汽車底盤課件 課程3 手動(dòng)變速器的構(gòu)造與維修

課題3

手動(dòng)變速器的構(gòu)造與維修學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)。2.掌握科魯茲D16變速器各擋位動(dòng)力傳遞路線。3.熟悉同步器結(jié)構(gòu)。4.了解同步器工作原理。5.掌握鎖環(huán)式同步器檢查方法。6.熟悉操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作。7.熟悉自鎖、互鎖、倒擋鎖裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理。一、變速器概述實(shí)現(xiàn)倒車改變傳動(dòng)比1.變速器的作用切斷動(dòng)力傳遞2.變速器的類型根據(jù)操作方式不同，變速器分為手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器。(１)手動(dòng)變速器(MT):由駕駛員操作變速桿實(shí)現(xiàn)擋位變化，如圖3-2所示。(２)自動(dòng)變速器(AT):由自動(dòng)變速器控制模塊控制擋位變化，駕駛員通常只需要操作加速踏板，如圖3-3所示。3.手動(dòng)變速器的組成發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)與前置后驅(qū)車輛的手動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)不同，但是一般都由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、同步器、操縱機(jī)構(gòu)和安全裝置組成。4.手動(dòng)變速器的類型(１)三軸式手動(dòng)變速器，傳動(dòng)比變化范圍大，在中、小型貨車和越野車上被廣泛采用。(２)兩軸式手動(dòng)變速器，主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后驅(qū)的轎車上。輕型轎車上，前置發(fā)動(dòng)機(jī)又有縱向布置和橫向布置兩種形式，與其配用的兩軸式手動(dòng)變速器也有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式。二、齒輪傳動(dòng)的原理對(duì)于變速器，各擋的傳動(dòng)比i就是變速器輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之比。即(1)當(dāng)i＞1時(shí)，n輸出＜n輸入，T輸出＞T輸入，實(shí)現(xiàn)減速增矩，為變速器的減速擋，且i越大，擋位越低。(2)當(dāng)i＝1時(shí)，n輸出＝n輸入，T輸出＝T輸入，為變速器的直接擋。(3)當(dāng)i＜1時(shí)，n輸出＞n輸入，T輸出＜T輸入，實(shí)現(xiàn)增速降矩，為變速器的超速擋。若改變動(dòng)力傳遞方向的功能，則可以通過增加一個(gè)惰輪來實(shí)現(xiàn)，前進(jìn)擋和倒擋的對(duì)比如圖3-8所示。三、三軸式手動(dòng)變速器工作原理:通過撥動(dòng)變速桿，切換中間軸上的主動(dòng)齒輪;通過大小不同的齒輪組合與動(dòng)力輸出軸接合，從而改變驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸入軸是通過一根中間軸，間接與動(dòng)力輸出軸連接的。圖3-9中同步器位于中間狀態(tài)，相當(dāng)于變速器掛了空擋。一般的手動(dòng)變速器都有好幾個(gè)擋位，圖3-10所示為五擋三軸式手動(dòng)變速器，可以理解為在圖3-8的基礎(chǔ)上添加了幾組齒輪如當(dāng)掛上1擋時(shí)，實(shí)際上是將1、2擋同步器向左移動(dòng)使同步器與1擋從動(dòng)齒輪(圖中①)接合，將動(dòng)力傳遞給輸出軸。五擋三軸變速器有5個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒擋，由殼體、第一軸、中間軸、第二軸、倒擋軸、各軸上齒輪、操縱機(jī)構(gòu)等幾部分組成。(１)輸入軸和輸入軸常嚙合齒輪為一個(gè)整體，是變速器的動(dòng)力輸入軸。(２)中間軸上制有六個(gè)齒輪，作為一個(gè)整體而轉(zhuǎn)動(dòng)。(３)在輸出軸上，通過花鍵轂裝有三個(gè)同步器，通過軸承安裝有輸出軸各擋齒輪。(４)倒擋軸采用過盈配合壓裝在殼體相應(yīng)的軸孔中。倒擋齒輪通過軸承活套在倒擋軸上。四、兩軸式手動(dòng)變速器１.基本結(jié)構(gòu)兩軸式手動(dòng)變速器主要由齒輪和同步器組成。２.動(dòng)力傳遞路線(１)1擋動(dòng)力傳遞路線。1擋動(dòng)力傳遞路線如圖3-13所示。輸入軸→1擋主動(dòng)齒輪→1擋從動(dòng)齒輪及接合齒圈→1、2擋同步器接合套→1、2擋同步器花鍵轂→輸出軸→主減速器主動(dòng)齒輪。(２)2擋動(dòng)力傳遞路線。2擋動(dòng)力傳遞路線如圖3-14所示。輸入軸→2擋主動(dòng)齒輪→2擋從動(dòng)齒輪及接合齒圈→1、2擋同步器接合套→1、2擋同步器花鍵轂→輸出軸→主減速器主動(dòng)齒輪。(３)３擋動(dòng)力傳遞路線。３擋動(dòng)力傳遞路線如圖3-15所示。輸入軸→３擋主動(dòng)齒輪→３擋從動(dòng)齒輪及接合齒圈→３、４擋同步器接合套３、４擋同步器花鍵轂→輸出軸→主減速器主動(dòng)齒輪。(４)４擋動(dòng)力傳遞路線。４擋動(dòng)力傳遞路線如圖3-16所示。輸入軸→４擋主動(dòng)齒輪→４擋從動(dòng)齒輪及接合齒圈→３、４擋同步器接合套→３、４擋同步器花鍵轂→輸出軸→主減速器主動(dòng)齒輪。(５)５擋動(dòng)力傳遞路線。５擋動(dòng)力傳遞路線如圖3-17所示。輸入軸→５擋主動(dòng)齒輪→５擋從動(dòng)齒輪及接合齒圈→５擋同步器接合套→５擋同步器花鍵轂→輸出軸→主減速器主動(dòng)齒輪。(６)倒擋動(dòng)力傳遞路線。倒擋動(dòng)力傳遞路線如圖3-18所示。輸入軸→輸入軸倒擋齒輪→倒擋惰輪→輸出軸倒擋齒輪(１、２擋同步器接合套)→１、２擋同步器花鍵轂→輸出軸→主減速器主動(dòng)齒輪。五、同步器１、結(jié)構(gòu)分類根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，慣性式同步器可分為鎖銷式同步器和鎖環(huán)式同步器。鎖銷式同步器主要由摩擦錐盤、摩擦錐環(huán)、鎖銷和接合套組成。其結(jié)構(gòu)形式合理，力矩較大，多適用于中型和大型貨車上，其結(jié)構(gòu)如圖3-19所示。鎖環(huán)式同步器主要由花鍵轂、接合套、鎖環(huán)、滑塊、彈簧、鋼珠等組成。其結(jié)構(gòu)緊湊、便于合理布置，多用于轎車和輕型貨車上，其結(jié)構(gòu)如圖3-20所示。２、鎖環(huán)式同步器的工作原理以D16變速器由低速擋掛入高速擋為例。工作過程分為預(yù)同步、鎖止、滑移、接合四個(gè)過程。(１)預(yù)同步。當(dāng)踩下離合器時(shí)，輸入軸與飛輪之間的動(dòng)力傳遞被切斷，撥叉使接合套從低速擋退出到空擋位置，在慣性作用下，接合套、同步環(huán)和接合齒圈繼續(xù)保持原來的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。其工作過程如圖3-21所示。(２)鎖止。同步器接合套在Fn的作用下移動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)分力F1和F2，同步環(huán)與接合套鎖止。其工作過程如圖3-22所示。(３)滑移。接合套在鎖環(huán)上繼續(xù)左移。其工作過程如圖3-23所示。(4)接合。接合套穿越鎖環(huán)，與外花鍵齒圈接合。其工作過程如圖3-24所示。六、操縱機(jī)構(gòu)１、直接式操縱機(jī)構(gòu)變速器布置在駕駛員座位附近，變速桿經(jīng)駕駛室底板直接伸入變速器，駕駛員可直接操縱換擋，這種操作機(jī)構(gòu)稱為直接式操縱機(jī)構(gòu)。一般由變速桿、撥塊、撥叉軸、撥叉等組成。直接式操縱機(jī)構(gòu)在車輛中使用的越來越少。２、遠(yuǎn)距離式操縱機(jī)構(gòu)手動(dòng)變速器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙，距離駕駛員座位比較遠(yuǎn)，變速桿與變速器之間需要加裝一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)換擋，這種操作機(jī)構(gòu)稱為遠(yuǎn)距離式操縱機(jī)構(gòu)。其由換擋桿、換擋控制桿、撥叉軸、撥叉等組成，結(jié)構(gòu)如圖3-26所示。七、安全裝置１、自鎖裝置換擋撥叉軸上方有３個(gè)凹坑，上面有被彈簧壓緊的鋼球，當(dāng)撥叉軸位置處于空擋或某一擋位置時(shí)，鋼球壓在凹坑中，起到了自鎖作用，如圖3-27所示。２、互鎖裝置當(dāng)中間撥叉軸移動(dòng)換擋時(shí)，另外兩個(gè)撥叉軸被鋼球鎖住，防止同時(shí)換上兩個(gè)擋而使變速器卡死或損壞，起到了互鎖作用，如圖3-28所示。３、倒擋鎖裝置當(dāng)換擋桿下端向倒擋撥叉軸移動(dòng)時(shí)，必須壓縮彈簧才能進(jìn)入倒擋撥叉軸上的撥塊槽中。這樣可以防止在汽車前進(jìn)時(shí)因誤換倒擋而導(dǎo)致零件損壞，起到了倒擋鎖的作用。當(dāng)?shù)箵鯎懿孑S移動(dòng)掛擋時(shí)，另外兩個(gè)撥叉軸被鋼球鎖住，如圖3-29所示。八、手動(dòng)變速器常見的故障及排除１、換擋困難(１)若換擋存在異響，則表明待嚙合輪齒的圓周速度不等，應(yīng)檢查離合器分離是否徹底，潤(rùn)滑油量是否充足或質(zhì)量是否合格，同步器是否損壞。(２)若換擋時(shí)沒有異響，則表明操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障，檢查換擋桿掛擋手感是否明顯。(３)若掛擋感覺明顯，則檢查撥叉與撥叉軸連接是否正常。(４)若掛擋感覺不明顯，則檢查換擋控制器及自鎖、互鎖裝置是否卡死，換擋及變速控制器、換擋拉索是否出現(xiàn)錯(cuò)位、間隙過大。故障現(xiàn)象故障原因排除方法主要表現(xiàn)在汽車行駛過程中，尤其在加速或爬坡時(shí)，換擋桿自動(dòng)跳回到空擋位置根本原因是嚙合齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)產(chǎn)生較大的軸向力，從而脫離嚙合;或嚙合時(shí)，齒輪一部分嚙合，一部分沒有嚙合，在軸向力的作用下?lián)跷蛔詣?dòng)脫出變速器或發(fā)動(dòng)機(jī)固定支座螺栓是否松動(dòng)或斷裂變速器離合器殼體是否對(duì)正或松動(dòng)換擋拉索是否調(diào)整不當(dāng)撥叉是否彎曲或磨損撥叉軸支承軸承是否磨損撥叉軸自鎖裝置是否失效接合齒圈或接合套花鍵是否磨損成錐形齒輪軸向間隙是否過大輸入軸或輸出軸軸向間隙是否過大２、跳擋3、亂擋故障現(xiàn)象故障原因排除方法主要表現(xiàn)在掛入的擋位與應(yīng)該掛入的擋位不符，或原擋位未退出，仍然能掛上另一個(gè)擋根本原因是操作機(jī)構(gòu)選擋不正確或互鎖裝置失效檢查互鎖裝置是否損壞操縱機(jī)構(gòu)部分桿件是否變形或連接松動(dòng)換擋拉索是否調(diào)整不當(dāng)換擋桿支承球頭座是否松動(dòng)選換擋控制器是否損壞４、卡擋故障現(xiàn)象故障原因排除方法變速器卡在某個(gè)擋位，無法回到空擋根本原因是接合套與接合齒圈不能正常分離撥叉軸是否彎曲卡死同步器滑塊是否堵塞齒輪軸向定位卡簧是否脫落５、漏油故障現(xiàn)象故障原因排除方法主要表現(xiàn)在變速器內(nèi)的潤(rùn)滑油從變速器殼體接合面、軸承蓋等位置滲漏出來根本原因是變速器潤(rùn)滑油加注過多、密封不良或其內(nèi)部壓力過高等通氣孔是否堵塞潤(rùn)滑油油量是否過多變速器固定支座緊固螺栓是否松動(dòng)油封是否損壞密封墊或密封膠是否失效變速器殼體是否有裂紋６、異響故障現(xiàn)象故障原因排除方法主要表現(xiàn)在變速器在工作過程中發(fā)出不正常的響聲根本原因是變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙