《手动变速器》PPT课件.ppt

第四章手动变速器l第一节概述l第二节手动变速器的变速机构l第三节同步器l第四节变速器操纵机构l第五节手动变速器故障诊断与检修第一节概述l一、变速器的功用l1、通过改变传动比扩大汽车驱动力和速度的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时，使发动机在最有利的条件下工作。l2、在发动机旋转方向不变的条件下，使汽车能倒向行驶。l3、中断发动机向驱动桥的动力传递，以使发动机能够起步、怠速，满足汽车暂时停车的需要。此外，还可作为其他动力输出装置（举升、起吊装置等）二、变速器的类型l（1）按传动比的变化方式划分按传动比的变化方式划分，变速器可分为，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。有级式、无级式和综合式三种。l(a)有级式变速器有级式变速器：有几个可选择的固定传动比，：有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。又可分为：齿轮轴线固采用齿轮传动。又可分为：齿轮轴线固定的定的普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴线普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴线旋转的行星齿轮变速器两种。旋转的行星齿轮变速器两种。l(b)无级式变速器无级式变速器:传动比可在一定范围内连续传动比可在一定范围内连续变化变化,常见的有液力式常见的有液力式,机械式和电力式等。机械式和电力式等。l(c)综合式变速器综合式变速器：由有级式变速器和无级式变：由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其传动比可以在最大值速器共同组成的，其传动比可以在最大值与与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。最小值之间几个分段的范围内作无级变化。l（2）按操纵方式划分按操纵方式划分，变速器可以分为强制操，变速器可以分为强制操纵式，自动操纵式和半自动操纵式三种。纵式，自动操纵式和半自动操纵式三种。l(a)强制操纵式变速器强制操纵式变速器：靠驾驶员直接操纵变速：靠驾驶员直接操纵变速杆换档。杆换档。l(b)自动操纵式变速器自动操纵式变速器：传动比的选择和换档是：传动比的选择和换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，变速器自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档位的变换。执行元件，实现档位的变换。l(c)半自动操纵式变速器半自动操纵式变速器：可分为两类，一类是：可分为两类，一类是部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；l另一类是预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏另一类是预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档。板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档。三、手动变速器的工作原理l普通齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动实现转速和转矩的改变。图l在一对齿轮逐齿啮合传动中，相同时间内，两个齿轮参加啮合的齿数比定相等，故n1Z1=n2Z2。l传动比i12=n1/n2=Z2/Z1。l即输入轴转速与输出轴转速之比或被动齿轮齿数与主动齿轮齿数之比，称为传动比。l组合齿轮传动中，其传动比为被动齿轮齿数的连乘积与主动齿轮齿数的连乘积之比。图l根据能量守恒定律，齿轮传动中，输入轴功率P1应等于输出轴功率P2，即P1=P2l因为P1=M1n1/9550千瓦，P2=M2n2/9550千瓦所以M1n1=M2n2，传动比i12=n1/n2=M2/M1。上式表明若n2M1，得到降速增扭目的，速度降低越多，扭矩增加越大。图l归纳：li=1，为直接档；li1，为低速档。第二节手动变速器的变速传动机构l变速器由变速传动机构、变速操纵机构组成l形式：三轴式和二轴式l一、三轴式变速器1.应用范围：发动机前置后轮驱动2.特点：传动比范围大，具有直接档传动效率提高。3.组成：1-输入轴2-轴承3-接合齿圈4-同步环5-输出轴6-中间轴7-接合套8-中间轴常啮合齿轮P238-3-26l花键毂上分别套有带有内花键的啮合套。通过啮合套的前后移动，可以使花键毂与相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿轮上的动力传给二轴。lCA1092型汽车六档变速器示意图、结构图l4.各档的传力路线：l一档：20后移与21啮合：1-2-38-33-22-21-20-28-26，i1l二档：20前移与19啮合：1-2-38-34-17-18-19-20-28-26，i2l三档：12后移与14啮合：1-2-38-35-16-15-14-12-13-26，i3l四档：12前移与10啮合：1-2-38-36-9-10-11-12-13-26，i4l五档：5后移与7啮合：1-2-38-37-8-7-6-5-40-26，i5l六档：5前移与3啮合：1-2-3-4-5-40-26，i6=1l倒档：23后移与24啮合：1-2-38-29-32-25-24-23-27-26，i倒l5.变速器的换档装置：1）直接滑动式换档装置：直接滑动式用于直齿轮传动的档位，换档齿轮和轴通过花键联接。常用于一档、倒档。2）接合套式换档装置：这种换档装置用于斜齿轮传动的档位。l6.防止自动跳档措施：lCA1091型汽车l东风EQ1090E型汽车二、两轴式变速器l1.结构：P240-3-27l1-输入轴2-接合套3-里程表齿轮4-同步环5-半轴6-主减速器被动齿轮7-差速器壳8-半轴齿轮9-行星齿轮10、11-输出轴12-主减速器主动齿轮13-花键毂与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，所以一般档位传动效率要高一些；但是任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。第三节同步器l一、无同步器的换档过程l1.低档换高档l高档速度V2l接合套速度V3l低档速度V4l踩离合器，脱空档，V3=V4（瞬时）因为V2V4,则V2V3（不同步），由于V3下降慢（转动惯量大），V2下降快（转动惯量小），等待一会时间，当V3=V2时，l再踩离合器，挂档。l2.高档换低档l踩离合器，脱空档，V3=V2（瞬时）因为V2V4,则V3V4（不同步）V3下降慢（转动惯量大）,V4下降快（转动惯量小），若不采取措施，V3与V4不同步差距会更大，此时，应抬起离合器，加油门，迅速提高V4，当V3=V4时，l再踩离合器，挂档。二、同步器的构造及其工作原理l同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。l惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构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，从而避免了齿间冲击。l惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种l1.锁环式惯性同步器l1）构造D-C3-15l北京BJ212型汽车三档变速器中的二、三档同步器（图）为例说明。花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮1，4及花键毂7上的外花键齿均相同。在两个锁环上，花键齿对着接合套8的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，内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2分别嵌合在花键毂的三个轴向槽11内，并可沿槽轴向滑动。在两个弹簧圈6的作用下，滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空档定位作用。滑块2的两端伸入锁环9和5的三个缺口12中。只有当滑块位于缺口12的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。l2）工作原理la)在挂三档时，用拨叉3拨动接合套8并带动滑块2一起向左移动。当滑块左端面与锁环9的缺口12的端面接触时，便推动锁环9压向齿轮1，使锁环9的内锥面压向齿轮1的外锥面。由于两锥面具有转速差（n1n9），所以一接触便产生摩擦作用。D-C3-16lc)齿轮1即通过摩擦作用带动锁环相对于接合套超前转过一个角度，直到锁环9的缺口12与滑块的另一侧面,接触时，锁环便与接合套同步转动。此时，接合套的齿与锁环的齿错开了约半个齿厚，从而使接合套的齿端倒角面与锁环相应的齿端倒角面正好互相抵触而不能进入啮合(此时，无论驾驶员施加多大的力，都挂不上档。由于拨环力矩总是小于摩擦力矩，设计上予以保证，即与具有一定关系式。图lb)同步后，摩擦力矩消失，再拨环力矩作用下，锁环被拨动一个角度，滑块此时位于缺口中央，实现顺利挂档。ld)最后，完成挂档。2.锁销式惯性同步器l1）构造图l以东风EQ1090E型汽车变速器四、五锁销式惯性同步器为例，有三个定位销和三个锁销，间隔穿过接合套。l特点：摩擦锥盘磨损后，可更换，成本低。l2）原理：挂档时，接合套带动定位销及摩擦锥环，顶压在摩擦锥盘上，由于不同步产生摩擦力矩，此时锁销与接合套倒角相对，无论驾驶员施加多大的力都无法挂上档。同步后，摩擦力矩消失，再F1产生的拨环力矩作用下，锁销被拨动一个角度，顺利挂档。l归纳：l同步器的作用：l1）挂档操作简便，减轻驾驶员的疲劳。l2）避免挂档时，由于驾驶员挂档时机掌握不好造成挂档响声。l3）挂档迅速，提高燃料经济性。第四节变速器操纵机构l变速器操纵机构能让驾驶员使变速器挂上或摘下某一档，从而改变变速器的工作状态。l为了保证变速器的可靠工作，变速器操纵机构应能满足以下要求：l（1）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。l（2）为了防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏，在操纵机构中设有互锁装置。l（3）为了防止在汽车前进时误挂倒档，导致零件损坏，在操纵机构中设有倒档锁装置。l前置发动机后轮驱动汽车变速器的外操纵机构l1-变速器壳体2-变速连动杆3-变速杆l一般前置发动机后轮驱动汽车的变速器距离驾驶员座位较近，换档杆等外操纵机构多集中安装在变速器箱盖上，结构简单、操纵容易并且准确。l变速器远距离外操纵机构l1-变速杆2-纵向拉线3-横向拉线l在发动机后置或前轮驱动的汽车上，通常汽车变速器距离驾驶员座位较远，变速杆和变速器之间通常需要用连杆机构联接，进行远距离操纵。l一、换档拨叉机构二、定位锁止装置l1.自锁装置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。换档拨叉轴上方有三凹坑，上面有被弹簧压紧的钢珠。当拨叉轴位置处于空档或某一档位置时，钢珠压在凹坑内。起到了自锁的作用。lD-C3-23Al自锁装置示意图自锁装置示意图l2.互锁锁装置当中间换档拨叉轴移动挂档时，另外两个拨叉轴被钢球琐住。防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏，起到了互锁作用。l互锁装置工作示意图互锁装置工作示意图l自锁、互锁装自锁、互锁装置统一的结构置统一的结构l3.倒档锁装置当换档杆下端(红色的长方块部分)向倒档拨叉轴移动时，必须压缩弹簧才能进入倒档拨叉轴上的拨块槽中。防止了在汽车前进时误挂倒档，而导致零件损坏，起到了倒档锁的作用。当倒档拨叉轴移动挂档时，另外两个拨叉轴被钢球琐住。倒档锁结构倒档锁结构第五节手动变速器故障诊断与检修l一、变速器常见故障与诊断l1.变速器的异常声响l1）空档发响l1）现象l2）原因l3）诊断l2）挂档后发响l1）现象l2）原因l3）诊断l2.变速器跳档l1）现象l2）原因l3）诊断l3.挂档困难l1）现象l2）原因l3）诊断l4.变速器乱档l1）现象l2）原因l3）诊断l5.变速器发热l1）现象l2）原因l3）诊断二、变速器零件的检修l1.齿轮与花键的检修l1）齿面斑点小时，可用油石修磨后继续适用。l2）齿路端面磨损长度齿长15%，否则更换。l3）齿轮啮合面应在齿高中部，接触面积应60%。l2.轴的检修l1）弯曲变形可用百分表检查，超标应校正或更换，如图。l2）用千分尺检查轴径磨损程度，磨损超过规定值，可堆焊后修磨、镀铬修复或更换。l3.同步器的检修l用厚薄规测量锁环和换档齿轮端面之间的间隙。解放CA1091标准间隙为mm，磨损极限为mm。l4.变速器壳体的检修5.变速器盖的检修l6.轴承的检修l7.操纵机构的检修三、变速器的装配与调整四、变速器的磨合与试验五、齿轮油的选用思考题4l1.何谓传动比？l2.手动变速器的功用？l3.叙述解放CA1092变速器各档动力传递路线？l4.同步器的功用？l5.何谓自锁、互锁、倒档锁？l6.叙述解放CA1091变速器操纵机构各零件名称？l7.速度降低，扭矩为何会增加？