《手動變速器》PPT課件

第四章 手動變速器l第一節(jié) 概述l第二節(jié) 手動變速器的變速機(jī)構(gòu)l第三節(jié) 同步器l第四節(jié) 變速器操縱機(jī)構(gòu)l第五節(jié) 手動變速器故障診斷與檢修 第一節(jié) 概述l一、變速器的功用l 1、通過改變傳動比擴(kuò)大汽車驅(qū)動力和速度的變化范 圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時，使發(fā)動 機(jī)在最有利的條件下工作。l 2、在發(fā)動機(jī) 旋轉(zhuǎn)方向不變的條件下，使汽車能倒向 行駛。l 3、中斷發(fā)動機(jī)向驅(qū)動橋的動力傳遞，以使發(fā)動機(jī)能夠 起步、怠速，滿足汽車暫時停車的需要。 此外，還可作為其他動力輸出裝置（舉升、起吊裝置等） 二、變速器的類型l（1）按傳動比的變化方式劃分，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。l (a)有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪（行星齒輪）軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪變速器兩種。l (b)無級式變速器:傳動比可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化,常見的有液力式,機(jī)械式和電力式等。l (c)綜合式變速器：由有級式變速器和無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在最大值與最小值之間幾個分段的范圍內(nèi)作無級變化。 l（2）按操縱方式劃分，變速器可以分為強(qiáng)制操縱式，自動操縱式和半自動操縱式三種。l (a)強(qiáng)制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。l (b)自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換檔是自動進(jìn)行的。駕駛員只需操縱加速踏板，變速器就可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的負(fù)荷信號和車速信號來控制執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)檔位的變換。l (c)半自動操縱式變速器：可分為兩類，一類是部分檔位自動換檔，部分檔位手動（強(qiáng)制）換檔；l另一類是預(yù)先用按鈕選定檔位，在踩下離合器踏板或松開加速踏板時，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)自行換檔。 三、手動變速器的工作原理l普通齒輪式變速器是利用不同齒數(shù)的齒輪嚙合傳動實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的改變。圖l在一對齒輪逐齒嚙合傳動中，相同時間內(nèi)，兩個齒輪參加嚙合的齒數(shù)比定相等，故 n1Z1 = n2Z2 。l傳動比 i12 = n1 / n2 = Z2 / Z1 。l即 輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之比或被動齒輪齒數(shù)與主動齒輪齒數(shù)之比，稱為傳動比。l組合齒輪傳動中，其傳動比為被動齒輪齒數(shù)的連乘積與主動齒輪齒數(shù)的連乘積之比。圖 l根據(jù)能量守恒定律，齒輪傳動中，輸入軸功率P1應(yīng)等于輸出軸功率P2，即 P1=P2l因?yàn)?P1=M1n1/9550千瓦， P2=M2n2/9550千瓦所以 M1n1=M2n2，傳動比 i12 = n1 / n2 = M2 / M1。上式表明 若 n2 M1，得到降速增扭目的，速度降低越多，扭矩增加越大。 圖 l歸納：li=1，為直接檔；li1，為低速檔。 第二節(jié) 手動變速器的變速傳動機(jī)構(gòu)l變速器由變速傳動機(jī)構(gòu)、變速操縱機(jī)構(gòu)組成l形式：三軸式和二軸式l一、三軸式變速器1.應(yīng)用范圍：發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動2.特點(diǎn)：傳動比范圍大，具有直接檔傳動效 率提高。3.組成：1-輸入軸 2-軸承 3-接合齒圈 4-同步環(huán) 5-輸出軸 6-中間軸 7-接合套 8-中間軸常嚙合齒輪P238-3-26 l花鍵轂上分別套有帶有內(nèi)花鍵的嚙合套。通過嚙合套的前后移動，可以使花鍵轂與相鄰齒輪上的接合齒圈連接在一起，將齒輪上的動力傳給二軸。 l CA1092型汽車六檔變速器示意圖、結(jié)構(gòu)圖l 4.各檔的傳力路線：l一檔：20后移與21嚙合：1-2-38-33-22-21-20-28-26，i1=7.64l二檔：20前移與19嚙合：1-2-38-34-17-18-19-20-28-26，i2=4.835l三檔：12后移與14嚙合：1-2-38-35-16-15-14-12-13-26，i3=2.857l四檔：12前移與10嚙合：1-2-38-36-9-10-11-12-13-26，i4=1.895l五檔：5后移與7嚙合：1-2-38-37-8-7-6-5-40-26，i 5=1.337l六檔：5前移與3嚙合：1-2-3-4-5-40-26，i6=1l倒檔：23后移與24嚙合：1-2-38-29-32-25-24-23-27-26，i倒=7.107 l5.變速器的換檔裝置： 1）直接滑動式換檔裝置：直接滑動式用于直齒輪傳動的檔位，換檔齒輪和軸通過花鍵聯(lián)接。常用于一檔、倒檔。 2）接合套式換檔裝置：這種換檔裝置用于斜齒輪傳動的檔位。 l 6.防止自動跳檔措施：l CA1091型汽車 l東風(fēng)EQ1090E型汽車 二、兩軸式變速器l 1.結(jié)構(gòu)：P240-3-27l 1-輸入軸 2-接合套 3-里程表齒輪 4-同步環(huán) 5-半軸 6-主減速器被動齒輪 7-差速器殼 8-半軸齒輪 9-行星齒輪 10、11-輸出軸 12-主減速器主動齒輪 13-花鍵轂與傳統(tǒng)的三軸變速器相比，由于省去了中間軸，所以一般檔位傳動效率要高一些；但是任何一檔的傳動效率又都不如三軸變速器直接檔的傳動效率高。 第三節(jié) 同步器l一、無同步器的換檔過程l 1.低檔換高檔l高檔速度V2l接合套速度V3l低檔速度V4l踩離合器，脫空檔，V3=V4（瞬時）因?yàn)閂 2V4,則V2V3 （不同步） ，由于V3下降慢（轉(zhuǎn)動慣量大），V2下降快（轉(zhuǎn)動慣量?。却粫r間，當(dāng)V3=V2時，l再踩離合器，掛檔。 l 2.高檔換低檔l踩離合器，脫空檔，V3=V2（瞬時）因?yàn)閂2V4,則V3V4（不同步）V3下降慢（轉(zhuǎn)動慣量大）,V4下降快（轉(zhuǎn)動慣量?。?，若不采取措施， V3與V4不同步差距會更大，此時，應(yīng)抬起離合器，加油門，迅速提高V 4，當(dāng)V3=V4時，l再踩離合器，掛檔。 二、同步器的構(gòu)造及其工作原理l同步器有常壓式，慣性式和自行增力式等種類。這里僅介紹目前廣泛采用的慣性式同步器。l慣性式同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的，在其上面設(shè)有專設(shè)機(jī)構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。l慣性同步器按結(jié)構(gòu)又分為鎖環(huán)式和鎖銷式兩種 l 1.鎖環(huán)式慣性同步器l 1）構(gòu)造D-C3-15l北京BJ212型汽車三檔變速器中的二、三檔同步器（圖）為例說明?；ㄦI轂7與第二軸用花鍵連接，并用墊片和卡環(huán)作軸向定位。在花鍵轂兩端與齒輪1和4之間，各有一個青銅制成的鎖環(huán)（也稱同步環(huán)）9和5。鎖環(huán)上有短花鍵齒圈，花鍵齒的斷面輪廓尺寸與齒輪 1，4及花鍵轂 7上的外花鍵齒均相同。在兩個鎖環(huán)上，花鍵齒對著接合套8的一端都有倒角（稱鎖止角），且與接合套齒端的倒角相同。鎖環(huán)具有與齒輪1和4上的摩擦面錐度相同的內(nèi)錐面，內(nèi)錐面上制出細(xì)牙的螺旋槽，以便兩錐面接觸后破壞油膜，增加錐面間的摩擦。三個滑塊2分別嵌合在花鍵轂的三個軸向槽11內(nèi)，并可沿槽軸向滑動。在兩個彈簧圈6的作用下，滑塊壓向接合套，使滑塊中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空檔定位作用。滑塊2的兩端伸入鎖環(huán)9和5的三個缺口12中。只有當(dāng)滑塊位于缺口12的中央時，接合套與鎖環(huán)的齒方可能接合。 l 2）工作原理l a)在掛三檔時，用撥叉3撥動接合套8并帶動滑塊2一起向左移動。當(dāng)滑塊左端面與鎖環(huán)9的缺口12的端面接觸時，便推動鎖環(huán)9壓向齒輪1，使鎖環(huán)9的內(nèi)錐面壓向齒輪1的外錐面。由于兩錐面具有轉(zhuǎn)速差（n1n9），所以一接觸便產(chǎn)生摩擦作用。D-C3-16 l c)齒輪1即通過摩擦作用帶動鎖環(huán)相對于接合套超前轉(zhuǎn)過一個角度，直到鎖環(huán)9的缺口12與滑塊的另一側(cè)面,接觸時，鎖環(huán)便與接合套同步轉(zhuǎn)動。此時，接合套的齒與鎖環(huán)的齒錯開了約半個齒厚，從而使接合套的齒端倒角面與鎖環(huán)相應(yīng)的齒端倒角面正好互相抵觸而不能進(jìn)入嚙合(此時，無論駕駛員施加多大的力，都掛不上檔。由于撥環(huán)力矩總是小于摩擦力矩，設(shè)計上予以保證，即與具有一定關(guān)系式。 圖l b)同步后，摩擦力矩消失，再撥環(huán)力矩作用下，鎖環(huán)被撥動一個角度，滑塊此時位于缺口中央，實(shí)現(xiàn)順利掛檔。l d)最后，完成掛檔。 2.鎖銷式慣性同步器l 1）構(gòu)造圖l以東風(fēng)EQ1090E型汽車變速器四、五鎖銷式慣性同步器為例，有三個定位銷和三個鎖銷，間隔穿過接合套。l特點(diǎn)：摩擦錐盤磨損后，可更換，成本低。l 2）原理：掛檔時，接合套帶動定位銷及摩擦錐環(huán)，頂壓在摩擦錐盤上，由于不同步產(chǎn)生摩擦力矩，此時鎖銷與接合套倒角相對，無論駕駛員施加多大的力都無法掛上檔。同步后，摩擦力矩消失，再F1產(chǎn)生的撥環(huán)力矩作用下，鎖銷被撥動一個角度，順利掛檔。 l歸納：l同步器的作用：l1）掛檔操作簡便，減輕駕駛員的疲勞。l2）避免掛檔時，由于駕駛員掛檔時機(jī)掌握不好造成掛檔響聲。l3）掛檔迅速，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。 第四節(jié) 變速器操縱機(jī)構(gòu)l變速器操縱機(jī)構(gòu)能讓駕駛員使變速器掛上或摘下某一檔，從而改變變速器的工作狀態(tài)。 l為了保證變速器的可靠工作，變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)能滿足以下要求： l（1）掛檔后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換檔時，全齒長都進(jìn)入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。 l（2）為了防止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有互鎖裝置。 l（3）為了防止在汽車前進(jìn)時誤掛倒檔，導(dǎo)致零件損壞，在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有倒檔鎖裝置。 l前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動汽車變速器的外操縱機(jī)構(gòu)l 1-變速器殼體 2-變速連動桿 3-變速桿l一般前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動汽車的變速器距離駕駛員座位較近，換檔桿等外操縱機(jī)構(gòu)多集中安裝在變速器箱蓋上，結(jié)構(gòu)簡單、操縱容易并且準(zhǔn)確。 l變速器遠(yuǎn)距離外操縱機(jī)構(gòu) l 1-變速桿 2-縱向拉線 3-橫向拉線l在發(fā)動機(jī)后置或前輪驅(qū)動的汽車上，通常汽車變速器距離駕駛員座位較遠(yuǎn)，變速桿和變速器之間 通常需要用連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接，進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱。 l一、換檔撥叉機(jī)構(gòu) 二、定位鎖止裝置l 1.自鎖裝置掛檔后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換檔時，全齒長都進(jìn)入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。換檔撥叉軸上方有三凹坑，上面有被彈簧壓緊的鋼珠。當(dāng)撥叉軸位置處于空檔或某一檔位置時，鋼珠壓在凹坑內(nèi)。起到了自鎖的作用。 l D-C3-23A l自鎖裝置示意圖 l 2.互鎖鎖裝置 當(dāng)中間換檔撥叉軸移動掛檔時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。防止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，起到了互鎖作用。 l互鎖裝置工作示意圖 l自鎖、互鎖裝置統(tǒng)一的結(jié)構(gòu) l 3.倒檔鎖裝置 當(dāng)換檔桿下端(紅色的長方塊部分)向倒檔撥叉軸移動時，必須壓縮彈簧才能進(jìn)入倒檔撥叉軸上的撥塊槽中。防止了在汽車前進(jìn)時誤掛倒檔，而導(dǎo)致零件損壞，起到了倒檔鎖的作用。當(dāng)?shù)箼n撥叉軸移動掛檔時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。 倒檔鎖結(jié)構(gòu) 第五節(jié) 手動變速器故障診斷與檢修l一、變速器常見故障與診斷l(xiāng)1.變速器的異常聲響l1）空檔發(fā)響l1）現(xiàn)象l2）原因l3）診斷 l2）掛檔后發(fā)響l1）現(xiàn)象l2）原因l3）診斷 l2.變速器跳檔l1）現(xiàn)象l2）原因l3）診斷 l3.掛檔困難l1）現(xiàn)象l2）原因l3）診斷 l4.變速器亂檔l1）現(xiàn)象l2）原因l3）診斷 l5.變速器發(fā)熱l1）現(xiàn)象l2）原因l3）診斷 二、變速器零件的檢修l1.齒輪與花鍵的檢修l1）齒面斑點(diǎn)小時，可用油石修磨后繼續(xù)適用。l2）齒路端面磨損長度齒長15%，否則更換。l3）齒輪嚙合面應(yīng)在齒高中部，接觸面積應(yīng)60%。 l 2.軸的檢修l 1）彎曲變形可用百分表檢查，超標(biāo)應(yīng)校正或更換，如圖。l 2）用千分尺檢查軸徑磨損程度，磨損超過規(guī)定值，可堆焊后修磨、鍍鉻修復(fù)或更換。 l 3.同步器的檢修l用厚薄規(guī)測量鎖環(huán)和換檔齒輪端面之間的間隙。解放CA1091標(biāo)準(zhǔn)間隙為1.2-1.8mm，磨損極限為0.3mm。 l4.變速器殼體的檢修 5.變速器蓋的檢修 l6.軸承的檢修 l7.操縱機(jī)構(gòu)的檢修 三、變速器的裝配與調(diào)整 四、變速器的磨合與試驗(yàn) 五、齒輪油的選用 思考題4l 1.何謂傳動比？l 2.手動變速器的功用？l 3.敘述解放CA1092變速器各檔動力傳遞路線？l 4.同步器的功用？l 5.何謂自鎖、互鎖、倒檔鎖？l 6.敘述解放CA1091變速器操縱機(jī)構(gòu)各零件名稱？l 7.速度降低，扭矩為何會增加？