汽车底盘课件 课程3 手动变速器的构造与维修

课题3

手动变速器的构造与维修学习目标1.掌握变速传动机构的基本结构。2.掌握科鲁兹D16变速器各挡位动力传递路线。3.熟悉同步器结构。4.了解同步器工作原理。5.掌握锁环式同步器检查方法。6.熟悉操作机构的结构及工作。7.熟悉自锁、互锁、倒挡锁装置的结构及工作原理。一、变速器概述实现倒车改变传动比1.变速器的作用切断动力传递2.变速器的类型根据操作方式不同，变速器分为手动变速器和自动变速器。(１)手动变速器(MT):由驾驶员操作变速杆实现挡位变化，如图3-2所示。(２)自动变速器(AT):由自动变速器控制模块控制挡位变化，驾驶员通常只需要操作加速踏板，如图3-3所示。3.手动变速器的组成发动机前置前驱与前置后驱车辆的手动变速器结构不同，但是一般都由变速传动机构、同步器、操纵机构和安全装置组成。4.手动变速器的类型(１)三轴式手动变速器，传动比变化范围大，在中、小型货车和越野车上被广泛采用。(２)两轴式手动变速器，主要应用于发动机前置前驱或发动机后置后驱的轿车上。轻型轿车上，前置发动机又有纵向布置和横向布置两种形式，与其配用的两轴式手动变速器也有两种不同的结构形式。二、齿轮传动的原理对于变速器，各挡的传动比i就是变速器输入轴转速与输出轴转速之比。即(1)当i＞1时，n输出＜n输入，T输出＞T输入，实现减速增矩，为变速器的减速挡，且i越大，挡位越低。(2)当i＝1时，n输出＝n输入，T输出＝T输入，为变速器的直接挡。(3)当i＜1时，n输出＞n输入，T输出＜T输入，实现增速降矩，为变速器的超速挡。若改变动力传递方向的功能，则可以通过增加一个惰轮来实现，前进挡和倒挡的对比如图3-8所示。三、三轴式手动变速器工作原理:通过拨动变速杆，切换中间轴上的主动齿轮;通过大小不同的齿轮组合与动力输出轴接合，从而改变驱动轮的转矩和转速。发动机的动力输入轴是通过一根中间轴，间接与动力输出轴连接的。图3-9中同步器位于中间状态，相当于变速器挂了空挡。一般的手动变速器都有好几个挡位，图3-10所示为五挡三轴式手动变速器，可以理解为在图3-8的基础上添加了几组齿轮如当挂上1挡时，实际上是将1、2挡同步器向左移动使同步器与1挡从动齿轮(图中①)接合，将动力传递给输出轴。五挡三轴变速器有5个前进挡和1个倒挡，由壳体、第一轴、中间轴、第二轴、倒挡轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。(１)输入轴和输入轴常啮合齿轮为一个整体，是变速器的动力输入轴。(２)中间轴上制有六个齿轮，作为一个整体而转动。(３)在输出轴上，通过花键毂装有三个同步器，通过轴承安装有输出轴各挡齿轮。(４)倒挡轴采用过盈配合压装在壳体相应的轴孔中。倒挡齿轮通过轴承活套在倒挡轴上。四、两轴式手动变速器１.基本结构两轴式手动变速器主要由齿轮和同步器组成。２.动力传递路线(１)1挡动力传递路线。1挡动力传递路线如图3-13所示。输入轴→1挡主动齿轮→1挡从动齿轮及接合齿圈→1、2挡同步器接合套→1、2挡同步器花键毂→输出轴→主减速器主动齿轮。(２)2挡动力传递路线。2挡动力传递路线如图3-14所示。输入轴→2挡主动齿轮→2挡从动齿轮及接合齿圈→1、2挡同步器接合套→1、2挡同步器花键毂→输出轴→主减速器主动齿轮。(３)３挡动力传递路线。３挡动力传递路线如图3-15所示。输入轴→３挡主动齿轮→３挡从动齿轮及接合齿圈→３、４挡同步器接合套３、４挡同步器花键毂→输出轴→主减速器主动齿轮。(４)４挡动力传递路线。４挡动力传递路线如图3-16所示。输入轴→４挡主动齿轮→４挡从动齿轮及接合齿圈→３、４挡同步器接合套→３、４挡同步器花键毂→输出轴→主减速器主动齿轮。(５)５挡动力传递路线。５挡动力传递路线如图3-17所示。输入轴→５挡主动齿轮→５挡从动齿轮及接合齿圈→５挡同步器接合套→５挡同步器花键毂→输出轴→主减速器主动齿轮。(６)倒挡动力传递路线。倒挡动力传递路线如图3-18所示。输入轴→输入轴倒挡齿轮→倒挡惰轮→输出轴倒挡齿轮(１、２挡同步器接合套)→１、２挡同步器花键毂→输出轴→主减速器主动齿轮。五、同步器１、结构分类根据结构不同，惯性式同步器可分为锁销式同步器和锁环式同步器。锁销式同步器主要由摩擦锥盘、摩擦锥环、锁销和接合套组成。其结构形式合理，力矩较大，多适用于中型和大型货车上，其结构如图3-19所示。锁环式同步器主要由花键毂、接合套、锁环、滑块、弹簧、钢珠等组成。其结构紧凑、便于合理布置，多用于轿车和轻型货车上，其结构如图3-20所示。２、锁环式同步器的工作原理以D16变速器由低速挡挂入高速挡为例。工作过程分为预同步、锁止、滑移、接合四个过程。(１)预同步。当踩下离合器时，输入轴与飞轮之间的动力传递被切断，拨叉使接合套从低速挡退出到空挡位置，在惯性作用下，接合套、同步环和接合齿圈继续保持原来的速度转动。其工作过程如图3-21所示。(２)锁止。同步器接合套在Fn的作用下移动，同时产生两个分力F1和F2，同步环与接合套锁止。其工作过程如图3-22所示。(３)滑移。接合套在锁环上继续左移。其工作过程如图3-23所示。(4)接合。接合套穿越锁环，与外花键齿圈接合。其工作过程如图3-24所示。六、操纵机构１、直接式操纵机构变速器布置在驾驶员座位附近，变速杆经驾驶室底板直接伸入变速器，驾驶员可直接操纵换挡，这种操作机构称为直接式操纵机构。一般由变速杆、拨块、拨叉轴、拨叉等组成。直接式操纵机构在车辆中使用的越来越少。２、远距离式操纵机构手动变速器布置在发动机舱，距离驾驶员座位比较远，变速杆与变速器之间需要加装一套传动机构才能实现换挡，这种操作机构称为远距离式操纵机构。其由换挡杆、换挡控制杆、拨叉轴、拨叉等组成，结构如图3-26所示。七、安全装置１、自锁装置换挡拨叉轴上方有３个凹坑，上面有被弹簧压紧的钢球，当拨叉轴位置处于空挡或某一挡位置时，钢球压在凹坑中，起到了自锁作用，如图3-27所示。２、互锁装置当中间拨叉轴移动换挡时，另外两个拨叉轴被钢球锁住，防止同时换上两个挡而使变速器卡死或损坏，起到了互锁作用，如图3-28所示。３、倒挡锁装置当换挡杆下端向倒挡拨叉轴移动时，必须压缩弹簧才能进入倒挡拨叉轴上的拨块槽中。这样可以防止在汽车前进时因误换倒挡而导致零件损坏，起到了倒挡锁的作用。当倒挡拨叉轴移动挂挡时，另外两个拨叉轴被钢球锁住，如图3-29所示。八、手动变速器常见的故障及排除１、换挡困难(１)若换挡存在异响，则表明待啮合轮齿的圆周速度不等，应检查离合器分离是否彻底，润滑油量是否充足或质量是否合格，同步器是否损坏。(２)若换挡时没有异响，则表明操作机构出现故障，检查换挡杆挂挡手感是否明显。(３)若挂挡感觉明显，则检查拨叉与拨叉轴连接是否正常。(４)若挂挡感觉不明显，则检查换挡控制器及自锁、互锁装置是否卡死，换挡及变速控制器、换挡拉索是否出现错位、间隙过大。故障现象故障原因排除方法主要表现在汽车行驶过程中，尤其在加速或爬坡时，换挡杆自动跳回到空挡位置根本原因是啮合齿轮在传递动力时产生较大的轴向力，从而脱离啮合;或啮合时，齿轮一部分啮合，一部分没有啮合，在轴向力的作用下挡位自动脱出变速器或发动机固定支座螺栓是否松动或断裂变速器离合器壳体是否对正或松动换挡拉索是否调整不当拨叉是否弯曲或磨损拨叉轴支承轴承是否磨损拨叉轴自锁装置是否失效接合齿圈或接合套花键是否磨损成锥形齿轮轴向间隙是否过大输入轴或输出轴轴向间隙是否过大２、跳挡3、乱挡故障现象故障原因排除方法主要表现在挂入的挡位与应该挂入的挡位不符，或原挡位未退出，仍然能挂上另一个挡根本原因是操作机构选挡不正确或互锁装置失效检查互锁装置是否损坏操纵机构部分杆件是否变形或连接松动换挡拉索是否调整不当换挡杆支承球头座是否松动选换挡控制器是否损坏４、卡挡故障现象故障原因排除方法变速器卡在某个挡位，无法回到空挡根本原因是接合套与接合齿圈不能正常分离拨叉轴是否弯曲卡死同步器滑块是否堵塞齿轮轴向定位卡簧是否脱落５、漏油故障现象故障原因排除方法主要表现在变速器内的润滑油从变速器壳体接合面、轴承盖等位置渗漏出来根本原因是变速器润滑油加注过多、密封不良或其内部压力过高等通气孔是否堵塞润滑油油量是否过多变速器固定支座紧固螺栓是否松动油封是否损坏密封垫或密封胶是否失效变速器壳体是否有裂纹６、异响故障现象故障原因排除方法主要表现在变速器在工作过程中发出不正常的响声根本原因是变速传动机构间隙