹簧7和定位钢球3等组成。图3-8常压式同步器工作原理

1、4-档位齿轮2-接合套3-定位钢球5-输出轴6-接合套花键毂7-弹簧花键毂借内外花键套接在结合套和变速器输出轴5上，可左右滑动。在花键毂的径向孔内，装有定位钢球3，钢球借助弹簧7的压力嵌在接合套2内切出的环槽中，以便在换档时借接合套向花键毂传递轴向推力。3.3.3

常压式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-8常压式同步器工作原理

1、4-档位齿轮2-接合套3-定位钢球5-输出轴6-接合套花键毂7-弹簧

在齿轮1和4上接合齿圈一侧设有一个外锥面，它与花键毂两侧加工出的内锥面一道构成“同步”所需的摩擦面。

若向左或向右拨动接合套，其内花键齿圈可与齿轮1或4上的接合齿圈接合，即挂上相应的档位。3.3.3

常压式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-8常压式同步器工作原理

1、4-档位齿轮2-接合套3-定位钢球5-输出轴6-接合套花键毂7-弹簧

在向左拨动接合套换档时，通过定位钢球3带动花键毂一同向左运动，使得花键毂的内锥面与齿轮1的外锥面接触，由于弹簧对定位钢球的作用，在接合套上轴向力力不大的情况下，定位钢球能阻止接合套在花键毂停止运动时继续向左移动，两锥面通过驾驶员的操控相互压紧。3.3.3

常压式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-8常压式同步器工作原理

1、4-档位齿轮2-接合套3-定位钢球5-输出轴6-接合套花键毂7-弹簧

齿轮1与花键毂6之间的转速差使两锥面一经接触便产生摩擦作用，这种摩擦作用促使齿轮的转速迅速与花键毂转速趋于一致。

此时，通过增大施加于接合套上的推力，使接合套克服弹簧力压下定位钢球，并使花键毂继续左移，与齿轮1的接合齿圈接合，挂入新档。3.3.3

常压式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-8常压式同步器工作原理

1、4-档位齿轮2-接合套3-定位钢球5-输出轴6-接合套花键毂7-弹簧

常压式同步器换档与接合套换档工作过程上的区别主要在于，前者的摩擦作用能使需要接合的两花键齿圈迅速达到并保持同步。并靠带弹簧的定位钢球对接合套产生阻力，使两齿圈在达到同步之前暂不接合。

在此种同步器中，对接合套的轴向阻力是由弹簧压力造成的，故其大小有限（常压式由此而得名）。如果驾驶员用力较猛，仍可能在未达到同步前，接合套便已克服弹簧推力，压下定位钢球而与齿轮1的接合齿圈接触，产生换档冲击。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

针对常压同步器的不足之处，惯性式同步器做出了改进。即通过增设锁止装置，在结构上保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步前无法接触，从而有效地避免齿间发生冲击和噪声。图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环惯性式同步器有锁环式（图3-9）和锁销式等型式。3.3.0

同步器基本结构

3.3同步器

3.3.0

同步器基本结构

3.3同步器

锁环锁环接合套定位销花键毂滑块细牙螺旋槽及锥面3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环在锁环式同步器上，花键毂3套装入输出轴后，用卡环8轴向定位。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环在花键毂与接合齿圈7之间，各设一个青铜制锁环1（又叫同步环），锁环上开有断续的短花键齿圈，花键齿断面轮廓尺寸与齿圈7和花键毂3上的外花键齿均相同。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环锁环上的花键齿面对着接合套的一端有锁止倒角（称锁止角），且与接合套齿端的锁止倒角相同。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环锁环具有与齿圈7上的锥形摩擦面锥度相同的内锥面，锥面上制出细牙的螺旋槽，以使锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环三个滑块6分别嵌合在花键毂的三个轴向槽内，并可沿槽的轴向滑动。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环三个定位销5分别插入三个滑块的通孔中。在弹簧4的作用下，定位销压向接合套，使定位销端部的球面正好嵌在接合套中部的凹槽b中，起到空挡定位作用，同时可以向滑块传递接合套上的轴向推力。

3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环滑块6的端部伸入锁环1的三个缺口d中，以其与锁环相接触的端面传递接合套的轴向换档推力，使它的锥形内摩擦面与待接合齿轮相接触，产生同步作用。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-9锁环式同步器1-锁环2-结合套3-花键毂4-弹簧5-定位销6-滑块7-接合齿圈8-卡环锁环的三个凸缘a分别插入花键毂的三个通槽c中，只有当凸缘a位于通槽c的中央时，接合套内花键齿才能穿过锁环的外花键齿与接合齿圈7接合。

3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

同步器工作原理3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)当接合套2刚从低档退入空档时（图3-10a），待接合的高档接合齿圈7转速较高，而原来与低档齿轮啮合的花键毂3和接合套2仍在原运动件带动下以较低速旋转，此时，花键毂3借其通槽c的端面与锁环凸缘a端面的接触,推动空套的锁环1以较低速度旋转。

3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)如果以图中零件序号作为下角标表示各自转速，则此时有n7>n1=n2=n3，接合齿圈7与锁环1存在转速差。

3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)开始挂高档时（图3-10b），驾驶员施加在接合套2上的轴向换档推力依次作用在定位销5、滑块6和锁环1上，使锁环1与接合齿圈7接触，两者的锥形摩擦面上出现摩擦转矩。

3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)由于n7>n3，锁环在该摩擦转矩作用下相对于花键毂3向前超越，直至锁环凸缘的另一端面抵靠到花键毂通槽相应的端面为止。

3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)此时，接合套2的内花键齿恰好位于与锁环的锁止齿错位约半个齿厚。

3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)驾驶员作用在接合套上的换档推力转化成接合套与锁环齿端倒角间的法向压力N，其切向分力（称为拨环力）力图使锁环回转，解除锁止；轴向分力形成锥形摩擦面上的法向压力，产生接合套2与接合齿圈7之间同步所需的摩擦力矩。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)接合套2和花键毂3与整车相联，具有很大的转动惯量，转速下降很慢;接合齿圈7与转动惯量很小的离合器从动部分相接，转速下降很快，即接合齿圈7在换档过程中作减速运动，根据惯性原理可知，接合齿圈7上必然产生一个与其旋转方向相同的惯性转矩，此惯性转矩通过摩擦锥面作用到锁环上，克服切向分力产生的拨环力矩，阻止锁环相对于接合套向回转动。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)摩擦锥面上摩擦力矩传递给锁环的惯性转矩正比于力N的轴向分力F1，而拨环力矩正比于切向分力F2

，所以同步器设计中，只要适当地选择锁止角和摩擦锥面锥度，便能够保证同步前接合齿圈7施加在锁环1上的惯性力矩总是大于拨环力矩，而使驾驶员通过操纵系统施加在接合套上的换档推力无论多大，锁环始终保持锁止作用。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)当驾驶员继续施加换档推力（图3-10c），接合齿圈7与锁环1同步（n7=n1）后，由于惯性力矩消失，锁止效应解除，在拨环力F2作用下，锁环1相对接合套退转一定角度，使接合套内花键齿插入锁环的外齿中。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)接合套与锁环接合后，轴向分力F1不再存在，锥面间摩擦力矩消失，如果此时接合套花键齿与接合齿圈7的花键齿发生错位抵触（图3-10c），作用于接合齿圈7花键齿端斜面上的切向分力会使接合齿圈及其相连接零件相对于锁环和接合套转过一个角度，最终使接合套内花键齿插入接合齿圈的齿中，完成换档（图3-10d）。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程图3-10惯性式同步器工作过程(图注同图3-9)(a)(b)(c)(d)惯性式同步器的作用在于：①依靠锁环，借助惯性力，保证主、从动齿轮在“同步”之前产生锁止。②靠摩擦使换档主、从动齿轮迅速同步。3.3.4

惯性式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

变速器升档时的同步器工作过程锁环式同步器的工作原理3.3.5

锁销式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

锁销式同步器的结构如图。特点：以锁销代替锁环,锁销中部和接合套上相应的销孔两个端面的倒角产生锁止。锁销摩擦锥盘摩擦锥环定位销钢球定位销接合套3.3.5

锁销式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-11EQ1090载货汽车锁销式同步器

1-输入轴齿轮2-摩擦锥盘3-摩擦锥环4-定位销5-接合套6-输出轴齿轮7-输出轴8-花键毂9-锁销10-定位钢球11-弹簧受结构布置的紧凑性、合理性以及锥面可产生摩擦力矩数量等方面限制，锁环式同步器多用于轿车、轻型载货汽车和中型载货汽车的高档中。在传力较大的变速器中，可采用锁销式惯性同步器，它不仅能使齿轮结构更加合理，还因在摩擦锥面上可产生更大的摩擦力矩，使得同步时间得以缩短。3.3.5

锁销式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-11EQ1090载货汽车锁销式同步器

1-输入轴齿轮2-摩擦锥盘3-摩擦锥环4-定位销5-接合套6-输出轴齿轮7-输出轴8-花键毂9-锁销10-定位钢球11-弹簧锁销9和定位销4与接合套5连接，锁销与定位销沿同一圆周相间均匀分布。锁销9的端部固定在摩擦锥环3的孔中，其中部轴颈和接合套5上相应销孔两端具有角度相同的锁止角。在接合套中钻有斜向孔，孔内装有定位弹簧11，它将钢球10顶向定位销4中部的环槽中，以保证接合套处于正确的空档位置。3.3.5

锁销式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-11EQ1090载货汽车锁销式同步器

1-输入轴齿轮2-摩擦锥盘3-摩擦锥环4-定位销5-接合套6-输出轴齿轮7-输出轴8-花键毂9-锁销10-定位钢球11-弹簧当接合套5受到向左的轴向换档力作用时，通过定位钢球10和定位销4会将摩擦锥环3推向左方，使之与摩擦锥盘2接触，具有转速差的摩擦锥环和摩擦锥盘在锥面摩擦力作用下会使锥环3与锁销9一道相对接合套偏转一个角度，从而使锁销9的轴线与接合套上的销孔的轴线发生偏移，锁销中部倒角与销孔端部倒角相互抵触，在惯性作用下产生锁止效应。3.3.5

锁销式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-11EQ1090载货汽车锁销式同步器

1-输入轴齿轮2-摩擦锥盘3-摩擦锥环4-定位销5-接合套6-输出轴齿轮7-输出轴8-花键毂9-锁销10-定位钢球11-弹簧此时，锁止面上法向压力N的轴向分力F使锥环压向锥盘，使接合套与待接合齿轮迅速同步，随后齿轮1上起锁止作用的惯性力矩消失，锁销锁止面上法向压力的切向分力P使摩擦锥环3、摩擦锥盘2和齿轮1一起相对于接合套5退让一个角度，使锁销9的轴线与接合套上的销孔的轴线重合，接合套便能沿锁销轴向移动，实现换档。3.3.5

锁销式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

锁销式同步器的工作原理3.3.6

自增力式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

自增力式同步器的结构如（图3-12）。图3-12

波尔舍（PORSCHE）自增力式同步器1-接合套2-挡片3-同步环4-滑块5-接合齿圈6-弹簧片7-支承块8-花键毂接合套内的花键毂8与变速器输出轴以花键相连接，毂的外缘有三个凸起的轴向键，与接合套1上的三个相应键槽配合。接合套与毂一起转动，并可相对于毂作轴向滑动。接合齿圈5与常啮合齿轮装配或加工为一体。3.3.6

自增力式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-12

波尔舍（PORSCHE）自增力式同步器1-接合套2-挡片3-同步环4-滑块5-接合齿圈6-弹簧片7-支承块8-花键毂弹性的开口同步环3与滑块4、支承块7和两片圆弧状弹簧片6装于接合齿圈5内，并用挡片2轴向加以定位。滑块4的凸起部分插于同步环3的开口中，空档时两侧均留有间隙。支承块7内圆上的凸起嵌入接合齿圈5轴颈上相应的槽中，作为支承块的圆周方向定位。3.3.6

自增力式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-12

波尔舍（PORSCHE）自增力式同步器1-接合套2-挡片3-同步环4-滑块5-接合齿圈6-弹簧片7-支承块8-花键毂弹簧片6的一端靠在滑块4上，另一端则靠在支承块7上。同步环3两端的外表面沿轴向均制成锥面，接合齿圈和接合套的两侧齿端也制出相应的锥面。3.3.6

自增力式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

在变速器由高档换入低档时，首先将接合套自空档位置向右移动（图3-13a），因为开口的同步环外径稍大于接合套右侧齿端的内径，且同步环与待接合齿轮一道旋转，接合套转速高于同步环转速，所以两者一经接触，便会在锥面摩擦作用下，开始同步过程（图3-13b）。

图3-13自增力同步器换档过程

（图注同图3-12）

此时，接合套1带动同步环3顺时针方向转动一个角度，使同步环开口的左端顶靠在滑块4凸起的左侧面，推动滑块连同右侧弹簧片6一道顺时针旋转，由于支承块7受接合齿圈5的定位成为支点，推动右侧弹簧片的力量将会使弹簧片沿径向张开，压在同步环的内表面上（图3-12）。(a)(b)(c)3.3.6

自增力式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-13自增力同步器换档过程

（图注同图3-12）

(a)(b)(c)由于弹簧片对同步环施加了径向力，接合套与同步环之间的摩擦转矩得以加强，继而弹簧片的径向力又进一步增大。

另一方面，这种增大的摩擦转矩能加快接合套与接合齿圈的同步。

该增大的径向力会产生两个结果，一方面由于弹簧片的支承力能阻止同步环直径缩小，因而能起到阻碍接合套进一步右移靠向接合齿圈的作用，也即起到锁止作用。

3.3.6

自增力式同步器的结构及工作原理

3.3同步器

图3-13自增力同步器换档过程

（图注同图3-12）

(a)(b)(c)当接合套与接合齿圈同步时，弹簧片上的周向载荷消失，阻止同步环直径缩小的支承力消失，同步器的“锁止”作用被解除，在不大的换档力作用下，接合套便可以压缩同步环与接合齿圈接合，而同步环被可靠的定位在接合套的圆弧凹槽中（图3-13c）。

3.4.0

换档操纵机构3.4变速器的换档操纵机构

3.4.1

换档操纵机构的功用及对换档操纵机构的基本要求3.4变速器的换档操纵机构

功用保证驾驶员迅速、准确、可靠地变换档位。

对换档操纵机构的基本要求1）各档位应具有明确的手感；

2）无换档干涉；

3）无自动跳档；

4）随时可退回空档；

5）应设有自锁和互锁等装置。

3.4.2

换档操纵机构的构成3.4变速器的换档操纵机构

五、六档拨叉三、四档拨叉一、二档拨叉倒档拨叉变速杆拨杆轴叉形拨杆倒档拨叉轴一、二档拨叉轴五、六档拨叉轴自锁钢球互锁销五、六档拨块自锁弹簧3.4.2

换档操纵机构的构成3.4变速器的换档操纵机构

操纵机构一般由变速杆（换档杆）、拨块、拨叉、拨叉轴以及各种保险装置组成（图3-14），除变速杆外，这些装置多集中安装在变速器上盖或侧盖内。变速杆从驾驶室地板下方伸入驾驶室内。图3-14六档变速器换档操纵机构1-自锁钢球2-自锁弹簧3-三、四档拨块4-五、六档拨块5-叉形拨杆6-变速杆7-拨杆轴8-五、六档拨叉轴9-三、四档拨叉轴10-一、二档拨叉轴11-倒档拨叉轴12-倒档拨叉13-一、二档拨叉14-倒档拨块15-一、二档拨块16-三、四档拨叉17-互锁销18-五、六档拨叉19-选档锁弹簧20-选档锁销21-叉形拨杆球头22-倒档锁销23-倒档锁弹簧拨叉轴8、9、10和11的两端支承在变速器壳体上，可以作轴向滑动。每根拨叉轴上固联有一个换档拨叉。3.4.2

换档操纵机构的构成3.4变速器的换档操纵机构

图3-14六档变速器换档操纵机构1-自锁钢球2-自锁弹簧3-三、四档拨块4-五、六档拨块5-叉形拨杆6-变速杆7-拨杆轴8-五、六档拨叉轴9-三、四档拨叉轴10-一、二档拨叉轴11-倒档拨叉轴12-倒档拨叉1