汽車構(gòu)造（下冊） 第4版 課件 第15章 變速器與分動器

第15章

變速器與分動器現(xiàn)代汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機作為動力源,其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小,而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的驅(qū)動力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。為解決這一矛盾,在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了變速器。它的功用是:①改變傳動比,擴大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍,以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件,如起步、加速、上坡等,同時使發(fā)動機在有利的工況下工作;②在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下,使汽車能倒退行駛;③利用空檔,中斷動力傳遞,以使發(fā)動機能夠起動、怠速,并便于變速器換檔或進行動力輸出。第15章

變速器與分動器變速器由變速傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)組成,根據(jù)需要還可加裝動力輸出器。按傳動比變化方式不同,變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種:第15章

變速器與分動器1)有級式變速器采用齒輪傳動,具有若干個定值傳動比。按所用輪系形式不同,有軸線固定式變速器(普通齒輪變速器)和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器(行星齒輪變速器)兩種。轎車和輕、中型貨車變速器的傳動比通常有4~6個前進檔和一個倒檔;在重型貨車用的組合式變速器中,則有更多檔位。所謂變速器檔數(shù),均指前進檔位數(shù)。2)無級式變速器的傳動比在一定的范圍內(nèi)可按無限多級變化,常見的有機械式和液力式(動液式)兩種。機械式變速器的傳動部件為金屬帶,液力式變速器的傳動部件是液力變矩器。3)綜合式變速器是指由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力機械式變速器,其傳動比可在最大值和最小值之間的幾個間斷范圍內(nèi)作無級變化,目前應(yīng)用較多。變速器由變速傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)組成,根據(jù)需要還可加裝動力輸出器。按操縱方式不同,變速器又可分為手動操縱式、自動操縱式兩種:第15章

變速器與分動器1)手動操縱式變速器靠駕駛?cè)酥苯硬倏v變速桿換檔,為部分乘用車和大多數(shù)商用車所采用。典型的機械變速器(MT)就屬于手動操縱式變速器。2)自動操縱式變速器的傳動比選擇(換檔)是自動進行的。駕駛?cè)酥恍璨倏v加速踏板,即可控制車速。在乘用車中應(yīng)用廣泛的自動液力變速器(AT)、機械無級變速器(CVT)和雙離合器變速器(DCT)都屬于自動操縱式變速器,機械式自動變速器(AMT)在使用中不需要駕駛?cè)瞬倏v手柄進行換檔,因此也屬于自動操縱式變速器,而手自一體式變速器則可以看作是兩種方式的結(jié)合。在多軸驅(qū)動的汽車上,變速器之后還裝有分動器,以便把轉(zhuǎn)矩分別輸送給各驅(qū)動橋。第一節(jié)

變速器的變速傳動機構(gòu)根據(jù)變速器前進檔工作時傳遞動力需要的軸的數(shù)量,可以分為兩軸式變速器和中間軸式(三軸式)變速器。在發(fā)動機前置前輪驅(qū)動或發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的轎車和微、輕型貨車上,多采用兩軸式變速器,其特點是主要依靠相互平行的輸入軸和輸出軸傳遞動力。一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)下面以某轎車的兩軸式變速器為例來說明其變速原理。它是具有5個前進檔、一個倒檔的兩軸式全同步器變速器(圖15-1)。輸入軸2(第一軸)和輸出軸19(第二軸)平行。輸入軸的前端借離合器與發(fā)動機曲軸相連,它與輸入軸一檔齒輪5、輸入軸二檔齒輪7和輸入軸倒檔齒輪13制成一體。它是一根細長軸,由4個軸承支承,其前端支承在發(fā)動機曲軸后端孔內(nèi)的滾針軸承上,中間用一球軸承和一滾子軸承支承在變速器前殼體上,后端以滾子軸承支承在變速器后殼體上。一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)輸入軸上還裝有輸入軸三檔齒輪8和輸入軸四檔齒輪10,兩個主動齒輪都通過滾針軸承空套在輸入軸上,三、四檔花鍵轂與該軸花鍵過盈配合,輸入軸五檔齒輪11與該軸是過盈配合,這種結(jié)構(gòu)對軸的直線度、軸承處的軸頸和齒輪的同心度都有很高的要求。輸出軸19與主減速器主動錐齒輪24制成一體,前端用大圓錐滾子軸承支承在變速器前殼體上,后端用小圓錐滾子軸承支承在變速器后殼體后端。輸出軸上裝有6個從動齒輪23、21、20、18、16、14,一檔、二檔和五檔、倒檔花鍵轂以其內(nèi)花鍵與輸出軸上的外花鍵過盈配合。三、四檔從動齒輪20、18以花鍵與輸出軸過盈配合,其他各檔從動齒輪則通過滾針軸承空套在輸出軸上。一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-2所示為該變速器的傳動示意圖。當(dāng)處于空檔位置(圖示狀態(tài))時,輸入軸1轉(zhuǎn)動將帶動該軸上的一檔、二檔、五檔、倒檔主動齒輪2、3、12、13轉(zhuǎn)動,而輸出軸上相應(yīng)的常嚙合齒輪34、27、23、14卻在軸上空轉(zhuǎn),因此輸出軸不能被驅(qū)動;另外,由于三檔、四檔主動齒輪4、11空套在輸入軸上,三檔、四檔的主從動齒輪都不轉(zhuǎn)動,因此這時的輸出軸25并不轉(zhuǎn)動。一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-21—輸入軸2—輸入軸一檔齒輪3—輸入軸二檔齒輪4—輸入軸三檔齒輪5—三檔齒輪接合齒圈6—三檔同步器鎖環(huán)7—三、四檔接合套8—三、四檔花鍵轂9—四檔同步器鎖環(huán)10—四檔齒輪接合齒圈11—輸入軸四檔齒輪12—輸入軸五檔齒輪13—輸入軸倒檔齒輪14—輸出軸倒檔齒輪15—倒檔軸16—倒檔軸中間齒輪17—倒檔齒輪接合齒圈18—倒檔同步器鎖環(huán)19—五、倒檔接合套20—五、倒檔花鍵轂21—五檔同步器鎖環(huán)22—五檔齒輪接合齒圈23—輸出軸五檔齒輪24—輸出軸四檔齒輪25—輸出軸26—輸出軸三檔齒輪27—輸出軸二檔齒輪28—二檔齒輪接合齒圈29—二檔同步器鎖環(huán)30—一、二檔接合套31—一、二檔花鍵轂32—一檔同步器鎖環(huán)33—一檔齒輪接合齒圈34—輸出軸一檔齒輪35—主減速器主動錐齒輪固定在輸入軸上的花鍵轂8以及輸出軸上的花鍵轂20和31的外圓表面上均制有與其相鄰的接合齒圈齒形完全相同的外花鍵,分別與相應(yīng)的具有內(nèi)花鍵的各自接合套7、19和30(也稱嚙合套)相接合,接合套可沿花鍵轂軸向滑動。一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-2該變速器各檔均采用同步器換檔。同步器是一種加裝了一套同步裝置的接合套換檔機構(gòu)。同步裝置的作用是使變速器在汽車行進中換檔時不發(fā)生接合齒的沖擊,其結(jié)構(gòu)和工作原理將在第二節(jié)中闡述。欲掛上一檔,可操縱變速桿等操縱機構(gòu),通過撥叉使接合套30左移,穿過一檔同步器鎖環(huán)32的花鍵齒,與一檔齒輪接合齒圈33接合后,動力便可從輸入軸1依次經(jīng)齒輪2、34、接合齒圈33、接合套30以及花鍵轂31,傳給輸出軸25輸出。一檔傳動比為式中,z為齒輪齒數(shù),其下標(biāo)數(shù)字表示各齒輪在圖中的標(biāo)號,后同。該檔位經(jīng)過一對齒輪2、34傳遞動力,因此輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向與輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向相反,此時傳動系統(tǒng)的布置可以保證汽車向前行駛。第一檔指的是傳動比最大的前進檔,以下類推。一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-2欲脫開一檔,可通過撥叉使接合套30右移,與接合齒圈33脫離嚙合,則變速器退回空檔位置。欲掛上二檔,可通過撥叉使接合套30右移,使之與二檔同步器鎖環(huán)29的接合齒圈和二檔齒輪接合齒圈28接合后,變速器便從一檔換入了二檔。此時,動力從輸入軸1依次經(jīng)齒輪3、齒輪27、接合齒圈28、接合套30及花鍵轂31,最后傳給輸出軸25。其傳動比為同理,使接合套7左移到與接合齒圈5接合,則可得到三檔,傳動比為一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-2若使接合套7右移到與接合齒圈10接合,則換入第四檔,其傳動比為掛五檔時可操縱變速桿,通過撥叉使接合套19左移,使之與五檔齒輪接合齒圈22接合,則換入五檔,其傳動比為為實現(xiàn)汽車的倒退行駛,在輸入軸的一側(cè)還設(shè)置了一根較短的倒檔軸15(圖中按慣例采用展開畫法,將倒檔軸畫在輸出軸25的下方)。倒檔軸支承在變速器后殼體上,用內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定,防止其轉(zhuǎn)動和軸向移動。倒檔軸中間齒輪16通過滾針軸承空套在該軸上,可以相對倒檔軸自由轉(zhuǎn)動,同時與輸入軸倒檔齒輪13及輸出軸倒檔齒輪14均為常嚙合的斜齒輪。一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-2欲掛倒檔時,使接合套19右移,與倒檔齒輪接合齒圈17接合,即得倒檔。動力從輸入軸1經(jīng)齒輪13、16、14、接合齒圈17、接合套19、花鍵轂20傳到輸出軸25。由于增加了一個倒檔中間齒輪,故輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向與輸入軸相同,與前述前進檔位的輸出軸旋轉(zhuǎn)方向相反,汽車便倒退行駛。倒檔傳動比為在變速器中利用同步器和接合套換檔,可把輸入軸和輸出軸上相嚙合的傳動齒輪制成常嚙合的斜齒輪,從而減小變速器工作時的噪聲,減小變速器尺寸并提高齒輪使用壽命。一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)它的第五檔也是超速檔,但與前一款變速器不同的是它安裝在變速器后殼體22中,后殼體用圓柱頭螺栓30與變速器中殼體43連接。如果不需要超速檔,可去掉后殼體和第五檔齒輪等,則該變速器成為一個四檔變速器。一、兩軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)兩軸式變速器從輸入軸到輸出軸只通過一對齒輪傳動,倒檔傳動路線中也只有一個中間齒輪,因而機械效率高,噪聲小。二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)商用貨車一般采用傳統(tǒng)的發(fā)動機前置后輪驅(qū)動布置形式,其變速器多為中間軸式變速器,其變速原理以某輕型載貨汽車采用的五檔變速器為例來說明。圖15-4所示為該變速器的結(jié)構(gòu)。它具有五個前進檔、一個倒檔。第一軸1的前端支承在發(fā)動機曲軸凸緣的滑套中,后端通過球軸承3支承在變速器前殼體的軸承孔中。齒輪2與第一軸制成一體,與齒輪42構(gòu)成常嚙合齒輪副。中間軸與倒檔主動齒輪、一檔主動齒輪制成一體,兩端用圓錐滾子軸承支承在殼體上。中間軸上的二檔主動齒輪與三檔主動齒輪為雙聯(lián)齒輪37。五檔主動齒輪39、常嚙合齒輪42和雙聯(lián)齒輪37均壓配在中間軸上。第二軸的前端用滾針軸承46支承在第一軸齒輪內(nèi)孔中,二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)后端利用圓柱滾子軸承20支承在變速器后殼體31上。六個從動齒輪空套在第二軸上。花鍵轂29、38、41以其內(nèi)花鍵與第二軸上的外花鍵過盈配合,并且不能做軸向移動(用卡環(huán)限位)。圓柱滾子軸承20外圈上有止動槽,槽內(nèi)裝有軸承擋圈,用以防止第二軸軸向竄動。該變速器殼體為前后對開式結(jié)構(gòu),其結(jié)合面應(yīng)涂平面密封膠,以保證殼體的密封。圖15-5所示為該輕型載貨汽車變速器的傳動示意圖。當(dāng)?shù)谝惠S旋轉(zhuǎn)時,通過齒輪2和33帶動中間軸26及其上的齒輪32、31、30、29旋轉(zhuǎn),與它們常嚙合的第二軸上的從動齒輪17、16、9、8隨第一軸的旋轉(zhuǎn)而在第二軸上空轉(zhuǎn),因此第二軸不能被驅(qū)動。在該變速器中,除倒檔外,各檔均采用同步器換檔。二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-51—第一軸2—第一軸常嚙合齒輪3—第一軸齒輪接合齒圈4—四檔同步器鎖環(huán)5、12、20—接合套6—五檔同步器鎖環(huán)7—五檔齒輪接合齒圈8—第二軸五檔齒輪9—第二軸三檔齒輪10—三檔齒輪接合齒圈11—三檔同步器鎖環(huán)13、24、35—花鍵轂14—二檔同步器鎖環(huán)15—二檔齒輪接合齒圈16—第二軸二檔齒輪17—第二軸一檔齒輪18—一檔齒輪接合齒圈19—一檔同步器鎖環(huán)21—倒檔齒輪接合齒圈22—第二軸倒檔齒輪23—第二軸25—中間軸倒檔齒輪26—中間軸27—倒檔軸28—倒檔中間齒輪29—中間軸一檔齒輪30—中間軸二檔齒輪31—中間軸三檔齒輪32—中間軸四檔齒輪33—中間軸常嚙合傳動齒輪34—變速器殼體二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)欲掛上一檔,可操縱變速桿,通過撥叉使接合套20左移,與一檔同步器鎖環(huán)19的接合齒圈和一檔齒輪接合齒圈18接合后,動力便可從第一軸依次經(jīng)齒輪2、33,中間軸26,齒輪29、17,接合齒圈18,接合套20以及花鍵轂24,傳給第二軸23輸出。由于經(jīng)過了兩對齒輪2、33和29、17傳遞動力,因此一檔傳動比為兩對齒輪傳動比的乘積,即同理,當(dāng)移動某一個檔位的接合套與空套在第二軸上的該檔位齒輪的齒圈相接合時,則將動力傳遞給了第二軸使之轉(zhuǎn)動,即掛入了這一檔位。二、三檔傳動比分別是若使接合套5左移到與接合齒圈3接合,則換入第四檔,此時動力從第一軸經(jīng)齒輪2、接合齒圈3、接合套5和花鍵轂35直接傳給第二軸,而不再經(jīng)過中間齒輪傳動,故這種檔位稱為直接檔,其傳動比為二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)欲掛上五檔,可操縱變速桿,通過撥叉使接合套5右移,使之穿過五檔同步器鎖環(huán)6與五檔齒輪接合齒圈7接合,動力便可以從第一軸依次經(jīng)齒輪2、33,中間軸,齒輪32、8,接合齒圈7,接合套5及花鍵轂35,最后傳給第二軸。五檔傳動比為可見,該檔為超速檔。欲掛倒檔時,使接合套20右移,與倒檔齒輪接合齒圈21接合,即得倒檔。動力從第一軸經(jīng)齒輪2、33,中間軸,齒輪25、28、22,接合齒圈21,接合套20,花鍵轂24傳到第二軸。由于增加了一個倒檔中間齒輪,故第二軸的旋轉(zhuǎn)方向與第一軸相反,也就是與其他前進檔位的第二軸旋轉(zhuǎn)方向相反,汽車便倒退行駛。倒檔傳動比為二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)為了減少內(nèi)摩擦引起的零件磨損及功率損耗,須在殼體內(nèi)注入潤滑油,采用飛濺潤滑方式潤滑各齒輪副、軸與軸承等零件的工作表面。因此,殼體一側(cè)有加油口,底部有放油塞36(圖15-4),油面高度由加油口位置控制。在第一軸常嚙合齒輪和第二軸上的齒輪11、13、35上鉆有徑向油孔,齒輪28、33的輪轂端面開有徑向油槽,以便潤滑所在部位的滾針軸承。為防止?jié)櫥蛷牡谝惠S與軸承蓋之間的間隙流入離合器而影響其摩擦性能,在軸承蓋內(nèi)安裝了油封總成,軸承蓋內(nèi)孔中有回油槽,可以防止漏油。為防止?jié)櫥蛷牡诙S后端流出,在變速器后軸承蓋內(nèi)裝有油封總成23。在各軸承蓋、后蓋、上蓋、前后殼體等的結(jié)合面間裝入密封墊片,并涂密封膠,以防止漏油。為防止變速器工作時由于油溫、壓力升高而造成潤滑油滲漏現(xiàn)象,在變速機構(gòu)座10及變速器后軸承蓋21上裝有通氣塞9。二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-6所示為某中型載貨汽車六檔變速器結(jié)構(gòu)。在該變速器中,一檔、倒檔采用接合套換檔,二檔使用鎖銷式同步器,三~六檔使用鎖環(huán)式同步器。圖示位置為空檔位置。用撥叉撥動五、六檔同步器的接合套5,使之向左或向右移動,便可掛上六檔或五檔;向左或向右移動同步器的接合套12,即可掛入四檔或三檔;向左或向右移動同步器的接合套20,即可掛入二檔或一檔。向右撥動接合套23,便可得到倒檔。各檔傳動比是二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)普通齒輪式變速器一般都采用接合套換檔,由于接合套與齒圈的接合長度較短,同時汽車行駛時需要經(jīng)常換檔,頻繁撥動接合套使齒端發(fā)生磨損。這樣,在汽車行駛中因振動會造成接合套與齒圈脫離嚙合,發(fā)生自動跳檔。因此,變速器在結(jié)構(gòu)上應(yīng)采取措施,保證汽車在行駛中不出現(xiàn)自動跳檔的現(xiàn)象。防止自動跳檔的結(jié)構(gòu)措施有多種形式,現(xiàn)簡述如下兩種:(1)齒端制成倒斜面圖15-71、4—接合齒圈2—接合套3—花鍵轂F—圓周力FN—倒斜面正壓力FQ—防止跳檔的軸向力二、中間軸式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)普通齒輪式變速器一般都采用接合套換檔,由于接合套與齒圈的接合長度較短,同時汽車行駛時需要經(jīng)常換檔,頻繁撥動接合套使齒端發(fā)生磨損。這樣,在汽車行駛中因振動會造成接合套與齒圈脫離嚙合,發(fā)生自動跳檔。因此,變速器在結(jié)構(gòu)上應(yīng)采取措施,保證汽車在行駛中不出現(xiàn)自動跳檔的現(xiàn)象。防止自動跳檔的結(jié)構(gòu)措施有多種形式,現(xiàn)簡述如下兩種:(2)花鍵轂齒端的齒厚切薄圖15-81、4—接合齒圈2—接合套3—花鍵轂F—圓周力(F=F')FN—凸臺斜面上的正壓力FQ—防止跳檔的軸向力在某型汽車使用的五檔變速器中,采用了這種減薄齒的結(jié)構(gòu)來防止自動跳檔(圖15-8)。在花鍵轂3的兩端,齒厚各減薄0.3~0.4mm,使齒的中部形成一凸臺。當(dāng)同步器的接合套左移與接合齒圈接合時(圖示位置),接合齒圈1將轉(zhuǎn)矩傳到接合套2的一側(cè),再由接合套的另一側(cè)傳給花鍵轂。由于接合套齒的后端被凸臺檔住,在接觸面上作用有正壓力FN,其軸向分力FQ即為防止跳檔的軸向力。三、組合式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)重型貨車的裝載質(zhì)量大,使用條件復(fù)雜。欲保證重型貨車有良好的動力性、經(jīng)濟性和加速性,則必須擴大傳動比范圍并增加檔數(shù)。為避免變速器結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn),多采用組合式變速器,即以1~2種四檔或五檔變速器為主體,通過更換齒輪副和配置不同的副變速器(一般為兩檔),得到一組不同傳動比范圍的變速器系列。目前,組合式變速器已成為重型貨車變速器的主要形式。三、組合式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-9所示為常見的一種組合式變速器傳動機構(gòu)示意圖。它實質(zhì)上是由四檔主變速器Ⅰ和串聯(lián)安裝在主變速器之后的兩檔(高速檔和低速檔)副變速器Ⅱ組成(副變速器輸入軸19同時也是主變速器輸出軸),這樣可得到8個前進檔。圖15-91—輸入軸齒輪2—輸入軸3—第一中間軸4—第一中間軸驅(qū)動齒輪5—第一中間軸一檔齒輪6—倒檔軸7—倒檔傳動齒輪8—倒檔空套齒輪9、17—接合套10—第二中間軸一檔齒輪11—第二中間軸低速檔齒輪12—動力輸出接合套13—動力輸出軸14—第二中間軸15—輸出軸16—輸出軸齒輪18—副變速器輸入軸齒輪19—副變速器輸入軸三、組合式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)三、組合式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)這種由副變速器高、低速兩檔傳動比分別與主變速器各檔傳動比搭配而組成高、低兩段傳動比范圍的配合方式,稱為分段式配檔。它僅在四、五檔間換檔時,才需要操縱副變速器。當(dāng)主變速器各檔傳動比間隔較大,而副變速器低檔傳動比又較小時,組合得到的傳動比均勻地插入主變速器各檔傳動比之間,這稱為插入式配檔。它需要主、副變速器交替換檔,故換檔操作較分段式復(fù)雜。倒檔軸6上有兩個齒輪。其中,倒檔傳動齒輪7與第一中間軸一檔齒輪5嚙合,從而保證了倒檔軸隨輸入軸2旋轉(zhuǎn)。另一倒檔空套齒輪8在倒檔軸上,與副變速器輸入軸齒輪18經(jīng)常嚙合。欲將組合式變速器掛入倒檔,應(yīng)先將主變速器置于空檔,再將接合套9右移,使之與齒輪8的接合齒圈接合。于是,動力便可從輸入軸2依次經(jīng)齒輪1、4、5、7,倒檔軸6,接合套9,齒輪8傳到齒輪18。此時,若將接合套17右移,便得高速倒檔,左移便得低速倒檔。為了保證倒車安全,常用低速倒檔。動力輸出軸13與第二中間軸14的接合與分離,由動力輸出接合套12操縱。三、組合式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-10所示為某重型汽車用變速器傳動機構(gòu)示意圖。三、組合式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)圖15-10a所示組合式變速器也是在主變速器(五檔變速器)的后面串聯(lián)安裝了一個兩檔副變速器Ⅱ,這樣可得到10個前進檔。在主變速器Ⅰ中,除倒檔采用直齒輪傳動外,其余各檔均采用斜齒輪傳動。二~五檔采用同步器換檔,而一檔和倒檔是利用接合套11的移動完成換檔的。副變速器Ⅱ中的高速檔(直接檔)和低速檔的掛檔也采用了同步器。當(dāng)副變速器中的高、低檔同步器接合套17左移并與固定外齒圈16接合時,行星齒輪內(nèi)齒圈15被固定而不能轉(zhuǎn)動,則副變速器掛入低速檔。當(dāng)接合套17右移并與副變速器高速檔齒圈18接合時,行星齒輪軸14、輸出軸19、行星齒輪內(nèi)齒圈15與副變速器輸入軸齒輪20固連在一起而同步旋轉(zhuǎn),則副變速器掛入高速檔。三、組合式變速器15.1變速器的變速傳動機構(gòu)潤滑油泵2由第一軸直接驅(qū)動,并通過第一軸和第二軸6的中心油道,潤滑第二軸上的常嚙齒輪5、7、9、10、12的內(nèi)孔與第二軸的配合表面以及副變速器中的行星齒輪軸14。在組合式變速器中,除上述副速器在主變速器之后的布置形式外,當(dāng)副變速器傳動比較小時,也可布置在主變速器之前(圖15-10b)。有的重型貨車為了得到更多的檔位,在主變速器的前、后都裝有副變速器。目前,副變速器多與主變速器制成一體。單獨布置的副變速器很少應(yīng)用,因為兩根變速桿進行操作很不方便。第二節(jié)

同步器一、無同步器時變速器的換檔過程15.2同步器變速器在換檔過程中,必須使所選檔位的一對待嚙合齒輪輪齒的圓周速度相等(即同步),才能使之平順地進入嚙合而掛上檔。如兩齒輪輪齒不同步時即強制掛檔,勢必因兩輪齒間存在速度差而發(fā)生沖擊和噪聲。這樣,不但不易掛檔,而且影響輪齒壽命,使齒端部磨損加劇,甚至使輪齒折斷。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15-11所示無同步器的五檔變速器中四、五檔(四檔為直接檔,五檔為超速檔)互相轉(zhuǎn)換的過程為例,說明其原理。圖5-111—第一軸2—第一軸齒輪3—接合套4—第二軸五檔齒輪5—第二軸6—中間軸五檔齒輪7—中間軸常嚙傳動齒輪一、無同步器時變速器的換檔過程15.2同步器第一軸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、中間軸和齒輪7與齒輪2保持傳動關(guān)系。接合套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,接合套3的轉(zhuǎn)速及其花鍵齒的圓周速度都與汽車速度成正比。圖5-111—第一軸2—第一軸齒輪3—接合套4—第二軸五檔齒輪5—第二軸6—中間軸五檔齒輪7—中間軸常嚙傳動齒輪一、無同步器時變速器的換檔過程15.2同步器圖5-111—第一軸2—第一軸齒輪3—接合套4—第二軸五檔齒輪5—第二軸6—中間軸五檔齒輪7—中間軸常嚙傳動齒輪(1)從低速檔(四檔)換入高速檔(五檔)一、無同步器時變速器的換檔過程15.2同步器圖5-111—第一軸2—第一軸齒輪3—接合套4—第二軸五檔齒輪5—第二軸6—中間軸五檔齒輪7—中間軸常嚙傳動齒輪(1)從低速檔(四檔)換入高速檔(五檔)

一、無同步器時變速器的換檔過程15.2同步器圖5-111—第一軸2—第一軸齒輪3—接合套4—第二軸五檔齒輪5—第二軸6—中間軸五檔齒輪7—中間軸常嚙傳動齒輪(2)從高速檔(五檔)換入低速檔(四檔)一、無同步器時變速器的換檔過程15.2同步器由此可見,欲使一般變速器換檔時不產(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。這即使是對于技術(shù)很熟練的駕駛?cè)?也易造成疲勞。因此,要求在變速器結(jié)構(gòu)上采取措施,既保證掛檔平順,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15.2同步器同步器是在接合套換檔機構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其中除有前已述及的接合套、花鍵轂、對應(yīng)齒輪上的接合齒圈外,還增設(shè)了使接合套與對應(yīng)接合齒圈的圓周速度迅速達到并保持一致(同步)的機構(gòu),以及阻止兩者在達到同步之前接合以防止沖擊的結(jié)構(gòu)。同步器有常壓式、慣性式、自行增力式等類型,目前廣泛采用的是慣性式同步器。1.常壓式同步器圖15-12所示為裝有常壓式同步器的變速器。第一軸齒輪2與空套在第二軸5上的齒輪4之間裝有花鍵轂1?；ㄦI轂以其內(nèi)、外花鍵分別與第二軸和接合套3滑動連接。向左或向右撥動接合套,其內(nèi)花鍵齒圈可與齒輪2或齒輪4的接合齒圈接合,即掛上直接檔或第二檔。二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖5-12a)空檔位置b)換檔開始c)換上直接檔位置d)變速器結(jié)構(gòu)1—花鍵轂2—第一軸齒輪3—接合套4—第二軸齒輪5—第二軸6—定位銷二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器在齒輪2與4接合齒圈相對的一側(cè)均有一個外錐面,相應(yīng)地在花鍵轂兩側(cè)加工出內(nèi)錐面。在花鍵轂的徑向孔內(nèi),裝有定位銷6,它借彈簧的壓力嵌入在接合套3內(nèi)車出的環(huán)形凹槽中。圖15-12a~c所示為掛直接檔過程中同步器的工作示意圖。圖15-12a所示為接合套在空檔位置。掛直接檔時,向左撥動接合套,通過定位銷帶動花鍵轂1一同左移。當(dāng)花鍵轂的內(nèi)錐面與齒輪2的外錐面接觸時,花鍵轂即不能再繼續(xù)左移。由于接合套與花鍵轂之間有彈簧頂住的定位銷6,若駕駛?cè)俗饔迷诮雍咸咨系牧Σ淮?則定位銷便阻止接合套在花鍵轂停止不動的情況下繼續(xù)向左移動,此時的位置如圖15-12b所示。兩錐面在駕駛?cè)送ㄟ^操縱機構(gòu)施加于接合套和花鍵轂上的力的作用下互相壓緊。齒輪2與花鍵轂存在轉(zhuǎn)速差,因而兩錐面一經(jīng)接觸,便產(chǎn)生摩擦作用。這種摩擦作用促使第一軸齒輪的轉(zhuǎn)速降低到與花鍵轂的轉(zhuǎn)速(亦即接合套的轉(zhuǎn)速)相等,因而兩者花鍵齒的圓周速度相等(同步)。此時,駕駛?cè)死^續(xù)增大施加于接合套上的推力,使接合套克服彈簧力壓下定位銷6而相對花鍵轂繼續(xù)左移,其內(nèi)花鍵齒圈便與齒輪2的接合齒圈接合,即掛入直接檔,如圖15-12c所示。二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器由此可見,用常壓式同步器換檔與用接合套換檔相比較,在工作過程上的區(qū)別主要在于前者的摩擦作用能使需接合的兩花鍵齒圈迅速達到并保持同步,并且由于帶彈簧的定位銷6對接合套的阻力,使兩齒圈在達到同步之前暫不接合。但在這種同步器中,對接合套的軸向阻力是由彈簧壓力造成的,故其大小有限(“常壓式”的名稱即由此而得)。如果駕駛?cè)擞昧^猛,則可能在未達到同步前,接合套便克服彈簧壓力,壓下定位銷而與齒輪2的接合齒圈接觸,此時齒間仍將產(chǎn)生沖擊。因此,常壓式同步器工作不是很可靠,目前較少采用。二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器慣性式同步器與常壓式同步器一樣,都是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步的。但它可以從結(jié)構(gòu)上保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達到同步之前不可能接觸,以避免發(fā)生齒間沖擊和噪聲。2.慣性式同步器轎車和輕、中型貨車廣泛采用鎖環(huán)式慣性同步器,其結(jié)構(gòu)和工作原理可用某中型載貨汽車六檔變速器中的五、六檔同步器為例來說明。該同步器構(gòu)造如圖15-13所示。二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-131—第一軸2、13—滾針軸承3—六檔接合齒圈4、8—鎖環(huán)(同步環(huán))5—滑塊6—定位銷7—接合套9—五檔接合齒圈10—第二軸五檔齒輪11—襯套12、18、19—卡環(huán)14—第二軸15—花鍵轂16—彈簧17—中間軸五檔齒輪20—擋圈二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器同步器花鍵轂15的內(nèi)花鍵與軸上的外花鍵配合,用卡環(huán)18軸向固定。同步器接合套7的內(nèi)花鍵齒與花鍵轂15的外花鍵齒滑動配合,接合套7可軸向移動。在花鍵轂兩端與齒圈3和9之間,各有一個青銅制成的鎖環(huán)(同步環(huán))4和8,鎖環(huán)上有斷續(xù)的短花鍵齒圈(圖15-13b),花鍵齒的斷面齒廓、尺寸及齒數(shù)與齒圈3、9及花鍵轂的外花鍵齒均相同。兩個鎖環(huán)上的花鍵齒,在對著接合套的一端都有倒角(稱鎖止角),且與接合套齒端的倒角相同。鎖環(huán)具有與齒圈上的錐形面錐度相同的內(nèi)錐面,錐面上制出細牙的螺旋槽,以便兩錐面接觸后能破壞油膜,增加錐面間的摩擦,縮短同步時間。三個滑塊5分別嵌合在花鍵轂的三個軸向槽b內(nèi),并可沿軸向滑動。三個定位銷6分別插入三個滑塊的通孔中,在彈簧16的作用下,定位銷壓向接合套,使定位銷端部的球面正好嵌在接合套中部的凹槽a中,起到空檔定位作用。滑塊5的兩端伸入鎖環(huán)的三個缺口c中。鎖環(huán)的三個凸起部d分別伸入花鍵轂的三個通槽e中,只有當(dāng)凸起部d位于通槽e的中央時,接合套與鎖環(huán)的齒方能嚙合。二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-14所示為變速器由五檔掛入六檔(由低速檔換入高速檔)時,該同步器的工作過程。圖15-141—第一軸2、13—滾針軸承3—六檔接合齒圈4、8—鎖環(huán)(同步環(huán))5—滑塊6—定位銷7—接合套9—五檔接合齒圈10—第二軸五檔齒輪11—襯套12、18、19—卡環(huán)14—第二軸15—花鍵轂16—彈簧17—中間軸五檔齒輪20—擋圈二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-14所示為變速器由五檔掛入六檔(由低速檔換入高速檔)時,該同步器的工作過程。圖15-141—第一軸2、13—滾針軸承3—六檔接合齒圈4、8—鎖環(huán)(同步環(huán))5—滑塊6—定位銷7—接合套9—五檔接合齒圈10—第二軸五檔齒輪11—襯套12、18、19—卡環(huán)14—第二軸15—花鍵轂16—彈簧17—中間軸五檔齒輪20—擋圈二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-13b二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-14b二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-14b二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-14b二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-14b二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-14c二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-14c二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器圖15-14d二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器考慮結(jié)構(gòu)布置上的合理性、緊湊性及錐面間產(chǎn)生的摩擦力矩大小等因素,鎖環(huán)式同步器多用于轎車和輕型貨車上;但近年來在中型貨車變速器的中、高速檔中也開始被采用(上述變速器即為此例)。在中型及大型載貨汽車的變速器中,目前較多地采用鎖銷式慣性同步器。當(dāng)變速器第二軸上的常嚙齒輪及其接合齒圈直徑較大時,裝用鎖銷式同步器不僅使齒輪的結(jié)構(gòu)形式合理,而且還可在摩擦錐面間產(chǎn)生較大的摩擦力矩,縮短同步時間。二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器現(xiàn)以某中型載貨汽車五檔變速器中采用鎖銷式同步器的四檔、五檔為例,說明其結(jié)構(gòu)及工作原理(圖15-15)。兩個有內(nèi)錐面的摩擦錐盤2分別固定在帶有外花鍵齒圈的斜齒輪1和6上,隨齒輪一同旋轉(zhuǎn)。與之相配合的兩個有外錐面的摩擦錐環(huán)3,通過三個鎖銷8和三個定位銷4與接合套5連接。鎖銷8與定位銷4在同一圓周上相互間隔地均勻分布。鎖銷8的兩端固定在摩擦錐環(huán)3的孔中,其直徑與接合套凸緣上相應(yīng)的銷孔的內(nèi)徑相等,中部直徑則小于孔徑。鎖銷8中部和接合套5上相應(yīng)的銷孔兩端有角度相同的倒角——鎖止角。只有在鎖銷和接合套孔對中時,鎖止角才不相抵觸,接合套方能沿鎖銷軸向移動進行掛檔。在接合套上的定位銷孔中部鉆有斜孔,內(nèi)裝彈簧11,把鋼球10頂向定位銷中部的環(huán)槽(如A—A剖面圖所示),以保證同步器處于正確的空檔位置。定位銷4兩端深入錐環(huán)內(nèi)側(cè)面,但有間隙,故定位銷可隨接合套5軸向移動。圖15-151—第一軸齒輪2—摩擦錐盤3—摩擦錐環(huán)4—定位銷5—接合套6—第二軸四檔齒輪7—第二軸8—鎖銷9—花鍵轂10—鋼球11—彈簧二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器

圖15-151—第一軸齒輪2—摩擦錐盤3—摩擦錐環(huán)4—定位銷5—接合套6—第二軸四檔齒輪7—第二軸8—鎖銷9—花鍵轂10—鋼球11—彈簧二、同步器的構(gòu)造及工作原理15.2同步器自行增力式同步器與常壓式和慣性式同步器一樣,也是利用摩擦原理實現(xiàn)同步,主要區(qū)別在于同步環(huán)產(chǎn)生的摩擦力矩由于同步環(huán)內(nèi)的彈簧片作用而得到成倍增長,使換檔更為省力、迅速,但由于其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,因此使用得并不廣泛。圖15-151—第一軸齒輪2—摩擦錐盤3—摩擦錐環(huán)4—定位銷5—接合套6—第二軸四檔齒輪7—第二軸8—鎖銷9—花鍵轂10—鋼球11—彈簧綜上所述,由于同步器能消除或減輕齒輪間的沖擊和噪聲,并使換檔輕便,故目前為各類汽車所采用。第三節(jié)

變速器操縱機構(gòu)變速器操縱機構(gòu)應(yīng)保證駕駛?cè)四軠蚀_而可靠地使變速器掛入所需要的任一檔位工作,并可隨時使之退到空檔。一些汽車變速器布置在駕駛?cè)俗桓浇?變速桿由駕駛室底板伸出,駕駛?cè)丝芍苯硬倏v。這種操縱機構(gòu)稱為直接操縱式變速器操縱機構(gòu)。它一般由變速桿、撥塊、撥叉、撥叉軸以及安全裝置等組成,多集中裝于上蓋或側(cè)蓋內(nèi),結(jié)構(gòu)簡單,操縱方便。15.3變速器操縱機構(gòu)圖15-16所示為某中型載貨汽車六檔變速器操縱機構(gòu)的組成與布置示意圖。撥叉軸7、8、9、10的兩端均支承于變速器蓋的相應(yīng)孔中,可以軸向滑動。所有的撥叉和撥塊都以彈性銷固定于相應(yīng)的撥叉軸上。三、四檔撥叉2的上端具有撥塊。撥叉2和撥塊3、4、14的頂部制有凹槽。變速器處于空檔時,各凹槽在橫向平面內(nèi)對齊,叉形撥桿13下端的球頭即伸入這些凹槽中。選檔時可使變速桿繞其中部球形支點橫向擺動,則其下端推動叉形撥桿13繞換檔軸11的軸線擺動,從而使叉形撥桿下端球頭對準與所選檔位對應(yīng)的撥塊凹槽,然后使變速桿縱向擺動,通過叉形撥桿帶動撥叉軸及撥叉向前或向后移動,即可實現(xiàn)掛檔。例如,橫向擺動變速桿使叉形撥桿下端的球頭深入撥塊3頂部的凹槽中,再縱向擺動變速桿使撥塊3連同撥叉軸9和撥叉5沿縱向向前移動一定距離,便可掛入二檔;若向后移動一段距離,則掛入一檔。當(dāng)使叉形撥桿下端的球頭深入撥塊14的凹槽中,并使其向前移動一段距離時,便掛入倒檔。15.3變速器操縱機構(gòu)圖15-161—五、六檔撥叉2—三、四檔撥叉3—一、二檔撥塊4—五、六檔撥塊5—一、二檔撥叉6—倒檔撥叉7—五、六檔撥叉軸8—三、四檔撥叉軸9—一、二檔撥叉軸10—倒檔撥叉軸11—換檔軸12—變速桿13—叉形撥桿14—倒檔撥塊15—自鎖彈簧16—自鎖鋼球17—互鎖柱銷不同變速器的檔數(shù)和操縱機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與布置都有所不同,因而相應(yīng)于各檔位的變速桿上端手柄位置排列,即檔位排列也不相同。因此,汽車駕駛室儀表板上(或操縱手柄上)應(yīng)標(biāo)有該車變速器檔位排列圖(如圖15-16左上方的圖)。15.3變速器操縱機構(gòu)圖15-161—五、六檔撥叉2—三、四檔撥叉3—一、二檔撥塊4—五、六檔撥塊5—一、二檔撥叉6—倒檔撥叉7—五、六檔撥叉軸8—三、四檔撥叉軸9—一、二檔撥叉軸10—倒檔撥叉軸11—換檔軸12—變速桿13—叉形撥桿14—倒檔撥塊15—自鎖彈簧16—自鎖鋼球17—互鎖柱銷在有些汽車上,由于變速器離駕駛?cè)俗惠^遠,則需要在變速桿與撥叉之間加裝一些輔助杠桿或一套傳動機構(gòu),進行遠距離操縱。這種操縱機構(gòu)稱為間接操縱式變速器操縱機構(gòu)。該操縱機構(gòu)應(yīng)有足夠的剛度,且各連接件間隙不能過大,否則換檔時手感不明顯。由于布置上的原因,它多用在轎車和輕型汽車上。某型轎車由于其變速器安裝在前驅(qū)動橋處,不在駕駛?cè)说淖桓浇?不能直接操縱,因此采用間接操縱式變速器操縱機構(gòu)。外部操縱機構(gòu),即變速器殼體以外的部分操縱機構(gòu)(圖15-17)由駕駛?cè)俗桓浇淖兯俨倏v桿(簡稱變速桿)總成27及手柄26、鉸鏈(包括球殼25、球襯座33等)、中間連接桿件(拉桿總成16、后換檔管焊接總成17等)等構(gòu)成。這是一套雙桿傳動裝置的遠距離操縱機構(gòu),變速桿主要通過兩根連接桿件操縱變速器的內(nèi)部操縱機構(gòu),分別進行選檔、換檔動作。有的遠距離操縱機構(gòu)的外部操縱機構(gòu)只有一根桿件,通過控制該桿件前后直線移動和左右擺動來實現(xiàn)選檔和換檔功能。各連接桿應(yīng)具有足夠的剛度,且連接點處間隙要小,否則將影響換檔時的手感。15.3變速器操縱機構(gòu)圖15-171—變速器總成2—前拉桿焊接總成3—球襯4—限位螺釘5—換檔前拉桿焊接總成6—換檔搖臂總成7—球頭襯套8—球頭9、13—球碗總成10、12—螺母11—螺紋套14—換檔連桿管夾15—螺栓16—拉桿總成17—后換檔管焊接總成18—防塵套19—下支架20—上支架21—右緩沖塊22—防護罩下支架23—防護罩上支架24—變速桿防護罩25—球殼26—變速桿手柄27—變速桿總成28—導(dǎo)套29—變速桿導(dǎo)向套30—壓板31—左緩沖塊32—隔塊33—球襯座34—彈簧圖15-18所示為該轎車變速器的內(nèi)部操縱機構(gòu),由選檔換檔軸總成1、導(dǎo)塊2、4及撥叉3、5、7、10和換檔軸6、8、9組成。五、倒檔換檔軸6,三、四檔換檔撥叉3和一、二檔導(dǎo)塊2的延伸部分在選檔換檔軸總成1下方形成朝上的凹槽并沿其軸向排列,固定在選檔換檔軸上的撥頭在三個槽中可以沿軸向滑動。選檔時通過外部操縱機構(gòu)使選檔換檔軸總成1做軸向移動,使其撥頭在五、倒檔換檔軸6,三、四檔換檔撥叉3和一、二檔導(dǎo)塊2的凹槽中移動,實現(xiàn)選檔動作;換檔時轉(zhuǎn)動選檔換檔軸,使其撥頭推動所選凹槽的側(cè)壁,帶動相應(yīng)的撥叉軸及其上固定的撥叉一起沿撥叉軸的軸線方向移動,撥叉推動同步器接合套軸向移動完成換檔。雖然倒檔和五檔用的不是同一個撥叉,但它們連接在同一個換檔軸上,因此操縱機構(gòu)只用三根撥叉軸。15.3變速器操縱機構(gòu)圖15-181—選檔換檔軸總成2—一、二檔導(dǎo)塊3—三、四檔換檔撥叉4—倒檔導(dǎo)塊5—倒檔換檔撥叉總成6—五、倒檔換檔軸7—五檔換檔撥叉8—三、四檔換檔軸9—一、二檔換檔軸10—一、二檔換檔撥叉前述內(nèi)部操縱機構(gòu)采用了三根撥叉軸,屬于多軌式操縱機構(gòu)。單軌式操縱機構(gòu)只采用了一根撥叉軸,使結(jié)構(gòu)得到簡化。圖15-4所示變速器的內(nèi)部操縱機構(gòu)就是一種單軌式的結(jié)構(gòu),具體結(jié)構(gòu)如圖15-19所示。15.3變速器操縱機構(gòu)前述內(nèi)部操縱機構(gòu)采用了三根撥叉軸,屬于多軌式操縱機構(gòu)。單軌式操縱機構(gòu)只采用了一根撥叉軸,使結(jié)構(gòu)得到簡化。圖15-4所示變速器的內(nèi)部操縱機構(gòu)就是一種單軌式的結(jié)構(gòu),具體結(jié)構(gòu)如圖15-19所示。15.3變速器操縱機構(gòu)圖15-191—撥叉軸2—限位板3—限位塊4—定位銷5—一、倒檔撥叉6—二、三檔撥叉7—四、五檔撥叉8—撥塊9—選檔換檔軸10—撥頭撥叉軸1的兩端支承在變速器殼體兩端的孔里,可以沿軸向自由移動。撥叉軸上固定著撥塊8,選檔換檔軸9下端的撥頭10插入撥塊的球形槽中,有間隙,可以在縱向和橫向上做小幅度的運動。撥叉軸中部空套著限位板2。限位板被安裝在殼體上的限位塊3限制了軸向的移動,只能繞軸線轉(zhuǎn)動。限位板沿半徑方向開有缺口,固定在撥叉軸上的定位銷4伸出到缺口處,二者之間有少量間隙以保證定位銷可以隨撥叉軸相對限位板做軸向運動。15.3變速器操縱機構(gòu)圖15-19一、倒檔撥叉5,二、三檔撥叉6和四、五檔撥叉7都空套在撥叉軸上,它們沿著撥叉軸軸線方向伸出的延長桿在限位板處沿圓周排列,并制成朝內(nèi)的圓弧凹槽,限位板及其缺口中的定位銷卡在它們形成的凹槽中。定位銷的直徑基本等于一個凹槽的周向?qū)挾取?5.3變速器操縱機構(gòu)圖15-19換檔時,外部操縱機構(gòu)帶動選檔換檔軸9軸向移動,其下面的撥頭推動撥塊使撥叉軸轉(zhuǎn)動,定位銷帶動限位板轉(zhuǎn)動。當(dāng)定位銷進入某一撥叉延長桿的凹槽時,限位板就會卡住另外兩個撥叉的延長桿。這時選檔換檔軸9轉(zhuǎn)動,其撥頭推動撥塊使撥叉軸做軸向移動,則定位銷帶動所選中的撥叉隨撥叉軸一起移動,撥叉推動相應(yīng)的接合套移動完成換檔。此時另外兩個撥叉由于延長桿的凹槽被限位板鎖死,因此不能移動換檔。單軌式換檔機構(gòu)要求各檔的掛檔行程是一樣的。為保證變速器在任何情況下都能準確、安全、可靠地工作,對變速器操縱機構(gòu)提出如下要求:①保證變速器不自行脫檔或掛檔,在操縱機構(gòu)中應(yīng)設(shè)有自鎖裝置;②保證變速器不同時掛入兩個檔位,在操縱機構(gòu)內(nèi)應(yīng)設(shè)互鎖裝置;③防止誤掛倒檔,在變速器操縱機構(gòu)中應(yīng)設(shè)有倒檔鎖。15.3變速器操縱機構(gòu)(1)自鎖裝置掛檔過程中,若操縱變速桿推動撥叉前移或后移的距離不足時,齒輪將不能在全齒寬上嚙合而影響齒輪的壽命。即使達到全齒寬嚙合,也可能由于汽車振動等原因,齒輪產(chǎn)生軸向移動而減少了齒的嚙合長度,甚至完全脫離嚙合。為防止出現(xiàn)上述情況,應(yīng)設(shè)置自鎖裝置。15.3變速器操縱機構(gòu)(1)自鎖裝置圖15-20所示為某型載貨汽車變速器的自鎖和互鎖裝置。自鎖裝置由自鎖鋼球1和自鎖彈簧2組成。每根撥叉軸的上表面沿軸向分布三個凹槽。當(dāng)任一根撥叉軸連同撥叉一起軸向移動到空檔或某一工作檔位置時,必有一個凹槽正好對準自鎖鋼球1。于是,鋼球在彈簧壓力下嵌入該凹槽內(nèi),撥叉軸的軸向位置即被固定,從而撥叉連同滑動齒輪(或接合套)也被固定在空檔或工作檔位置,不能自行脫出。當(dāng)需要換檔時,駕駛?cè)吮仨毻ㄟ^變速桿對撥叉或撥叉軸施加一定的軸向力,克服彈簧的壓力將鋼球由撥叉軸的凹槽中擠出推回孔中,撥叉軸和撥叉方能再進行軸向移動。撥叉軸上表面相鄰凹槽之間的距離,即等于為保證在全齒寬上嚙合或完全退出嚙合所必需的撥叉及其撥叉軸的移動距離。圖15-201—自鎖鋼球2—自鎖彈簧3—變速器蓋(前端)4—互鎖鋼球5—互鎖銷6—撥叉軸15.3變速器操縱機構(gòu)(2)互鎖裝置若變速桿能同時推動兩個撥叉,即同時掛入兩個檔位,則必將造成齒輪間的機械干涉,變速器將無法工作甚至損壞。為此,應(yīng)設(shè)置互鎖裝置。圖15-201—自鎖鋼球2—自鎖彈簧3—變速器蓋(前端)4—互鎖鋼球5—互鎖銷6—撥叉軸圖15-20所示的互鎖裝置是由互鎖鋼球4和互鎖銷5組成的。每根撥叉軸在朝向互鎖鋼球的側(cè)表面上均制出一個深度相等的凹槽,任一撥叉軸處于空檔位置時,其側(cè)面凹槽都正好對準互鎖鋼球4。兩個互鎖鋼球直徑之和正好等于相鄰兩軸之間的距離減去軸的直徑,再加上一個凹槽的深度。中間撥叉軸上兩個側(cè)面凹槽之間有孔相通,孔中有一根可以移動的互鎖銷5,銷的長度等于撥叉軸的直徑減去一個凹槽的深度。15.3變速器操縱機構(gòu)(2)互鎖裝置互鎖裝置的工作情況如圖15-21所示。當(dāng)變速器處于空檔位置時,所有撥叉軸的側(cè)面凹槽同鋼球、互鎖銷都在一條直線上。當(dāng)移動中間撥叉軸6時(圖15-21a),其兩側(cè)的內(nèi)鋼球從側(cè)凹槽中被擠出,而兩外互鎖鋼球2和4則分別嵌入撥叉軸1和5的側(cè)面凹槽中,因而將撥叉軸1和5剛性地鎖止在其空檔位置。若欲移動撥叉軸5,則應(yīng)先將撥叉軸6退回到空檔位置(圖15-21b)。于是,在移動撥叉軸5時,互鎖鋼球4便從撥叉軸5的凹槽中被擠出,同時通過互鎖銷3和其他鋼球?qū)懿孑S6和1均鎖止在空檔位置。同理,當(dāng)移動撥叉軸1時,撥叉軸6和5被鎖止在空檔位置(圖15-21c)。由此可知,互鎖裝置的作用是當(dāng)駕駛?cè)擞米兯贄U推動某一撥叉軸時,自動鎖止其他所有撥叉軸。圖15-211、5、6—撥叉軸2、4—互鎖鋼球3—互鎖銷15.3變速器操縱機構(gòu)(3)倒檔鎖汽車行進中若誤掛倒檔,變速器輪齒間將發(fā)生極大沖擊,導(dǎo)致零件損壞。汽車起步時若誤掛倒檔,則容易出現(xiàn)安全事故。為此,應(yīng)設(shè)有倒檔鎖。圖15-221—倒檔鎖銷2—倒檔鎖彈簧3—倒檔撥塊4—變速桿圖15-22所示為五檔變速器中常用的倒檔鎖裝置。它由一、倒檔撥塊中的倒檔鎖銷1及倒檔鎖彈簧2組成。駕駛?cè)艘獟煲粰n或倒檔時,必須用較大的力使變速桿4的下端壓縮倒檔鎖彈簧2,將倒檔鎖銷1推向右方后,才能使變速桿下端進入倒檔撥塊3的凹槽內(nèi),以撥動一、倒檔撥叉軸而掛入一檔或倒檔。由此可見,倒檔鎖的作用是使駕駛?cè)吮仨殞ψ兯贄U施加更大的力方能掛入倒檔,起到提醒注意的作用,以防止誤掛倒檔。15.3變速器操縱機構(gòu)(3)倒檔鎖為改善重型貨車組合式變速器的操縱輕便性,副變速