变速器基本知识介绍

变速器知识介绍

目录变速器的功用和类型；常见手动变速器介绍；变速器各挡速比的形成；同步器介绍；变速器操纵机构互锁、自锁原理介绍；变速器主副箱互锁机构原理介绍；变速器与整车匹配的基本要求；变速器故障诊断及原因分析；第一章变速器的功用和类型

发动机是汽车心脏，发动机产生动力必须经过传动系统才能驱动车轮转动。传动系统的心脏是变速器。汽车上广泛活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围较小，而复杂使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器。变速器的功用是：①改变汽车的传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，使车辆适应各种变化的行驶工况，同时使发动机在理想的工况（功率大而耗油率较低）下工作；②在发动机旋转方向不变的前提下，使整车能倒退行驶；③实现空挡，中断发动机传递给车轮的动力，使发动机能够起动怠速。变速器的功用变速器的类型

按传动比变化方式，汽车变速器可分为有级式、无级式和综合式三种；按操纵方式不同，汽车变速器又可分为三种：强制操纵式变速器、半自动操纵式变速器、自动操纵式变速器；大齿公司目前中型变速器均为有级式变速器、操纵方式为强制操纵，下面对有级式变速器与强制操纵式变速器两个概念做如下阐述。有级式变速器：该种变速器应用最广泛。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用齿轮形式的不同，有轴线固定式变速器（普通变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）。所谓的变速器档位数即指其前进档位数。强制操纵变速器：驾驶员直接操纵变速杆换挡，为大多数汽车采用。

第二章常见手动变速器介绍常见手动变速器

常见手动变速器主要采用齿轮传动的变速原理，变速器内有多组传动比不同的齿轮副，汽车行驶时的换挡就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作；而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。由于各挡齿轮组的齿数是固定的，所以各挡的传动比是定值。常见的手动变速器由铸铁或压铸铝壳体、轴、轴承、齿轮、同步器和顶盖换挡机构组成。输入轴输入轴端盖输入轴轴承全同步器变速器结构（轴、轴承、壳体操纵系统）副轴前轴承主轴副轴顶盖换挡机构变速器壳体副轴后轴承主轴后轴承输出法兰全同步器变速器结构（各挡齿轮）下面以HW95706T变速器为例将各挡齿轮予以展示一挡二挡倒挡三档四档五挡常啮合倒挡惰轮，因空间限制，此处惰轮采用双联轮。惰轮轴全同步器变速器结构（各挡同步器）下面以HW95706T变速器为例将各挡齿轮予以展示二挡同步器总成三挡同步器总成四挡同步环五挡同步环因倒挡、一挡齿轮转速不高，未采用同步器装置，直接采用啮合齿套换挡。全同步器变速器结构（顶盖换挡机构）顶盖换挡机构全貌顶盖换挡机构内部详细结构对于顶盖换挡机构，大家先大体认识下，后面将会有章节对此做详细说明。现在，大齿公司全同步器中型变速器主要有以下：HW65506T(DC6J65T)，中心距：130，速比（C）:6.719~0.74,最大输入扭矩：650Nm；HW75506T(DC6J70T)，中心距：148，速比（C）:6.54~0.814,最大输入扭矩：700Nm；HW95506T(DC6J95T)，中心距：148，速比有以下三种：速比（D）:8.015~1,最大输入扭矩：931Nm;速比（C）:8.015~0.853,最大输入扭矩：931Nm;速比（C）:7.028~0.748,最大输入扭矩：1000Nm。HW10707T(DC7J100T)，中心距：156，速比有以下两种：速比（D）:10.682~1,最大输入扭矩：900Nm;速比（C）:8.4~0.786,最大输入扭矩：1000Nm。HW12706T，中心距：165，速比（D）:9.204~1,最大输入扭矩：1200Nm;HW12707T(DC7J120T),中心距：165，速比有以下两种：速比（D）:10.307~1,最大输入扭矩：1000Nm;速比（C）:9.204~0.829,最大输入扭矩：1200Nm;双中间轴变速器结构（轴、轴承、壳体操纵系统）输入轴变速器前壳离合器分离系统输入轴端盖顶盖换挡机构主轴副轴副输出轴副箱副轴输出法兰双中间轴变速器结构（各挡齿轮）下面以HW12710变速器为例将各挡齿轮予以展示倒挡一挡二挡三挡四挡常啮合副箱高挡副箱低挡一倒挡滑套二三挡滑套四五挡滑套副箱同步器双中间轴变速器结构（各挡滑套及副箱同步器）双中间轴变速器主要结构特点

双中间轴变速器主箱和副箱均采用双中间轴结构，两根中间轴相间180°。动力从输入轴输入后，分流到两根中间轴上，然后汇集到主轴，再分流到副箱两根中间轴上，最后又汇集到副箱输出轴输出。在理论上每根中间轴只传递1/2的扭矩，所以采用双中间轴可以使变速器的中心距及齿轮厚度减小，从而缩短整个变速器的轴向长度，减轻变速器的重量。因为主轴上各档齿轮在主轴上浮动，这样就取消了传统的滚针轴承，使主轴总成的结构更简单。在工作时，两个中间轴齿轮对主轴齿轮所施加的径向力大小相等，方向相反，从而使主轴只承受扭矩，不承受弯矩，改善了主轴和轴承的受力状况，大大提高了变速器的使用可靠性和寿命。大齿公司目前的双中间轴变速器的主箱内没有同步器，换档是靠滑动齿套来进行的，二轴滑套通过渐开线花键套在二轴上，移动滑套使滑套的接合齿(外花键)与二轴齿轮的内花键啮合而传递动力。大齿公司目前的双中间轴中型变速器有HW90510、HW12710两种，各项参数如下：HW90510，中心距：主副箱箱均为115，速比如下：速比（D），13.23～1，最大输入扭矩：600Nm；速比（D），11.63～1，最大输入扭矩：700Nm；速比（C），11.987～0.819，最大输入扭矩：665Nm；速比（C），10～0.754，最大输入扭矩：800Nm；速比（C），9.318～0.8，最大输入扭矩：875Nm；速比（C），9.06～0.779，最大输入扭矩：900Nm；HW12710，中心距：主箱125、副箱135，速比如下：速比（D），13.289～1，最大输入扭矩：1200Nm；速比（C），9.975～0.758，最大输入扭矩：1400Nm。第三章变速器各挡速比的形成所谓变速器的速比，即参与工作的齿轮的齿数之比（被动齿轮齿数/主动齿轮齿数）。

上图16-2所示，为六挡变速器的传动示意图，图示为变速器的空当位置。当第一轴旋转时，通过齿轮2带动中间轴常啮合齿轮38及中间轴上的各齿轮旋转，由于8、9、16、17、22和25是空套在第二轴上的，故此时第二轴不能被驱动，即此时二轴不转动,无动力输出。机械式齿轮变速器各挡速比的形成机械式齿轮变速器各挡速比的形成

欲挂上一档，可操纵变速杆，通过拨叉使齿套20右移，与一挡齿轮接合齿圈21接合后，动力便可从第一轴依次经过齿轮2、齿轮38、中间轴、齿轮33、齿轮22、接合齿圈21、齿套20、齿座28，再通过花键连接传给二轴。在此传动过程中参与工作的齿轮有2、38、22、33，显然齿轮38、22两个为被动的，齿轮2、33为主动的，故一的速比为：i1=（Z38/Z2）*（Z22/Z33）=（43/22）*（43/11）=7.640上式中，Z表示齿轮齿数，其下标数字表示各齿轮在图中的标记号，以下同此。第一挡指的是速比最大的前进挡。机械式齿轮变速器各挡速比的形成欲脱开一挡，可通过拨叉使齿套左移，使齿套与接合齿圈21脱离啮合，则变速器退回空挡位置。若将齿套20继续左移使之与二挡同步环19的接合齿圈和二挡齿轮接合齿圈18接合后，变速器便从一挡换入二挡。此时动力从第一轴依次经过齿轮2、齿轮38、中间轴、齿轮34、齿轮17、接合齿圈18、齿套20、齿座28，最后传递给第二轴。故二挡的速比为：i2=（Z38/Z2）*（Z17/Z34）=（43/22）*（47/19）=4.835机械式齿轮变速器各挡速比的形成同理，使齿套12右移到与接合齿圈15接合，则可得到三挡，三挡速比为:i3=（Z38/Z2）*（Z16/Z35）=（43/22）*（38/26）=2.857使齿套12左移到与接合齿圈10接合，则可得到四挡，四挡速比为：i4=（Z38/Z22）*（Z9/Z36）=（43/22）*（32/33）=1.895使齿套5右移到与接合齿圈7接合，则换入五挡，五挡的速比为：i5=（Z38/Z22）*（Z8/Z37）=（43/22）*（26/38）=1.337因此i1＞i2

＞i3

＞i4

＞i5

＞1机械式齿轮变速器各挡速比的形成若齿套5左移到与接合齿圈3接合，则换入第六挡，此时动力从第一轴经齿轮2、接合齿圈3、齿套5和齿座40直接传递给第二轴，故不再经过中间轴齿轮传动，故这种挡位称为直接挡，其速比i6=1。机械式齿轮变速器各挡速比的形成为实现汽车具有倒车功能，在中间轴的一侧还设置了一根较短的倒挡轴31（图中按惯例采用展开画法，将倒挡轴画在中间轴的下方），其上空套着倒挡惰轮32，它与第二轴上的倒挡齿轮25为常啮合，倒挡惰轮32与中间轴上的齿轮29亦为常啮合。使齿套23右移与接合齿圈24接合，即得到倒挡。动力从第一轴经齿轮2、齿轮38、中间轴、齿轮29、齿轮32、齿轮25、接合齿圈24、齿套23、齿座27传到二轴。由于增加了一个中间轴齿轮，故第二轴的旋转方向与第一轴相反，汽车便倒向形式。倒挡速比为：iR=（Z38/Z2）*（Z32/Z29）*（Z25/Z32）=（43/22）*（23/11）*（40/23）=7.107iR的数值较大，一般与i1相近。这是考虑到安全，希望倒车速度尽可能低些。机械式齿轮变速器各挡速比的形成如上图所示，为一款五挡变速器。它也具有三根传动齿轮轴，有五个前进挡和一个倒挡，除倒挡外，各挡均采用锁环式同步器换挡。其各挡速比为：i1=(Z45/Z2)*(Z35/Z36)=(38/21)*(40/13)=5.568i2=(Z45/Z2)*(Z38/Z37)=(38/21)*(36/23)=2.832i3=(Z45/Z2)*(Z14/Z39)=(38/21)*(28/31)=1.634i4=1（直接挡）i5=(Z45/Z2)*(Z12/Z42)=(38/21)*(18/41)=0.794该变速器的第五挡速比＜1，称为超速挡。在有些轿车和轻中型货车的变速器的直接挡之后，还加设了这样一个超速挡（i=0.7~0.85），超速挡主要用于在良好的路面上轻载或空车行驶的场合，借此提高汽车的燃油经济性。但如果发动机功率不高，则超速挡使用率很低，节油效果不显著，而且将影响汽车的动力性。第四章同步器介绍变速器为何要采用同步器

无同步器的变速器在采用移动齿轮或齿套换挡时，待啮合的一对齿轮的轮齿（或接合套与啮合齿圈上相应的内、外花键齿）的圆周速度必须相等（同步），方能平顺的进入啮合而挂上挡。若在两齿轮轮齿不同步时即强制挂挡，将使两齿轮间发生冲击和噪声，影响轮齿的工作寿命，甚至折断。为使换挡平顺，驾驶员应采取合理的换挡操作步骤，现以下图所示无同步器的五挡变速器中四、五两挡（四挡位直接挡、五挡为超速档）互相转换的过程为例来说明其原理。

变速器一轴1及其齿轮2直接与离合器从动盘连接，五挡齿轮4则通过齿轮6、中间轴和齿轮7与齿轮2保持传动关系。齿套3通过齿座与变速器二轴5相连，而二轴又依次通过万向传动装置、驱动桥和行驶系与整车保持传动关系。所以齿轮2和齿轮4的转速，从而其轮齿及其端部的花键齿的圆周速度都与离合器从动盘转速成正比；同理，齿套3的转速，从而其花键齿的圆周速度与汽车车速成正比。变速器从低挡（四挡）换入高挡（五挡）的过程

变速器在四挡工作时，齿套3与齿轮2上的接合齿圈接合，二者的花键齿圆周速度V3和V2显然相等。欲从四挡换入五挡，驾驶员应先踩下离合器踏板，使离合器分离，随即通过变速杆等将齿套3右移，推入空挡位置。当齿套3刚与齿轮2脱离的瞬间，仍然是V3=V2，由于从齿轮6到齿轮4的升速比Z6/Z7大于齿轮2到齿轮7的减速比Z7/Z2，5挡齿轮4的转速永远高于齿轮2的转速，从而齿轮4的花键齿圆周速度V4＞V2。所以在刚推入空挡的瞬间，V4＞V3。为避免产生冲击，不应该在此时立即将齿套3推入齿轮4而挂五挡，而须在空挡位置停留片刻。此时由于离合器从动盘已经与发动机脱离，动力传递中断，齿套3和齿轮4的转速及其花键齿的圆周速度V3和V4都在逐渐降低。但是变速器尚处于空挡，接合套3与齿轮4之间没有联系，V3和V4下降的快慢有所不同，接合套3与整个汽车系联系在一起，惯性很大，故V3下降较慢；而齿轮4只与中间轴及其齿轮、第一轴和离合器从动盘相联系，惯性很小，故V4下降较快。这样，虽然V4原先大于V3，但是由于下降的比V3快，故在变速器推入空挡后的某个时刻，必然会有V4=V3（同步）的情况出现，而过此时刻，又将出现V4＜V3的情况。所以最好是在V3=V4的时刻使齿套右移而挂入五挡。变速器从高挡（五挡）换入低挡（四挡）的过程

变速器在五挡工作以及刚从五挡推到空挡时齿套3与齿轮4的圆周速度相同，即V3=V4，同时，V4＞V2（理由同前），故V3＞V2。但是退入空挡后，由于V2下降的比V3快，根本不可能出现V3=V2的情况；相反，停留在空挡的时间愈久，二者差值愈大。所以驾驶员应该在分离离合器并使齿套3左移到空挡之后随即重新接合离合器，同时踩一下加速踏板，使发动机连同离合器从动盘和变速器一轴一同加速到一轴及齿轮2的转速高于齿套转速，即V2＞V3，然后再分离离合器，到V2=V3时，即可挂入四挡（直接挡）。由此可见，欲使一般变速器换挡时不产生轮齿和花键齿间的冲击，需要进行较复杂的操作，并要求在短时间内迅速而正确地完成。这对于即便是对于技术很熟练的驾驶员，也易造成疲劳。因此，要求在变速器结构上采取措施，既保证挂挡平顺，又使操作简化，减轻驾驶员的疲劳强度。同步器即是在这样使用要求下产生的。同步器构造及工作原理

同步器是在齿套换挡机构基础上发展起来的，其中除前面提及的齿套、齿座、对应齿轮上的接合齿圈外，还增设了使齿套与对应接合齿圈的圆周速度迅速达到一致（同步）的机构，以及阻止二者在达到同步之前接合，防止冲击的机构。同步器有常压式、惯性式、自行增力式等形式，目前广泛采用的是惯性式同步器。考虑到使用的广泛性，我们下面只对惯性式同步器做详细讲述。惯性同步器与常压式同步器一样，都是依靠摩擦作用实现同步的。但它可以从结构上保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以避免齿间冲击和发生噪声。惯性式同步器广泛应用于轿车和轻、中型货车的变速器中。常用的结构形式有锁环式惯性同步器和锁销式惯性同步器两种。同步器构造（锁环式同步器）

以上图为例来说明锁环式同步器的构造和工作原理。齿座15通过内花键套装在二轴上，并用卡簧18轴向固定。在齿座两端与锥环3和9之间，各有一个同步环4和8。同步环上有断续的短花键齿圈（图16-18b），花键齿的断面轮廓尺寸与锥环3、9及齿座15上的外花键齿均相同。两个同步环上的花键齿在对着齿套的一端，都有倒角（称锁止角），且与齿套齿端的倒角相同。同步环具有与锥环3和9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，以便两锥面接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。三个滑块5分别嵌合在齿座的三个轴向槽b内，并可以沿槽轴向滑动。三个定位销6分别插入三个滑块的通孔中。在弹簧16的作用下，定位销压向齿套，使定位销端的球面正好嵌在齿套中部的凹槽a中，起到空挡定位作用。滑块5的两端伸入同步环4和8的三个缺口c中。同步环的三个凸起部d分别伸入分别伸入到齿座的三个通槽e中，只有凸起部位d位于通槽e的中央时，齿套与同步环的齿可能接合。同步器工作过程（锁环式同步器）

假设变速器由五挡挂入六挡（直接挡），锁环式同步器的工作工程如图16-19所示。当齿套7刚从5挡退到空挡时（图16-19a），锥环3和齿套7（连同同步环4）都在其本身及其所联系的一系列运动件的惯性作用下，继续沿原方向（如图箭头所示）旋转。设它们的转速分别为n3、n7和n4，则此时n4=n7，n3＞n7，即n3＞n4。此时同步环4在轴向是自由的，故其内锥面与锥环的外锥面此时并未接触。同步器工作过程（锁环式同步器）若要挂入六挡，可用换挡拨叉拨动齿套7，并通过定位销6带动滑块5一起向左移动。当滑块左端面与同步环4的缺口c（图16-18b）的端面接触时，便会推动同步环4移向锥环3，使具有转速差（n3＞n4）的两锥面一经接触便产生摩擦作用（图16-19b）。锥环3即通过摩擦作用带动同步环4相对于齿套7超前转过一个角度，直到同步环的凸起部d与齿座15通槽e的另一侧面接触时，同步环便与齿套同步转动。此时，齿套的齿与同步环的齿较同步环的凸起部d与齿座通槽的中央时错开了约半个齿厚（原因：在变速器设计时，齿座通槽的宽度为同步环凸起部d的宽度+齿套的一个齿厚A），从而使接合套的齿端倒角与同步环相应的齿端倒角正好相互抵触而不能进入啮合。同步器工作过程（锁环式同步器）

显然，此时若要齿套的齿圈与同步环上的齿圈接合上，必须使同步环相对齿套后退一个角度。图16-19b）左上角的局部放大图表示，由于驾驶员在换挡过程中始终对于齿套施加一个轴向力，使齿套的齿端倒角压紧同步环齿端倒角，于是同步环的锁止角斜面上作用有法向压力FN,力FN可以分解为轴向力F1和切向力F2，切向力F2所形成的力矩力图使同步环相对于齿套向后退转，称为拨环力矩。轴向力F1使同步环4与锥环3二者之间的锥面产生摩擦力矩，使二者之间的转速n3与n4迅速接近，并且实际上可认为n4不变，只是n3趋近于n4。这是因为同步环4连同齿套7通过齿座15与整个汽车系相连，转动惯量大，转速下降很慢。而锥环3仅与离合器从动部分相联系，转动惯量很小，速度降低较前者快的多。因为锥环3是减速旋转的，根据惯性原理，即产生惯性力矩，其方向与旋转方向相同。此惯性力矩通过摩擦锥面作用到同步换上，阻止同步环相对于齿套向后退转。亦即在同步环上作用着两个方向相反的力矩：其一为切向力F2形成的力图使同步环相对于齿套向后退转的拨环力矩M2；另一为摩擦锥面上阻止同步环向后退转的惯性力矩M1。同步器工作过程（锁环式同步器）在n3尚未等于n4之前，两个锥面间摩擦力矩的数值与锥环3惯性力矩的数值相等。如果M2＞M1，则同步环4即可相对于齿套向后退转一个角度，以便二者进行接合；若M2＜M1，则二者不可能进入接合。摩擦力矩M1与轴向力F1垂直于摩擦锥面的分力成正比，而M2则与切向分力F2成正比。F1和F2都是法向力FN的分力，二者的比值取决于花键齿锁止角的大小。故在设计同步器时，适当地选择锁止角和摩擦锥面的锥角，便能保证在达到同步（n3=n4）之前，锥环3施加在同步环4上的惯性力矩M1总是大于切向力F2形成的拨环力矩M2，因而不论驾驶员通过操纵机构加在齿套上的轴向推力有多大，齿套齿端与同步环齿端总是互相抵触而不能结合。这说明同步环4对齿套的锁止作用是锥环3的惯性力矩造成的。此即“惯性式”名称由来。同步器工作过程（锁环式同步器）只要驾驶员继续加力于齿套上，摩擦作用就迅速使锥环3转速降到与同步环4转速相同，而后二者保持同步旋转，即锥环3相对于同步环的转速和角减速度均为零，于是其惯性力矩便消失。但是由于轴向F1的作用，两个摩擦面还是紧密接合着的。因而此时切向力F2形成的拨环力矩M2便迅速使同步环4连同锥环3及与之相连的所有零件一起相对于齿套7向后对转一个角度，使同步环凸起部d又移到齿座15的通槽中央。两个花键齿圈不再抵触，此时齿套压下定位销6继续左移，而与同步环的花键齿圈进入接合（图16-19c）,同步环的锁止作用即行消失。同步器工作过程（锁环式同步器）

齿套与同步环接合后，轴向力F1不再存在，锥面间的摩擦力矩也就消失。如果此时齿套的花键齿与锥环3的花键齿发生抵触，如图（16-19c）所示，则于上述相似，作用在锥环3花键齿端斜面上的切向分力，使锥环3相对于同步环及齿套转过一个角度，使齿套与锥环进入接合（图16-19d），而最后完成了换入六挡的全过程。变速器滑动齿套、锥环的自锁原理同步器的构造（锁销式同步器）

上图16-21所示，为某型号变速器的四五挡同步器。两个有内锥面的摩擦锥盘2分别固定在带有外花键齿圈的斜齿齿轮1和6上，随齿轮一同旋转。与之相配合的两个有外锥面的摩擦锥环3，通过三个锁销8和三个定位销4与滑动齿套5相连接。锁销8与定位销4在同一圆周上相互间隔地均匀分布。锁销8的两端固定在摩擦锥环3的孔中，而两端的工作表面外圆直径与滑动齿套端面上相应的销孔内径相等，其中部外径则小于孔径。只有锁销与滑动齿套孔对中时，齿套方能沿锁销轴向移动。锁销8中部和齿套5相应销孔两端有角度相同的倒角——锁止角。在齿套上定位销孔中部钻有斜孔，内装弹簧11，把钢球10顶向定位销中部的环槽（如A-A剖面图所示），以保证同步器处于正确的空挡位置。定位4两端伸入锥环内侧面，但有间隙，故定位销4可随齿套5轴向移动。同步器工作过程（锁销式同步器）

锁销式同步器的工作原理与上述锁环式惯性同步器的基本相同，在滑动齿套向左移动，由四挡挂入五挡（直接当）时，齿套5受到拨叉的轴向推力作用通过钢球10和定位销4带动摩擦锥环3向左移动，使之与对应的摩擦锥盘接触。具有转速差的摩擦锥环与摩擦锥盘一经接触，靠接触面的摩擦使锥环连同锁销相对于齿套转过一定角度，因而锁销8的轴线相对齿套上销孔的轴线偏移，于是锁销中部的倒角与齿套上销孔的倒角互相抵触，以阻止齿套继续前移。此时锁止面上法向压力N的轴向分力F2作用在锥环上并使之与锥盘压紧，因而齿套与待接合的花键齿圈迅速达到同步。只有达到同步时，起锁止作用的齿轮1的惯性力矩消失，作用在锁销上的切向分力F1才能通过使摩擦锥环3、摩擦盘2和齿轮1一同相对于齿套5转过一个角度，使锁销重新与销孔对中，于是齿套便能轻易克服钢球10的阻力，而沿锁销移动，直至与齿轮1的花键齿圈接合，实现挂档。同步器的发展

目前，同步器已经广泛应用在机械式齿轮传动的汽车变速器中。由于它的使用，使得机械式手动变速器的性能大大改善，不但换挡轻便，避免冲击，同时使得变速器及整个传动系的寿命也得到提高，也有利于提高汽车的动力性和燃油经济性。并且改变了两脚离合器的换挡操纵方法，减少了驾驶员的疲劳，增加了驾驶员的安全感和舒适感。为此国内现生产的汽车变速器大都采用了同步器结构。锁环式同步器由于结构紧凑，性能良好，使用可靠，成本低，目前得到广泛的应用，但是其缺点是同步摩擦力矩偏小，为此现在的锁环式同步器由原来单锥锁环式同步器改为双锥锁环式同步器，甚至多锥锁环式同步器。现在双锥锁环式同步器在国内运用广泛，多锥锁环式同步器目前国内很少涉及。同步器同步锥面摩擦材料的发展动向：同步器同步锥面材料直接影响到同步器的性能和寿命，一般选择同步材料应满足一下几个方面要求：①具备良好的加工性能；②耐磨性能好；③具有高强度，耐高温、抗冲击载荷能力强的力学性能；④摩擦系数高而稳定；⑤稳定弹性模数。同步器的发展

以前，国内汽车变速器中同步环的材料多以铜基合金为主，随着ZF、日野等变速器的引进，国外采用的一种提高同步器耐磨性和寿命的同步环喷钼工艺也开始应用于国内变速器的生产中。除此之外，随着同步器性能要求的提高，现国外同步环采用新型摩擦材料的愈来愈多，下面就对此做下介绍：

1、树脂同步环的应用为了提高同步环的摩擦系数以耐磨性并降低制造成本，日本协和合金株式会社在1985年开发成功了热硬化性树脂同步环，它是采用注塑成型工艺在钢齿环或铸铁齿环的摩擦圆周面上注塑一层热硬化性粉拳树脂后进行螺纹加工。大齿公司引进日产柴的MPS62B、MPT21B变速器均采用树脂环，而不再使用铜环，由此也证明了树脂环的发展趋势。

2、碳纤维材料的应用为了在保证一定摩擦系数下提高同步环的耐磨性和寿命，各相关公司已完成碳纤维材料的开发。如EATON公司生产的同步器是粉末冶金基体上粘结碳纤维耐磨材料EFM-Ⅰ或EFM-Ⅱ。这种碳纤维耐磨材料摩擦系数高，磨损小，压缩性小。从国内来看，同步器结构由单锥向双锥及多锥发展，对杠杆是同步器至今国内尚属空。对于同步器材料，树脂同步环、喷钼同步环、碳纤维同步环均已批量生产。第五章变速器操纵机构互锁、自锁原理介绍变速器上盖换挡操纵机构的互锁功能

互锁机构结构及工作原理图

为了使变速器在变速中只能挂上某一个需要的挡位，不出现同时挂上两个以上挡位的情况，在变速箱上盖上设有互锁机构。互锁机构的结构如图（A）所示。空挡时互锁状况见图（B），变速箱挂上某一档位后，使其中两只刚球分别进入另外两根拨叉轴槽内，将这两根拨叉轴锁住见图（C），此时其余两根拨叉轴将不能活动，完成互锁功能。变速器上盖换挡操纵机构的自锁功能挂档后应保证结合套于与结合齿圈的全部套合（或滑动齿轮换档时，全齿长都进入啮合）。在振动等条件影响下，操纵机构应保证变速器不自行挂档或自行脱档。为此在操纵机构中设有自锁装置。操纵机构自锁功能很容易理解，简单来说就是自锁弹簧将自锁钢球顶入叉轴相应的自锁窝，叉轴暂时处于变速器工作过程中所需要的位置。变速器空挡时，自锁钢球进如叉轴的空挡自锁窝，保证变速器不会由于振动等原因而自行挂档；变速器有挡时，自锁钢球进入叉轴有挡自锁窝，保证变速器不自行脱档。拨叉轴叉轴空挡自锁窝叉轴有挡自锁窝叉轴有挡自锁窝第六章变速器主副箱互锁机构原理介绍

对于我公司的HW90510、HW12710、HW13710等带副箱的变速器，副箱高低挡采用同步器换挡；为能够有效保护副箱同步器，主副箱之间设计了互锁机构，副箱叉轴在高挡和低挡位置设有两处沟槽。互锁机构的原理就是在副箱高档或低档未挂到位的情况下，主箱不允许换挡，借此来达到保护副箱同步器的目的。第七章变速器与整车匹配的基本要求变速器与整车的匹配

变速器与整车的匹配涉及到各方面的内容，变速器选择的合适与否，直接影响整车动力性及经济性，这方面的内容是属于整车设计的范畴，在此就不做说明。一般整车在与变速器厂家做技术沟通时是以技术协议的形式来进行的，待技术协议下发到变速器厂家后，变速器厂家负责匹配的技术人员会针对协议内所列的内容，并针对自己变速器的特点作出应有的设计。下面就谈谈技术协议中签订过程中，有哪些技术参数必须特别注意。一、整车发动机型号、发动机最大功率、发动机最大扭矩等整车技术参数，以上数据在技术协议中必须详细说明，变速器厂家会根据产品的特点来判断匹配是否存在隐患；二、涉及到变速器方面参数有：①变速器各挡速比必须一一罗列清楚；②变速器最大输入扭矩技术协议需要注明；③里程表速比、里程表接口形式、里程表传感器接口形式；④离合器壳规格、厚度、分离叉轴的位置等，此处需要与变速器厂家提前沟通，尽量选择已有的离合器壳，因重新设计离合器壳涉及到壳体的开模、生产、加工等，周期比较长，成本也较高；⑤顶盖的操纵方式，如双杆左置、双杆右置、单杆左置、单杆右置。针对双杆操纵顶盖，需要注明换挡轴距二轴中心线的距离，换挡摇臂左置还是右置，换挡摇臂外端到变速器中心的距离，换挡摇臂的厚度，连接孔的孔径、位置，换挡摇臂的装配方向，选档轴的高度，选档轴连接处的规格尺寸，选挡轴方向等；针对单杆操纵顶盖需要注明换挡轴距变速器二轴中心线的距离，换挡摇臂外端距离变速器中心的距离，换挡摇臂的厚度，连接孔的孔径、位置，换挡摇臂的装配方向。涉及顶盖操纵处同样需要双方技术人员做提前沟通。⑥一轴的花键规格，一轴轴头的规格、长度，一轴伸出离合壳止口的长度，一轴端盖的外圆直径、距离离合器壳之口的长度，此处变速器厂家均能按照整车的要求，做出相应设计；⑦离合器分离摇臂的安装位置（左置、右置），分离摇臂的初始位置（一般会标明前偏或后偏几度），分离摇臂外端距离变速器中心的距离，分离摇臂链接孔的孔径及厚度，离合器分离轴承规格、分离轴承的初始位置，分离轴承的最大行程等；变速器与整车的匹配⑧输出法兰的形式，是端面齿式，还是普通的四孔式，输出法兰的规格，是否带凸缘螺栓，螺栓规格及精度等级等。⑨变速器是否带取力器，如带区取力器，还需要注明取力器的安装位置，输出扭矩、取力器的连接方式，有凸缘式、内花键式等，凸缘式还需注明凸缘形式及具体尺寸要求，若是内花键式需要注明内花键的规格等。⑩变速器空挡、倒挡等开关的连接方式，包括双接线柱式，螺旋式等。以上就是罗列了下变速器匹配时需要注意的事项，具体匹配时，需双方技术人员仔细认真沟通，达到满意的匹配要求。第八章变速器故障诊断及原因分析一变速器故障诊断的基本程序初步检查分解变速器确定故障的类型确定故障的原因并排除初步检查1.观察检查：寻找损坏迹象，注意关键部件，如安装点、接头或支架。2.询问车主或驾驶员：搜集有关资料如工作状况、故障史等。3.建立有关档案：包括保养和润滑周期，出现过的故障，使用里程和时间。分解变速器1.保存油样以备必要时检查杂质含量之用；2.解体过程中，检查零件是否安装正确；有无漏装或使用了冒牌零件；3.仔细清洗每一个零件；4.仔细检查每一个零件.变速箱几种常见故障检查判定方法一、当驾驶员挂档后车辆不能行驶我们对变速箱的检查。1.如果挂档感觉轻松，没有很明显的吃力感，并且车辆不能行驶我们应做如下检查：检查小盖挂挡拨头是否断裂，检查大盖导块拨叉是否断裂，检查拨叉和拨叉轴固定弹簧销或内六角锥堵是否脱落。2.当变速箱已挂上档但车辆仍不能行驶时我们应考虑以下几方面：检查在二轴对应档位上的齿轮锥环是否脱焊，检查时固定齿轮拨动锥环，观察锥环是否松动.检查中间轴平键是否脱出，拨动二轴上的齿轮，齿轮可以自由转动，但其它齿轮不跟着旋转可以断定中间轴平键已经脱出或者损坏。2、如果反映只有一个档位挂档困难，其它档位挂档良好时：检查齿套与该档齿轮的啮合齿的配合间隙是否影响挂档。检查齿轮的滚针轴承是否损坏，齿轮发生摆动影响挂档。检查齿轮啮合齿或齿套端面是否发生磨损以引起挂档困难。检查同步环是否变形或磨损影响挂档。3.如果对应的两个档位都反映不好挂档时：检查齿套和齿座的配合间隙，齿套能否自由滑动，检查拨叉与拨叉轴连接是否牢固，推动拨叉检查拨叉轴滑动是否灵活，检查大盖拨叉是否变形或者磨损，检查拨叉轴口是否磨损致使拨叉晃动影响挂档。三、对变速箱漏油部位的检查，这里我们介绍将针对检查变速箱油封部位的漏油进行介绍检查油封刃口处是否损坏或有异物，查找降低油封密封性的原因，检查油封弹簧是否脱落，检查轴承盖安装油封孔位是否松旷，从而降低密封性。检查轴承盖回油孔是否通畅，检查轴或凸缘与油封刃口接触面是否磨损或划伤。五、变速箱掉档的判定分析，变速箱掉档是一个综合问题，应做到全面检查。因此