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排除方法:在排除变速器异响时

更新时间:2019-10-08 12:51点击:

  倒档锁销 倒档拨块 驾驶员在换倒档时要克服倒档锁弹簧弹力,变大的换档阻力,可提醒驾驶员 倒档锁弹簧 工作原理 互锁销装在中间拨叉轴的孔中,其长度相当于拨叉轴直径减去互锁钢球的半径,互锁钢球装于变速器盖的横向孔中。 在空档位置时,在左右拨叉轴在对着钢球处有深度相当于钢球半径的凹槽,中间拨叉轴则左右均开有凹槽,凹槽中开有装锁销的孔。 这种互锁装置可以保证变速器只有在空档位置时,驾驶员才可以移动任一个拨叉轴挂档。若某一拨叉轴被移动而挂档时,另两个拨叉轴便被互锁装置固定在空档位置而不可能再轴向移动。 1.换档困难 (1)故障现象 在进行正常变速操作时,变速杆不能挂入档位,或者勉强挂上档后又很难摘下来。 (2)故障原因 ①变速杆下端磨损或控制杆弯曲; ②拨叉或拨叉轴磨损、松旷、弯曲; ③自锁或互锁弹簧过硬、钢球损伤; ④操纵机构中控制连杆机构动作不良; ⑤同步器故障(磨损或损坏); ⑥变速器轴弯曲变形或花键损伤。 4.5 变速器的故障诊断与检修 4.5.1 变速器常见故障与诊断 1.换档困难 (3)故障诊断与排除 诊断方法:首先应确认离合器分离状态正常,然后使发动机怠速运转,踩下离合器踏板,试进行各档位变换。检查变速杆是否卡滞、沉重等。当用这种方法不易判断时,可进行实车行驶试验。 排除方法:①汽车行驶时发生换档困难现象,首先检查离合器能否分离彻底,操纵机构能否工作。②如上述情况良好,应拆开变速器盖,检查拨叉是否弯曲,拨叉的固定螺栓是否松动,拨叉轴与导向孔是否锈蚀,如有故障由此引起。③检查自锁和互锁装置是否卡滞,如有故障由此引起。④检查变速器轴花键损伤情况或轴弯曲,如有故障由此引起。⑤检查同步器磨损或损坏情况,如有损伤,则故障由此引起。一般同步器可检查以下几个方面:a.同步环与锥体接触状态和制动作用:在锥体上涂齿轮油,再把同步环推上锥体并回转,如环与锥体可紧密接合即为良好。b.同步环油槽与锥体的磨损状态:测量同步环推到锥体上后的间隙,如该值与规定值相等即为良好。c.同步环与接合套安装面的位置关系是否正确。 2.变速器跳档 (1)故障现象 汽车在加速、减速或爬坡时,变速杆自动跳回空档位置。 (2)故障原因 ①变速杆没有调整好或变速杆弯曲,远程控制杆机构磨损或调整不良; ②拨叉轴向自由行程过大或凹槽位置不正确,拨叉轴凹槽磨损及拨叉磨损、变形; ③自锁钢球磨损或破裂,自锁弹簧弹力不够或折断; ④变速器轴、轴承磨损松旷或轴向间隙过大以及变速器壳松动或与离合器壳没对准,造成轴转动时齿轮啮合不足而发生跳动和轴向窜动; ⑤齿轮或接合套严重磨损,沿齿长方向磨成锥形; ⑥同步器磨损或损坏。 2.变速器跳档 (3)故障诊断 诊断方法:使车辆行驶,反复加速、减速、检查在各档位上变速杆是否容易脱出,如这种方法效果不明显时,可在爬陡坡等条件下进行检查。 排除方法: ①发现某档跳档时,仍将操纵杆挂入该档,将发动机熄火。先检查操纵机构调整是否正确,然后再拆开变速器盖检查齿轮啮合情况和同步器啮合情况。如果啮合情况不好,应检查轴承是否磨损松旷,拨叉是否变形,拨叉与接合套上的叉槽间隙是否过大;如果啮合情况良好,应检查操纵机构锁止情况。如锁止不良,须拆下拨叉轴,检查自锁钢球、弹簧或拨叉轴凹槽情况。 ②若齿轮啮合和操纵机构均良好,应检查齿轮是否磨成锥形,以及轴是否前后移动。如有则故障由此引起。否则故障为变速器壳松动或与离合器壳没对准而引起的跳档。 3.变速器乱档 (1)故障现象 在离合器技术状况正常情况下,变速器同时挂上两个档或虽能挂上档,但却不能挂入所需要的档位,或者挂入后不能退出。 (2)故障原因 主要为变速操纵机构失效。 ①变速杆球头定位销磨损、折断或球孔、球头磨损、松旷; ②拨叉槽、互锁销或互锁球磨损严重或漏装; ③变速杆下端工作面或拨叉轴上导块的导槽磨损过度。 3.变速器乱档 (3 )故障诊断 诊断方法:使车辆行驶,操纵变速杆进行换档试验。检查是否有同时挂上两个档或挂上的档位不是所需要的档位时。 排除方法: ①挂需要档位时,结果挂入别的档位:检查变速杆摆转角度,若其能任意摆,且能打圈,则为定位销损坏或失效。 ②当变速杆摆转角正常,仍挂不上或摘不下档,则多为变速杆下端工作面磨损或导槽磨损,使变速杆下端从导槽中脱去。 ③若同时挂上两个档,则为互锁装置磨损或漏装零件。 4.变速器异响 (1)故障现象 变速器工作时,发出不正常声响,如金属的干摩擦声,不均匀的碰撞声等。 (2)故障原因 ①轴承发响:轴承缺油、磨损松旷、疲劳剥落或轴承滚动体破裂。 ②齿轮发响:齿轮磨损严重,齿侧间隙太大,齿面疲劳有金属剥落或个别齿损坏折断等;齿轮制造精度差或齿轮副不匹配,维修中未成对更换相啮合的两齿轮;齿轮与轴或轴上花键配合松旷;安装齿轮的轴弯曲等。 ③操纵机构发响:变速器操纵机构各连接处松动,拨叉变形或磨损松旷。 ④其他原因发响:变速器缺油、润滑油过稀,过稠或质量变坏;变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴轴线不同心,或变速器壳体变形;壳体轴承孔修复后,轴心发生变动或使两轴线不同心,变速器壳体前端面与第一、二轴轴心线垂直度或一、 二轴与曲轴同轴度超差;变速器内掉入异物或某些紧固螺栓松动。 4.变速器异响 (3)故障诊断与排除 诊断方法:当发动机怠速运转时,使变速杆处于空档位,检查接合和分离离合器过程中有无异响,如离合器接合时发生异响,离合器分离时异响消失,说明异响发生在变速器。也可进行实车行驶,检查变速器处于各档位时有无异响。 排除方法:在排除变速器异响时,要根据响声的特点、出现响声的时机和发响的部位判断响声的原因,然后予以排除。 ①发动机怠速运转,变速器空档时发响,多为常啮合齿轮响。 ②变速器换入某一档位时,响声明显,应检查该档齿轮和同步器的磨损及齿轮啮合情况。 ③变速器各档均有异响,多为基础件、轴、齿轮、花键磨损使形位误差超限。 ④变速器运转时有金属干摩擦声,多为变速器内润滑油有问题,应检查油面高度和油的质量。 ⑤变速器工作时有周期性撞击声,则为齿轮个别齿损坏。变速器工作时有间断性的异响,可能为变速器内掉入异物所引起。 5.变速器漏油 (1)故障现象 变速器壳体外围有油泄漏,变速器箱的齿轮油减少。 (2)故障原因 ①变速器的盖与壳体之间安装松动或者密封垫损坏; ②油封磨损、变形或损伤;通气口堵塞、放油螺塞松动; ③齿轮油过多或齿轮油选用不当,产生过多泡沫; ④变速器壳龟裂或损伤或延伸壳破裂; ⑤车速表接头锁紧装置松动或破损。 5.变速器漏油 (3)故障诊断 诊断方法:按油迹部位检查油液泄漏原因。 排除方法: ①检查调整变速器油量。检查齿轮油质量,如质量不佳,应更换合适的齿轮油。 ②疏通堵塞的通气口,更换损坏的密封垫和油封。 ③更换损坏的变速器壳和延伸壳。 ④紧固松动的变速器盖、壳螺栓及放油螺塞。 ⑤拧紧车速表接头锁紧装置,如果锁紧装置破损,应予以更换。 4.5.2 变速器主要零件的检修 国产汽车变速器壳体、第一、二轴及中间轴、各传动齿轮修理的具体要求,应按国标GB5372-85《汽车变速器修理技术条件》执行。其他车型的变速器应按厂家所提供的维修手册进行。这里仅介绍检修要点。 1.变速器壳体 变速器壳体的主要的损伤形式有壳体的变形、裂纹及轴承孔、螺纹孔的磨损等。 (1)变速器壳体不得有裂纹。对受力不大的部位的裂纹,可用环氧树脂粘结修复;重要和受力较大部位的裂纹,可进行焊修。对与轴承孔贯通的或安装固定孔处的裂纹不能修理,应更换变速器壳体。 (2)变速器壳体的变形,将造成各轴轴线间的平行度误差,轴心距改变,导致齿轮副啮合精度的破坏,造成轮齿表面的阶梯形磨损,这不但使传动噪声加大,也会形成轴向力,当齿面上有冲击载荷时,就会形成变速器的早期自动脱档的故障。检查时,对三轴式变速器用专用量具检查: ①各轴承孔公共轴线间的平行度、轴心距; ②上孔轴线与上平面间的距离; ③前后两端面的平面度。 两轴式变速器的壳体一般由前、后两部分组成,其变形主要是检查输入轴与输出轴的平行度及前后壳体接合面的平面度。当上述各项检查超过规定时应进行修复。 当变速器壳体的轴承孔磨损超限、变形时,可在单柱立式镗床上,用长度规作定位导向镗削各轴承孔,以修正各轴线间的平行度。镗削扩孔时,常以倒档轴的轴承孔为基准,因为此处的强度最大,其变形逾限率较低。即采用扩孔后再镶套的方法进行修复,对磨损不大的轴承孔也可采用刷镀的方法进行修复。超过修理极限时应更换。当壳体平面度超差时,可采用铲、刨、锉、铣等方法修复或更换。 (3)壳体上所有连接螺孔的螺纹损伤不得多于2牙,螺纹孔的损伤可用换加粗螺栓或焊补后重新钻孔加工的方法修复。 2.变速器盖 变速器盖的主要损伤形式有盖的裂纹、变形及轴承的磨损等。 变速器盖应无裂纹,其与变速器壳体接合平面的平面度公差(0.10-0.15mm)超差时,可采用铲、刨、锉、铣等方法修复或更换;拨叉轴与承孔的间隙(0.04-0.20mm)超限时,应更换。 3.齿轮与花键 齿轮的主要损伤形式有齿面、齿端磨损;齿面疲劳剥落、腐蚀斑点;轮齿破碎或断裂等。 (1)齿轮的啮合面上出现明显的疲劳麻点、麻面、斑疤或阶梯形磨损时,必须更换。齿面仅有轻微斑点或边缘略有破损时,可用油石修磨后继续使用。 (2)固定齿轮或相配合的滑动齿轮的端面损伤长度不得超过齿长的15%。 (3)齿轮的啮合面中线应在齿高中部,接触面积不得小于工作面的60%。 (4)齿轮与齿轮、齿轮与轴及花键的啮合间隙,径向间隙和轴向间隙应符合原厂规定。 4.轴 轴的主要损伤形式有变形、裂纹、轴颈和花键齿的磨损等。 (1)用百分表检查轴的变形,超过标准时应校正或更换。 (2)检查轴齿、花键齿(如图4-42所示)损伤达到前述齿轮损伤的程度时应更换。 (3)用千分尺检查各轴颈的磨损,超过规定值时,可堆焊、镀铬后修复或更换。 (4)检查轴上定位凹槽的最大磨损量,超过规定值时应换新。 (5)轴体上不得有任何性质的裂纹,否则更换。 5.轴承 主要的损伤形式有磨损、疲劳点蚀及破裂等。 (1)检查轴承应转动灵活,滚动体与内外圈滚道不得有麻点、麻面、斑疤和烧灼磨损或破碎等缺陷,保持架完好,否则更换。 (2)检查轴承的径向间隙不得超过规定值,滚动轴承与承孔、轴颈或齿轮的配合,应符合技术条件要求。否则更换。 6.同步器 (1)锁环式同步器的检修 锁环式同步器的主要损伤是:锁环内锥面螺纹槽及锁止角磨损、滑块磨损、接合套和花键毂的花键齿损伤。锁环与滑块的磨损会破坏换档过程的同步作用;锁环与接合套锁止角的磨损,会使同步器失去锁止作用,这些都会造成换档困难,发出机械撞击噪声。 检查锁环内锥面及锁止角检查齿圈与锁环之间的间隙如图4-43所示。检查锁环内锥面螺纹槽及锁止角磨损,将锁环压到接合齿圈锥面上,按压转动锁环时要有阻力,用塞尺测量锁环与接合齿圈端面之间的间隙A。该间隙的标准值:解放CA1091型变速器为1.2-1.8mm,磨损极限是0.3mm;奥迪、桑塔纳的变速器为1.1-1.9mm,磨损极限为0.5mm。超过极限值时,应更换。 检查锁环内锥面及锁止角 检查齿圈与锁环之间的间隙 6.同步器 (1)锁环式同步器的检修 同步器滑块顶部凸起磨损出现沟槽,会使同步作用减弱,必须更换。锁环、接合套的接合齿端磨秃,接合套和花键毂的花键齿磨损,都会导致换档困难,都须更换。 将同步器接合套与花键毂组合在一起使它们滑动时,应能平滑地滑动而无阻滞现象(如图4-44所示)。接合套内表面的前后端应无损伤。注意:更换时,同步器接合套与花键毂应作为一组同时更换。检查齿轮及齿圈齿端、齿圈外锥面及齿轮轴孔的磨损(图4-45)逾限应更换。 滑套检查 同步器滑套与花键毂组合检查 (2)锁销式同步器的检修 锁销式同步器的主要损伤是由于换档操作不当、冲击过猛使锥盘外张,摩擦角变大造成同步效能降低;锥环锥面上的螺纹槽的磨损严重,使摩擦系数过低,甚至两者端面接触,使同步作用失效。 当锥环锥面螺纹磨损,使锥环端面与锥盘锥面接触,可用车削锥环端面修复,但车削总量不得大于1mm。如有锥环外锥面螺纹槽的深度小于0.1mm,而锥环端面未与锥盘接触,应更换同步器总成。更换新总成时,可保留原有的锥盘,但两者的端面间隙不得小于3mm。 同步器的锁销和支承销松动或有散架,会引起同步器突然失效,应更换新同步器。 7.操纵机构的检修 变速器操纵机构的主要损伤形式有磨损、变形、连接松动和弹簧失效等。 (1)检查操纵机构各零件的连接应无松动现象,否则应及时紧固。 (2)检查变速杆、拨叉、拨叉轴等应无变形,否则应校正或更换。 (3)检查拨叉与接合套、拨叉与拨叉轴、选档轴等处的磨损,磨损逾限时应更换。 (4)检查定位钢球、定位锁销、锁止弹簧、复位弹簧,当出现磨损逾限或弹簧失效时,应更换。 4.5.3 变速器的装配与调整 变速器装配质量的好坏直接关系到变速器的工作质量,因此在变速器的装配过程中应特别注意以下几个方面: (1)装配前,必须对零件进行认真的清洗,除去污物,毛刺和铁屑等。尤其要注意第二轴齿轮上的径向润滑油孔的畅通。 (2)装配各部轴承键槽时,应涂质量优良的润滑油进行预润滑。总成修理时,应更换所有的滚针轴承。 (3)对零件的工作表面不得用硬金属直接锤击,避免齿轮轮齿出现运转噪声。 (4)注意同步器锁环或锥环的装配位置。装配过程中,如有旧件时应原位装复,以保证两元件的接触面积。因此,在变速器解体时,应注意各档齿轮、同步器固定齿座、止推垫圈的方向及位置,以保证齿轮的正确啮合位置。 (5)安装第一轴、二轴及中间轴的轴承时,只许用压套垂直压在内圈上,禁止施加冲击载荷,轴承内圈圆角较大的一侧必须朝向齿轮。 (6)装入油封前,需在油封的刃口涂少量润滑脂,要垂直压入,并注意安装方向。 (7)变速器装配后,要检查各齿轮的轴向间隙和各齿轮副的啮合间隙及啮合印痕。常啮合齿轮的啮合间隙为0.15-0.4mm;滑动齿轮的啮合间隙为0.15-0.5mm。第一轴的轴向间隙≤0.15mm,其它各轴的轴向间隙≤0.30mm。各齿轮的轴向间隙≤0.40mm。 (8)装配密封衬垫时,应在密封衬垫的两侧涂以密封胶,确保密封效果。 (9)安装变速器盖时,各齿轮和拨叉均应处于空档位置。必要时,可分别检查各个常用档的齿轮副是否处于全长接合位置。 (10)按规定的力矩拧紧螺栓。 小 结 本节我们讲了汽车变速器的功用、分类、工作原理、结构。操纵机构的功用、它的类型和组成,讲了自锁、互锁和倒档锁机构的基本结构和工作原理,希望同学们课后认真复习,掌握变速器及操纵机构的基本结构和工作原理。 作 业 1、变速器的功用有哪些? 答 :(1)在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。 (2)实现倒车行驶 (3)实现空档:当离合器接合时,变速箱可以不输出动力。 作 业 2、变速器常见故障有哪些? 答 :(1)换档困难 (2)变速器跳档 (3) 变速器乱档 (4)变速器异响 (5)变速器漏油 4.5 变速器的故障诊断与检修 4.5.3 变速器的装配与调整 第4章 手动变速器 谢谢观看! 4.2.2 三轴式变速器 在发动机前置后轮驱动(FR型)的汽车上,常采用三轴式变速器,如丰田皇冠、日产公爵等轿车、各类皮卡、面包车及国产解放型和东风载货汽车等。其特点是传动比范围较大,有直接档,传动效率高。 1.丰田皇冠轿车W55型变速器 (1)基本结构 图4-14为丰田皇冠轿车W55型变速器,有五个不同传动比的前进档和一个倒档。变速器有互相平行的第一轴(输入轴)、第二轴(输出轴)、中间轴和倒档轴。其中第一轴和第二轴轴线型变速器的动力传递路线 档位 动 力 传 递 路 线 空档 操纵变速杆,使各档同步器接合套处于中间位置,此时动力不传给输出轴, 一档 操纵变速杆,使接合套13右移与齿轮5的接合齿圈接合,动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮12、5,再经过齿圈、接合套13、花键毂传给第二轴8。 二档 操纵变速杆,使接合套13左移与齿轮4的接合齿圈接合,动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮14、4,再经过齿圈、接合套13、花键毂传给第二轴8。 三档 操纵变速杆,使接合套16右移与齿轮3的接合齿圈接合,动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮15、3,再经过齿圈、接合套16、花键毂传给第二轴8。 四档 操纵变速杆,使接合套16左移与齿轮2的接合齿圈接合,动力由第一轴1、接合套16、花键毂传给第二轴8。 五档 操纵变速杆,使接合套10右移与齿轮7的接合齿圈接合,动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮9、7,再经过齿圈、接合套10、花键毂传给第二轴8。 倒档 操纵变速杆,使倒档惰轮右移与齿轮11和齿轮6同时啮合,动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮11、倒档惰轮、齿轮6,花键毂传给第二轴8。此时动力反向输出。 2.东风EQ1090E型汽车的变速器 (1)基本构造 图4-16所示为东风EQ1090E型汽车变速器的结构图。变速器通过四个螺栓固定在飞轮壳后端面上,其传动部分主要由第一轴、第二轴、中间轴和传动齿轮构成。另外还有倒档轴。 表4-3 东风EQ1090E型汽车变速器的动力传递路线及传动比 档位 动 力 传 递 路 线 传动比 空档 操纵变速杆,使各档同步器接合套处于中间位置,此时动力不传给输出轴, 一档 操纵变速杆,将一档从动齿轮12左移,与齿轮18相啮合,动力便从第一轴依次经过齿轮2、23、中间轴15、齿轮18、12经花键传给第二轴输出。 7.31 二档 操纵变速杆,将接合套9右移,与接合齿圈10接合,动力由第一轴依次经过齿轮2、23、中间轴15、齿轮20、11、接合齿圈10、接合套9和花键毂24传给第二轴。 4.31 三档 操纵变速杆,将接合套9左移,与接合齿圈8接合,动力由第一轴依次经过齿轮2、23、中间轴15、齿轮21、7、接合齿圈8、接合套9和花键毂24传给第二轴。 2.45 四档 操纵变速杆, 将接合套4右移,使之与接合齿圈5接合,动力由第一轴依次经过齿轮2、23、中间轴15、齿轮22、6、接合齿圈5、接合套4和花键毂25传给第二轴。 1.54 五档 操纵变速杆,将接合套4左移,使之与接合齿圈3接合,动力由第一轴依次经过齿轮2、接合齿圈3、接合套4和花键毂25传给第二轴。 1 倒档 操纵变速杆,将一档从动齿轮12右移,与齿轮17相啮合,动力便从第一轴依次经过齿轮2、23、中间轴15、齿轮18、19、17、12经花键传给第二轴反向输出。 7.66 4.3 同步器 4.3.1 手动变速器的换档方式 1.直齿滑动齿轮式换档装置(多用于倒档)。它是通过移动齿轮直接换档,齿轮为直齿,内孔有花键孔套在花键轴上,由拨叉移动齿轮与另一轴上的齿轮进入啮合或退出啮合。由于直齿轮传动冲击大,噪声大。承载能力低,所以这种换档装置应用得越来越少。 2.接合套式换档这种换档装置。用于常啮合斜齿轮传动的档位,它利用移动套在花键毂上的接合套与传动齿轮上的接合齿圈相啮合或退出来进行换档。该换档装置由于其接合齿短,换档时拨叉移动量小,故操作轻便,且换档元件承受冲击的工作面积增加,使换档冲击减小,换档元件的寿命增长。 3.同步器式换档装置。它是在接合套式换档装置的基础上又加装了同步元件而构成的一种换档装置,可以保证在换档时使接合套与待啮合齿圈的圆周速度迅速达到同步,并防止二者同步前进入啮合,从而可消除换档时的冲击,并使换档操纵简单,因而得到广泛应用。 4.3.2 无同步器的换档过程 1.由低速档换入高速档 当变速器在低速档工作时,有v3=v4 ,且v4v2 ; 刚拨入空档瞬时,v3=v4,故有v3v2,为了避免产生冲击,这时不能立即挂高速档,而应在空档位置稍停片刻。 由于空档位置时,v2 和v3都将会逐渐地下降,但v2下降得较快,v3下降较慢,因此,必然会出现两直线相交于一点(同步点)。即此时两者达到同步状态,如果驾驶员恰好在此时将变速器挂入高速档,即将接合套3左移与齿轮2上的齿圈接合,就会使两者平顺地进入啮合而不会产生冲击。 2.由高速档换入低速档 当变速器在高速档工作时,有v3=v2,并且v2v4,因而v3v4。 变速器在退入空档后, v4比v3比下降快,v4与v3相差得愈来愈远,因而不会自然地出现两者相交的同步点。 故驾驶员须在变速器由高速档退入空档时随即抬起离合器踏板,使离合器重新接合,同时踩一下加速踏板使发动机加速,待加速到v4v3后,再踏下离合器踏板,使离合器分离并稍等片刻,待到v3与v4出现相交的同步点时即可挂入低速档。 结论: 由上述可见,采用上述无同步器的换档装置的变速器操纵起来相当复杂,不仅易使驾驶员产生疲劳,而且容易加速齿轮的损坏。因此,现代汽车齿轮式变速器越来越多地采用同步器换档装置。 4.3.3 同步器的构造及工作原理 同步器的功用是使接合套与待接合的齿圈二者之间迅速达到同步,并阻止二者在同步前进入啮合;消除换档时的冲击,缩短换档时间;简化换档过程,使换档操作简捷而轻便。同步器有惯性式、常压式、自增力式多种等多种类型,它们均是由同步装置(包括推动件和摩擦件)、锁止装置和接合装置三部分组成。常压式同步器结构虽然简单,但有不能保证啮合件在同步状态下(即角速度相等)换档的缺点,现已不用,得到广泛应用的是惯性式同步器。 1.锁环式惯性同步器 1)构造 主要由同步器花键毂、接合套、两个锁环(也称同步环)、三个滑块和滑块弹簧等组成。同步器在第一轴上的装配关系如图4-20所示。 1.锁环式惯性同步器 2)工作原理 现以大众MQ200-02T变速器汽车五档变速器中的三、四档同步器为例说明其构造和工作原理。 (1)空档位置:接合套刚从三档退到空档,此时,锁环是轴向自由的,故其内锥面并不接触。在圆周方向上,接合套通过滑块靠在锁环缺口的一侧,推动锁环一起旋转。此时,接合套1、锁环2随同输入轴旋转,其转速分别为n1、n2。接合齿圈3则随同输出轴旋转,其转速为n3。显然此时n1=n2,n3 n1,故n3 n2。 2)工作原理 (2)第一阶段(同步开始)—见图4-21a。要挂入四档时,操纵换档杆沿图中箭头A所示方向推动接合套,由于接合套与同步器滑块通过滑块中心的凸起部分相啮合,将接合套的运动传给滑块,当滑块右端面与锁环3的缺口的端面接触后,便同时推动锁环压在齿轮锥形部分上(同步器锥面),以起动同步器运作。由于齿圈3与锁环2转速不相等,即n3n2,所以两者一经接触便在其锥面之间产生摩擦力矩M1。齿圈3便通过摩擦力矩M1的作用带动锁环2相对于接合套1超前转过一个角度,直到锁环缺口的一侧(图中为下侧)压紧。移动的量等于缺口与滑块宽之差。所以,从上往下看时,接合套里的花键与同步器锁环上的花键并未处于互相啮合的位置。 2)工作原理 (3)第二阶段(同步继续及锁止过程)—见图4-21b,当换档杆继续移动时,使得相对峙的接合套齿端倒角与锁环齿端倒角恰好互相抵住(由设计保证),因而接合套不能再向右移动进入啮合,即被“锁止”。由于驾驶员始终作用在接合套上一个轴向推力,于是在相互抵触的倒角斜面上产生正压力FN。FN可分解为轴向力F1和切向分力F2。F2便形成一个力图拨动锁环相对于接合套向后倒转的拨环力矩M2。同时F1则使锁环2与齿圈3 的锥面进一步压紧,产生更大的摩擦力矩M1,迫使待啮合的齿圈3相对于锁环2迅速减速,以尽早与锁环同步。由于齿圈3及与其相联系的第一轴等零件的减速旋转,便产生一个与其旋转方向相同的惯性力矩,作用到锁环上,阻止锁环相对于接合套向后倒转。在待接合齿圈3与锁环2未达到同步之前,摩擦锥面的摩擦力矩在数值上就等于此惯力矩(即M1)。如果 M1>M2,锁环则不能够倒转,并通过其齿端锁止角阻止接合套进入啮合,这就是锁环的锁止作用。 2)工作原理 (4)第三阶段(完成同步)—见图4-21c。随着驾驶员继续推下换档杆,对接合套施加推力,摩擦锥面之间的摩擦力矩就会使齿圈3的转速迅速降低,直至与接合套和锁环同步,赖以产生阻止作用的惯性力矩也就消失。此时驾驶员还在继续向前拨动接合套,故拨环力矩M2-仍存在,M2使锁环及接合齿圈相对接合套向后退转一个角度,两锁止角不再接触,接合套得以继续右移与待啮合的四档接合齿圈进入啮合。但是,如果此时接合套的花键齿恰好与齿圈的花键齿发生抵触,则作用于接合套上的轴向力在齿圈的倒角面上也将会产生一个切向分力,靠此切向分力便可拨动齿圈及与其相联系的零件相对于接合套转过一个角度,从而使接合套与齿圈进入啮合,即最终完成换入四档的过程 当前,国内汽车普遍采用单锥同步器齿环,而国外早在10多年前已普遍采用目前世界上先进的、性能优越的双锥面/三锥面同步器齿环。采用双锥面同步器齿环不仅能够实现快速无撞击换档,减小换档力,而且还能够大大减轻驾驶员的劳动强度,使换档更容易。能显著提高汽车行驶的安全性、乘坐舒适性和操纵舒适性,提高同步器的耐久性、可靠性和换档轻便性,减少换档时间,有效提高齿轮及传动系统的平均使用寿命。 如图4-22为一汽大众MQ200、MQ250手动变速器中1/2档同步器的三锥面同步器。 2.惯性锁销式同步器 惯性锁销式同步器结构如图4-23所示(以东风EQ1090E型汽车变速器四、五档同步器为例)。该同步器主要由两个摩擦锥环、三个均布的锁销和定位销、接合套及花键毂等组成。其工作原理与锁环式惯性同步器的工作过程类似。 4.4 变速器的操纵机构 1.变速器操纵机构的功用 变速器操纵机构的功用是保证驾驶员根据使用条件,准确可靠地使变速器挂入所需要的档位工作,并可随时使之退入空档。 2.对变速器操纵机构的要求 (1)能防止变速器自动换档和自动脱档,为此,在操纵机构中应设有自锁装置。 (2)能保证变速器不会同时挂入两个档位,为此,在操纵机构中应设有互锁装置。 (3)能防止误挂倒档,为此,在操纵机构中应设有倒档锁装置。 3.变速器操纵机构的类型 (1)直接操纵式 直接操纵式变速器的变速杆及所有换档操纵装置都设置在变速器盖上(如图 4-24所示),驾驶员可直接操纵变速杆来拨动变速器盖内的换档操纵装置进行换档。 1、直接操纵式 它具有换档位置易确定、换档快、换档平稳等优点。结构紧凑、简单、操纵方便; 变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴、安全装置 每一根拨叉轴最多实现2个挡位,挡位越多换挡操纵机构越复杂。 对于不同的变速箱,其挡位排列不同,因此在仪表板上或者操纵手柄上应该有变速箱挡位排列图。 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,使用此种操纵形式较多。应用在大多数小轿车和长头货车。 3.变速器操纵机构的类型 (2)远距离操纵式 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,因而变速杆不能直接布置在变速器盖上,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。为此在变速杆与变速器之间加装了一套传动杆件构成远距离操纵的型式。它具有变速杆占据的驾驶室空间小,驾驶室乘坐方便等优点,但换档操作的准确性和可靠性稍差。 图4-26所示为变速杆安装在驾驶室地板上的典型双钢索换档联动装置(捷达、宝来)。 4.4 变速器的操纵机构 4.4.1.换档拨叉机构 换档拨叉机构主要由变速杆、叉形拨杆、换档轴、各档拨块、拨叉轴及拨叉等组成。各种变速器由于档位及档位排列位置不同。其拨叉和拨叉轴的数量及排列位置也不相同。如图4-28所示为CA1091型汽车六档变速器操纵机构的组成与布置图。 如图4-29所示为一汽捷达、宝来型轿车变速器的操纵机构。它由外操纵机构和内操纵机构组成。其外操纵机构主要由变速杆、选档机构壳体、横向(选档)拉线、纵向(挂档)拉线等组成。变速杆通过一系列中间连接杆件操纵变速器的内操纵机构,以进行选档、换档。变速杆以球形轴承为支点,可以直接左右、前后摆动。 4.4 变速器的操纵机构 4.4.2 定位锁止机构 1.自锁装置 (1)作用 防止变速器在行驶中自动脱档,保证全齿长啮合,使驾驶员具有手感。 (2)组成 由拨叉轴上的凹槽、弹簧、圆头销等组成。 (3)锁止原理 每根拨叉轴的上表面沿轴向分布有三个凹槽,当任何一根拨叉轴连同拨叉轴向移动到空档或某一工作档位的位置时,必有一个凹槽正好对准自锁钢球。于是自锁钢球在自锁弹簧压力作用下嵌入该凹槽内,拨叉轴轴向位置被固定,从而拨叉连同滑动齿轮(或接合套)也被固定在空档或某一工作档位上,不能自行脱出。 换档时,驾驶员对拨叉轴施加一定轴向力,克服自锁弹簧2的压力将钢球由拨叉轴的凹槽中挤出推回孔中,拨叉轴和拨叉轴向移动。 自锁钢球 互锁钢球 互锁销 拨叉轴 自锁弹簧 防止自动跳档的结构形式: (1)齿端倒斜面式 图4-34所示为齿端倒斜面式防跳档结构示意图。它是将接合套外齿2的两端及接合齿圈1、4的齿端都制有相同斜度的倒斜面。档接合套2左移与接合齿圈1接合时(图示位置)。接合齿圈将转矩传到接合套的一侧,再经过接合套的另一侧传给花键毂3。由于接合齿圈1与接合套2齿端部为斜面接触,便产生一个垂直斜面的正压力FN,其分力分别为FF和FQ,其轴向分力FQ即可防止自动跳档。 防止自动跳档的结构形式: (2)减薄齿式。 图4-35所示为减薄齿式防跳档结构示意图。它是在花键毂3的外齿圈两端,齿厚各减薄0.3-0.4mm。使各齿中部形成一凸台。当同步器的接合套2左移与接合齿圈1接合时(图示位置),接合齿圈将转矩传到接合套的一侧,再经接合套的另一侧传给花键毂。由于接合套的后端被花键毂中部凸台档住,在接触面上便产生一个正压力FN,其轴向分力FQ即可防止自动跳档。 2.互锁装置 互锁装置的功用是阻止两个拨叉轴同时移动,防止同时挂入两个档位。避免因同时啮合的两档齿轮其传动比不同而互相卡住,造成运动干涉甚至造成零件损坏。互锁装置的结构型式很多,最常用的有锁球式和锁销式。 (1)锁球式装置。它由互锁钢球和互锁顶销组成。互锁装置的工作情况见图4-36,当变速器处于空档位置时,所有拨叉轴的侧面凹槽同钢球、顶销都在同一直线两侧的钢球从其侧面凹槽中被挤出,两侧面外钢球分别嵌入拨叉轴1和3的侧面凹槽中,将轴1和3锁止在空档位置。若要移动拨叉轴3,必须先将拨叉轴2退回至空档位置,拨叉轴3移动时将轴凹槽内钢球挤出,通过顶销推动另一侧两个钢球移动,拨叉轴1、2均被锁止在空档位置上(图4-36b)。拨叉轴1工作情况与上述相同(图4-36c)。从上述互锁装置工作情况可知,当一根拨叉轴移动的同时,其他两根拨叉轴均被锁止。即可防止同时换入两个档。 拨叉轴 互锁钢球 互锁销 2.互锁装置 (2)锁销式互锁装置(图4-37)。它是将上述相邻两拨叉轴之间的两个互锁钢球制成一个互锁销,互锁销的长度相当于两个互锁钢球的直径,其工作原理与钢球式互锁装置完全相同。有的三档变速器,由于其操纵机构中只有两根拨叉轴,因而将自锁和互锁装置合二为一,如北京BJ2020型汽车变速器的自锁和互锁装置(图4-38)。两根空心锁销内装有自锁弹簧,在图示的空档位置时,两锁销内端面间的距离a等于一个槽深b,因而同时拨两根拨叉轴是不可能的。自锁弹簧的预压力使锁销对拨叉轴具有自锁定位作用。 2.互锁装置 (3)转动钳口式互锁装置(图4-39)。变速杆下端球头置于钳口中,钳形板可绕轴摆动。换档时,变速杆先拨动钳形板处于某一拨叉轴的拨叉凹槽中。然后换入需要的档位,其余两个换档拨叉凹槽被钳形板档住,将这两个换档轴锁止在空档位置,起到互锁作用。 3.倒档锁装置 (1)功用:防误挂倒档而造成极大的冲击,使零件损坏,并防止在汽车起步时误挂倒档而造成安全事故。 (2)类型:弹簧锁销式倒档锁。 (3)组成:倒档锁销、倒档锁弹簧。 汽车运用与维修专业 吴骏标 第4章 手动变速器 本章学习目标: 1、了解并掌握汽车传动系统中手动变速器的作用和变速、变矩的基本原理; 2、通过几种不同变速器的学习,掌握两轴式和三轴式手动变速器的构成、工作原理及动力传递过程; 3、理解和掌握同步器的工作原理,掌握锁环式和锁销式同步器的结构和工作过程; 4、了解并掌握手动变速器换档操纵装置构成及其工作原理; 5、通过手动变速器的拆装与检修实验、实训来完成理论与实践的结合。 第4章 手动变速器 一减速增扭 二实现倒车 三实现空档 四输出动力 适应多变的 行驶条件 满足掉头、进 出车库市场。 中断动力、起动、怠速滑行。 分动器、分配转矩、输出动力。 4.1 概述 4.1.1 变速器的功用及组成 1.变速器的功用 ①改变传动比 以扩大发动机输出扭矩和转速的变动范围,满足汽车行驶中各种条件下对牵引力和车速的要求,同时使发动机在较为经济的工况下工作。 ②设置倒档 使汽车在发动机旋转方向不改变的前 提下,能倒向行驶。 ③设置空档 在发动机正常工作时,切断发动机的 动力传递,以满足需要发动机运转,而不 需要汽车行驶的要求。 2.变速器的性能要求 ①具有合理的档数和适当的传动比。 ②具有倒档和空档。 ③传动效率高,操纵轻便,工作可靠,无噪声。 ④结构简单,体积小,重量轻,维修方便。 3 变速器的组成 变速器由变速传动机构和变速操纵机构组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩、转速和旋转方向;操纵机构的主要作用是控制传动机构,实现变速器传动比的变换。 在越野汽车上,为了将变速器输出的动力分配到各驱动桥,变速器后装有分动器。分动器也是一个齿轮传动系统,其输入轴与变速器的输出轴用万向传动装置连接,输出轴则经万向传动装置与各驱动桥相连。 变速器 输入轴 中间轴 输出轴 倒档轴 变速齿轮 结合套 4.1.2变速器的类型 1.按传动比变化方式分类 (1)有级变速器。目前使用最广的一种。它采用齿轮传动,具有若干个定值传动比,传动比成阶梯式变化。轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-6个前进档和一个倒档,在重型货车用的组合式变速器中,则有更多档位。 (2)无级变速器。其传动比在一定范围内可连续地变化。常见的有电力式和液力式两种,多用液力式。 (3)综合式变速器。它是由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器,目前应用较多。 2.按操纵方式不同分类 (1)手动操纵式变速器。靠驾驶员直接操纵变速杆进行换档。这种变速器的换档机构简单,工作可靠并且经济省油,目前应用最广。 (2)自动操纵式变速器。其传动比的选择和换档是自动进行的。所谓“自动”,是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板和制动装置来控制车速。此种方式因操作简便,目前运用较多。 (3)半自动操纵式变速器。此种变速器有两种形式:一种是几个常用档位可自动操纵,其余几个档位由驾驶员操纵;另一种是预选式的,即驾驶员先用按钮选定档位,在踩下离合器踏板或松开加速踏板时,接通自动控制和执行机构进行自动换档。 表9-1 变速器类型 你认识下面各种变速器吗? 手动变速器 手动变速器 自动变速器 自动变速器 手自一体 4.1.3 手动变速器的工作原理 (一)传动基本原理 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改变的。 单级齿轮传动的传动比——主动轮转速与从动轮转速之比值 。 多级齿轮传动的传动比 从上述公式可知: 当i1时,为降速增扭传动,其档位称为降速档; 当i1时,为增速降扭传动,其档位称为超速档; 当i=1时,为等速等扭传动,其档位称为直接档。 习惯上把变速器传动比值较小的档位称为高档,传动比值较大的档位称为低档;变速器档位的变换称为换档,由低档向高档变换称为加档(或升档),反之称为减档(或降档)。变速器就是通过档位变换来改变传动比,从而实现多级变速的。 (二)手动变速器基本工作原理 采用齿轮传动,以实现变速、变矩和倒车及切断动力传递等作用。 1、变速、变矩原理 2.换档原理 变速器的换档,通常采用接合套、滑移齿轮或同步器等装置使齿轮或齿圈啮合或脱开来实现。 两轴式变速器示意图 三轴式变速器示意图 2.换档原理 变速器的换档,通常采用接合套、滑移齿轮或同步器等装置使齿轮或齿圈啮合或脱开来实现。 3.变向原理 由齿轮传动原理可知,一对相啮合的外齿轮旋向相反,每经过一传动副,其轴改变一次转向。故两轴式变速器在输入轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档齿轮(也称为惰轮),而三轴式变速器则在中间轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档齿轮,就可使输出轴转向改变,从而使汽车能倒向行驶。 4、切断动力原理 空挡:齿轮4、6都不与齿 轮3、4啮合。 4.2 手动变速器的变速传动机构 变速器包括变速传动机构和换档操纵机构两部分。 变速传动机构是变速器的主体,主要有一系列相互啮合的齿轮副及其支承轴,以及作为基础件的壳体组成。其功用是改变转速、转矩和旋转方向。操纵机构的功用是实现换档。 按照工作轴数量(不含倒档轴)可分为3轴式变速器和2轴式变速器。 4.2 手动变速器的变速传动机构 4.2.1 二轴式变速器 在发动机前置前轮驱动(FF型)和发动机后置后轮驱动(RR型)的中、轻型轿车上,由于布置的需要,采用了两轴式变速器,如奥迪100型、一汽捷达、神龙富康、天津威驰、东南菱帅等轿车。其特点是,只有输入轴和输出轴(不包括倒档轴)两根轴,无中间轴,且输入轴与输出轴平行。 前置发动机又有纵向布置(如奥迪100、桑塔纳)和横向(宝来、捷达、东南菱帅、花冠、威驰)布置两种形式,所以与其配用的两轴式变速器也有两种不同的结构形式。 1.发动机前置纵向布置的二轴式变速传动机构 当发动机前置纵向布置时,发动机旋转方向与车轮旋转方向垂直,所以主减速齿轮为一对圆锥齿轮。图4-5所示为奥迪100型轿车变速器结构图。它有五个前进档和一个倒档,全部采用同步器换档;主减速器,差速器与变速器均装于同一壳体中。 表4-1 奥迪100型轿车变速器的动力传递路线及传动比 档位 动 力 传 递 路 线 传动比 空档 操纵变速杆,使各档同步器接合套处于中间位置,此时动力不传给输出轴。 一档 操纵变速杆,将接合套18左移,动力由输入轴依次经齿轮3、齿轮19、同步器花键毂传给输出轴。 39/11=3.545 二档 操纵变速杆,将接合套18右移,动力由输入轴依次经齿轮5、齿轮17、同步器花键毂传给输出轴。 40/19=2.105 三档 操纵变速杆,将接合套7左移,动力由输入轴依次经同步器的花键毂、齿轮6、齿轮16传给输出轴。 40/28=1.429 四档 操纵变速杆, 将接合套7右移,动力由输入轴依次经同步器花键毂、齿轮8,齿轮14传给输出轴。 35/34=1.029 五档 操纵变速杆,将接合套12左移,动力由输入轴依次经齿轮9、齿轮13、同步器花键毂传给输出轴。 31/37=0.838 倒档 操纵变速杆,将接合套12右移,动力由输入轴依次经倒档齿轮10,倒档中间齿轮22,输出轴倒档齿轮11及同步器花键毂传给输出轴。反向输出动力。 35/10=3.5 2.发动机前置横向布置的二轴式变速传动机构 当发动机横置时,由于变速器的输出轴与驱动桥轴线平行,故主减速器采用一对圆柱斜齿轮。 图4-7所示为一汽宝来的MQ200—02T五档变速器结构图。它有五个前进档和一个倒档,全部采用同步器换档。 一汽宝来MQ200—02T各档齿轮动力传递路线: 一档:操纵换档装置使一、二档同步器左移,发动机动力经一档主动齿轮传、一档从动齿轮、同步器接合套和花键毂传至输出轴输出。一档传动比n1=33/10=3.3,由于一档传动比数值较其他档位大,可产生较大的减速增扭效果,有利于汽车起步。见图4-8。 一汽宝来MQ200—02T各档齿轮动力传递路线: 二档:操纵换档装置使一、二档同步器右移,发动机动力经二档主动齿轮、二档从动齿轮、同步器接合套和花键毂传至输出轴输出。二档传动比n2=?35/18=1.944,仍产生减速增扭效果,但相对于一档车速较快,有利于汽车升速。见图4-9。 一汽宝来MQ200—02T各档齿轮动力传递路线: 三档:操纵换档装置使三、四档同步器左移,发动机动力经三档主动齿轮、三档从动齿轮,同步器接合套和花键毂传至输出轴输出。三档传动比n3=?34/26=1.308。仍产生减速增扭效果,但相对于二档车速较快,有利于汽车升速。见图4-10。 一汽宝来MQ200—02T各档齿轮动力传递路线: 四档:操纵换档装置使三、四档同步器右移,发动机动力经四档主动齿轮、四档从动齿轮、同步器接合套和器花键毂传至出轴输出。四档传动比n4=?35/34=1.029,由于四档传动比接近1,所以近似直接档效果。见图4-11。 一汽宝来MQ200—02T各档齿轮动力传递路线: 五档:操纵换档装置使五档同步器右移,发动机动力经五档主动齿轮、五档从动齿轮、同步器接合套和花键毂传至输出轴输出。五档传动比n5=?36/43=0.837,由于五档传动比小于1,所以产生超速效果,输出转速增加,转矩减小。见图4-12。 一汽宝来MQ200—02T各档齿轮动力传递路线: 倒档:操纵换档装置使倒档轴上的倒档齿轮移向与处于空档位置的一、二档同步器接合套外壳上的直齿轮啮合,发动机动力经倒档主动齿轮、倒档齿轮、倒档从动齿轮、一、二档同步器花键毂传至输出轴输出。因为相对于其它前进档位多出一个传动齿轮,改变了转向,所以得到反向输出效果。见图4-13。 第4章 手动变速器

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