第三章手動變速器和分動器的構(gòu)造與檢修3

1、第三章第三章 手動變速器和分動器手動變速器和分動器 的構(gòu)造與檢修的構(gòu)造與檢修第三章第三章 手動變速器和分動器的構(gòu)造與檢修手動變速器和分動器的構(gòu)造與檢修 第一節(jié)第一節(jié) 變速器的功用和類型變速器的功用和類型 第二節(jié)第二節(jié) 變速器的變速傳動機構(gòu)變速器的變速傳動機構(gòu) 第三節(jié)第三節(jié) 同步器結(jié)構(gòu)與工作原理同步器結(jié)構(gòu)與工作原理 第四節(jié)第四節(jié) 手動變速器操縱機構(gòu)手動變速器操縱機構(gòu) 第五節(jié)第五節(jié) 分動器分動器 第六節(jié)第六節(jié) 手動變速器的檢測與維修手動變速器的檢測與維修 第七節(jié)第七節(jié) 手動變速器的故障診斷手動變速器的故障診斷第三節(jié)第三節(jié) 同步器結(jié)構(gòu)與工作原理同步器結(jié)構(gòu)與工作原理 一、無同步器時變速器的換檔過程 采

2、用滑動齒輪或結(jié)合套換擋時，待嚙合的一對齒輪的輪齒（或結(jié)合套與結(jié)合齒圈上相應(yīng)的內(nèi)、外花鍵等）的圓周速度必須相等（同步），才能平順地進入嚙合而掛上檔。如 兩齒輪輪齒不同步是即強制掛擋，將使兩輪齒間發(fā)生沖擊和噪聲，影響輪齒的工作壽命，甚至使輪齒折斷。 1.同步器功用 同步器的功用是使結(jié)合套與待嚙合的齒圈迅速同步，縮短換檔時間；且防止在同步前嚙合而產(chǎn)生換檔沖擊。 2.無同步器的換檔過程無同步器的換檔過程 以無同步器五檔變速器的四、五檔換為例進行介紹。為使換檔平順，駕駛?cè)藨?yīng)采取合理的換檔操作步驟?，F(xiàn)以圖3-16所示無同步器的五檔變速器中四、五檔（四擋為直接檔，五檔為超速檔）互相轉(zhuǎn)換的過程為例，說明其原理

3、。 第一軸1及其齒輪2直接與離合 器 從動盤連接，五檔齒輪4則通過齒輪6、 中間軸7、齒輪8與齒輪2保持傳動關(guān)系。結(jié)合套3借花鍵轂與第二 軸5相連，而第二軸又依次通過萬向傳 動裝置、驅(qū)動橋和行駛系統(tǒng)與整個汽車 保持傳動關(guān)系。所以齒輪2和4的轉(zhuǎn)速及 其輪齒和花鍵齒的圓周速度都與離合器 從動盤轉(zhuǎn)速成正比；同理，結(jié)合套3的 轉(zhuǎn)速及其花鍵齒的圓周速度都與汽車速 度成正比。 (1)高速檔換低速檔（五檔換四擋）變速器在五檔工作以及剛從五檔推入空檔時，結(jié)合套3與齒輪4的花鍵齒圓周速度相同，即V3=V4，同時，V4V2，但是退入空檔后，由于V2下降的比V3快，根本不可能出現(xiàn)V2=V3的情況；相反，停留在空檔的

4、時間越久，二者的差值將越大。所以駕駛?cè)嗽诜蛛x離合器并使結(jié)合套3左移到空檔以后，隨即重新結(jié)合離合器，同時踩一下加速踏板，使發(fā)動機將離合器從動盤和第一軸的轉(zhuǎn)速提高，也就是使齒輪2的轉(zhuǎn)速高于結(jié)合套轉(zhuǎn)速，即V2V3，然后再分離離合器，并等待片刻，當V3=V2時，即可掛入四檔（直接檔），如圖3-17a所示。 (2)低速擋換高速擋（四檔換五檔） 變速器在四檔工作時，結(jié)合套3與齒輪2上的結(jié)合齒圈嚙合，兩者結(jié)合齒圓周速度相等V3=V2。欲換入五檔時，駕駛?cè)讼炔认码x合器踏板，離合器分離，再通過變速操縱機構(gòu)將結(jié)合套3右移，處于空檔位置。 在結(jié)合套3剛與齒輪2脫離結(jié)合的瞬間，此時仍是V3=V2，由于從齒輪6到齒輪4

5、的升速比大于齒輪2到齒輪7的減速比，五檔齒輪4的轉(zhuǎn)速永遠高于齒輪2的轉(zhuǎn)速，從而齒輪4的花鍵齒圓周速度V4V2，所以在剛推入空檔的瞬間V4V3。為避免產(chǎn)生沖擊，不應(yīng)再此時立即將結(jié) 結(jié)合套3推向齒輪4而掛五檔，而須在空檔位置停留片刻。此時，由于離合器從動盤已與發(fā)動機脫離，動力傳遞中斷，結(jié)合套3與齒輪4的轉(zhuǎn)速及其花鍵齒的圓周速度V3和V4都在降低。但是變速器尚處于空檔，結(jié)合套3與齒輪4間沒有聯(lián)系，V3和V4下降的快慢有所不同，結(jié)合套3因與整個汽車聯(lián)系在一起，慣性很大，故V3下降較慢；而齒輪4只與中間軸及其齒輪、第一軸和離合器從動盤相聯(lián)系，慣性很小，故V4下降較快。這樣，雖然V4原先大于V3，但是由于

6、下降的比V3快，故在變速器 推入空檔以后的某個時刻，必然將有V3=V4(同步)的情況出現(xiàn) ，而過此時刻，又將出現(xiàn)V4V3的情況，所以最好是在恰在V3=V4時刻使結(jié)合套右移而掛上五檔。若與齒輪4相聯(lián)系的一系列零件的慣性越小，則V4下降的越快，而同步情況出現(xiàn)得越早，并且在同樣速度差的情況下，齒的沖擊力也越小，如圖3-17b所示。 上述相鄰檔位互相轉(zhuǎn)換時所應(yīng)采取的不同操縱步驟，雖然只舉結(jié)合套換檔為例，但同樣適用于齒輪換檔的情況，因為所依據(jù)的速度分析原理是一樣的。 由此可見，欲使一般變速器換擋時不產(chǎn)生輪齒或花鍵齒間的沖擊，需要進行較復(fù)雜的操作，并應(yīng)在短時間內(nèi)迅速而準確地完成。這對于即使是技術(shù)很熟練的駕

7、駛?cè)?，也易造成疲勞?因此，要求在變速器結(jié)構(gòu)上采取措施，既保證掛擋平順，又使操作簡化，減輕駕駛?cè)藙趧訌姸取Ｍ狡骷词窃谶@樣的要求下產(chǎn)生的。 二、同步器的構(gòu)造及工作原理二、同步器的構(gòu)造及工作原理 同步器都是利用摩擦原理實現(xiàn)同步的，它可以分為常壓式、慣性式、自行增力式等形式。常壓式同步器工作工作很不可靠，目前已基本被淘汰?，F(xiàn)代汽車上廣泛采用的是慣性式同步器，它可以從結(jié)構(gòu)上保證結(jié)合套與待結(jié)合的花鍵齒 在達到同步前不可能接觸，以避免齒間沖擊和噪聲。 目前所采用的同步器幾乎都是摩擦式慣性同步器，按鎖止方式不同，可分為鎖環(huán)式慣性同步器和鎖銷式慣性同步器。 1.鎖環(huán)式慣性同步器 (1)構(gòu)造 鎖環(huán)式同步器的結(jié)

8、構(gòu)（BJ2020）如圖3-18所示，花鍵轂7用內(nèi)花鍵套裝在二軸外花鍵上，用墊圈、卡環(huán)軸向定位。花鍵轂7兩端與齒輪1和4之間各有一個青銅制成的鎖環(huán)（即同步環(huán)）5和9.鎖環(huán)上有短花鍵齒圈，其花鍵的尺寸和齒數(shù)與花鍵轂、齒輪1和4的外花鍵齒相同。兩個齒輪和鎖環(huán)上的花鍵齒，靠近結(jié)合套8的一端都有倒角（鎖止角），與結(jié)合套齒端的倒角相同。在鎖止內(nèi)錐面上制有細密的螺紋（或直槽），當錐面接觸后，它能及時破壞油膜，增加錐面間的摩擦力。鎖內(nèi)錐面的摩擦副稱為摩擦件，外沿帶倒角的齒圈是鎖止件，鎖環(huán)上還有三個均布的缺口12。三個滑塊2分別裝在花鍵轂7上三個均布的軸向槽11內(nèi)，沿槽可以軸向移動。滑塊被兩個彈簧圈6的的徑向力

9、壓向結(jié)合套，滑塊中部的凸起部位壓嵌在結(jié)合套中部的環(huán)槽10內(nèi)?；瑝K和彈簧是推動件?；瑝K兩端深入鎖環(huán)5的缺口12中，滑塊窄缺口寬，兩者之差等于鎖環(huán)的花鍵齒寬。鎖環(huán)相對滑塊順時針旋轉(zhuǎn)或逆時針旋轉(zhuǎn)都只能轉(zhuǎn)動半個齒寬，且只有當滑塊位于鎖環(huán)缺口的中央時，結(jié)合套與鎖環(huán)才能結(jié)合。 （2）工作原理 以二檔換三檔為例，說明同步器的工作原理，如圖3-19所示。 1）空檔位置：結(jié)合套8二檔退入空擋時，如圖3-19a所示，二檔齒輪1、結(jié)合套8、鎖環(huán)9以及與其有關(guān)聯(lián)的運動件，因慣性作用而沿原方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)（圖示箭頭方向）。由于齒輪1是高檔齒輪（相對于二檔齒輪來說），所以結(jié)合套8、鎖環(huán)9的轉(zhuǎn)速低于齒輪1的轉(zhuǎn)速。 2）掛擋：欲

10、換入三檔時，駕駛?cè)送ㄟ^變速桿使拔叉3推動結(jié)合套8連同滑塊2一起向左移動，如圖3-19b所示，滑塊又推動鎖環(huán)移向齒輪1，使錐面接觸。駕駛?cè)俗饔迷诮Y(jié)合套上的軸向推力，使兩錐面有正壓力N，又因兩者有轉(zhuǎn)速差，所以產(chǎn)生摩擦力矩。通過摩擦作用，齒輪1帶動鎖環(huán)相對于結(jié)合套向前移動一個角度，使鎖環(huán)缺口靠在滑塊的另一側(cè)（上側(cè)）為止，此時結(jié)合套的內(nèi)齒與鎖環(huán)上錯開了約半個齒寬，結(jié)合套的齒端倒角與鎖環(huán)的齒端倒角相互抵住。 3）鎖止：駕駛?cè)说妮S向推力使結(jié)合套的齒端倒角面與鎖環(huán)的齒端倒角之間產(chǎn)生正壓力形成一個企圖撥動鎖環(huán)相對于結(jié)合套反轉(zhuǎn)的力矩，稱為撥環(huán)力矩。這樣在鎖環(huán)上同時作用著方向相反的摩擦力矩和拔環(huán)力矩，同步器的結(jié)構(gòu)

11、參數(shù)可以保證在同步前（存在摩擦力矩）拔環(huán)力矩始終小于摩擦力矩，所以在同步之前無論駕駛?cè)耸┘佣啻蟮牟倏v力，都不會掛上檔，即產(chǎn)生鎖止作用，如圖3-19c所示。圖19 鎖環(huán)式慣性同步器工作原理1-待嚙合齒輪的結(jié)合齒圈 2-滑塊 8-結(jié)合套 9-鎖環(huán)（同步環(huán)） 4）同步嚙合：隨著駕駛?cè)耸┘佑诮Y(jié)合套上的推力增大摩擦力矩不斷增加，使齒輪1的轉(zhuǎn)速迅速降低。當齒輪1、結(jié)合套8和鎖環(huán)9達到同步時，作用在鎖環(huán)上的摩擦力矩消失。此時在拔叉力矩的作用下，鎖環(huán)9、齒輪1以及與之相連各零件都對于結(jié)合套反轉(zhuǎn)一角度，滑塊2處于鎖環(huán)缺口的中央如圖3-19d所示，鍵齒不再抵觸，鎖環(huán)的鎖止作用消除。結(jié)合套壓下彈簧圈繼續(xù)左移（滑塊脫

12、離結(jié)合套的內(nèi)環(huán)槽而不能左移），與鎖環(huán)的花鍵齒圈進入嚙合。進而再與齒輪1進入嚙合，如圖3-19d所示，換入三檔。 捷達轎車02KA型變速器采用的一、二檔鎖環(huán)式同步器如圖3-20所示。在花鍵轂4的外圓面上開出3個均勻布置的軸向通槽b，槽里放入滑塊2.滑塊的中部向外凸起，以斜面與結(jié)合套1中部開出的環(huán)形槽a相配合。滑塊內(nèi)側(cè)（即下邊）兩端凸出，中間形成寬槽?；ㄦI轂的兩端各裝有一個鋼絲彈簧3/5，卡在滑塊內(nèi)側(cè)寬槽的兩端，將滑塊向外推，使其中部凸起壓緊在結(jié)合套環(huán)槽上，起空檔定位作用。由于兩鋼絲彈簧之間的距離（滑塊內(nèi)側(cè)槽的軸向?qū)挾龋┐笥诨ㄦI轂中部的厚度，使結(jié)合套、滑塊和鋼絲彈簧可以相對于花鍵轂軸向移動一定距離

13、。鎖環(huán)6對著結(jié)合套的一側(cè)有三個缺口c，缺口的寬度等于滑塊寬度加上一個結(jié)合套花鍵齒的寬度，裝配后三個滑塊插入到缺口中。換檔時，滑塊既可通過端部推動鎖環(huán)軸移動壓緊結(jié)合齒圈錐面，又可帶動（或擋?。?鎖環(huán)保持同步轉(zhuǎn)動，并保證在結(jié)合套與鎖環(huán)同步之前，二者的花鍵齒總是錯開半個齒，不能實現(xiàn)掛檔。該同步器的工作原理與前面所述基本相同，其結(jié)構(gòu)更加簡單。 鎖環(huán)式同步器結(jié)構(gòu)緊湊，但因徑向尺寸小，錐面間產(chǎn)生的摩擦力矩較小，而且鎖止面是鎖環(huán)的結(jié)合齒端面，使用中會使齒端磨損而失效。故它適用于傳遞轉(zhuǎn)矩不大的轎車和輕型貨車的變速器。 2.銷鎖式慣性同步器銷鎖式慣性同步器 銷鎖式慣性同步器在結(jié)構(gòu)上允許采用直徑較大分摩擦錐面，因此可產(chǎn)生較大的摩擦力矩，縮短了同步時間。檔變速器二軸上的常嚙合齒輪及其結(jié)合齒圈直徑較大時，裝用鎖銷式同步器使齒輪的結(jié)構(gòu)形式更加合理。大、中型貨車普遍采用銷鎖式