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手動(dòng)變速器
閱讀�579�(shí)間:2018-03-08 10:18:10

手動(dòng)變速器是一種變速裝�,用來改變發(fā)�(dòng)�(jī)傳到�(qū)�(dòng)輪上的轉(zhuǎn)速和�(zhuǎn)�,在原地起步、爬�、轉(zhuǎn)�、加速等各種工況�,使汽車獲得不同的牽引力和速度,同�(shí)使發(fā)�(dòng)�(jī)工作在較為有利的工況范圍�(nèi)�

�(jiǎn)�

  �(xiàn)代汽車所用的�(fā)�(dòng)�(jī)�(zhuǎn)速與�(zhuǎn)矩的變化范圍有限,但是汽車的行駛條件變化很大,使得汽車對(duì)�(qū)�(dòng)力和車速的要求也在很大范圍�(nèi)變化。比如,汽車起步�(shí)車速不需要太�,但是需要較大的�(qū)�(dòng)力;而在高速路上行駛時(shí),驅(qū)�(dòng)力不需要太�,卻需要較高的車�。汽車的這種需求特�(diǎn)就與�(fā)�(dòng)�(jī)的轉(zhuǎn)�-�(zhuǎn)矩特性相矛盾,變速器恰恰可以解決這�(gè)矛盾。手�(dòng)變速器的功用就是:
 ?�?)改變傳�(dòng)�,擴(kuò)大驅(qū)�(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和�(zhuǎn)速的變化范圍,以適應(yīng)�(jīng)常變化的行駛條件�
 ?�?)在汽車�(fā)�(dòng)�(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下,利用倒擋�(shí)�(xiàn)汽車倒退行駛�
  �3)在�(fā)�(dòng)�(jī)不熄火的情況�,利用空擋中斷動(dòng)力傳遞,有利于發(fā)�(dòng)�(jī)的起�(dòng)、暖�(jī)、怠�,便于換擋或汽車滑行、暫�(shí)停車等使用工��
 ?�?)通過變速器將發(fā)�(dòng)�(jī)是動(dòng)力輸出驅(qū)�(dòng)其他�(jī)�(gòu),如某些車的絞盤、自卸車的油泵等�
  手動(dòng)變速器與液力自�(dòng)變速器(AT)相比,有優(yōu)�(diǎn)也有不足�
  �(yōu)�(diǎn)
 ?�?)與自動(dòng)變速器相比較可以給汽車駕駛愛好者帶來更多的操控快感�
  �2)傳輸效率比自動(dòng)變速箱為高,在同排量發(fā)�(dòng)�(jī)條件下,比液力自�(dòng)變速器省油�
 ?�?)構(gòu)造較�(jiǎn)�,維修保�(yǎng)比自�(dòng)變速箱便宜、耐用程度比自�(dòng)變速箱好�
 ?�?)工藝相�(duì)成熟,制造成本低�
 ?�?)可靠性較��
  缺點(diǎn)
 ?�?)換擋時(shí)需要同�(shí)控制離合�、換檔手柄和油門,會(huì)使得駕駛員操作負(fù)�(dān)�,特別對(duì)于新手,易造成駕駛員緊�,影響行車安全�
 ?�?)控制離合器技�(shù)不純熟者常常在馬路上熄�,特別是上坡操作不當(dāng)?shù)脑捰袡C(jī)率把引擎跟變速箱弄壞�
 ?�?)手�(dòng)變速器屬于純力�(xué)�(jī)械結(jié)�(gòu),故增加檔位必會(huì)造成體積和質(zhì)量的增加,使檔位增加有限(當(dāng)前最多為七�,但的檔位數(shù)是六速);相�(duì)之下,采用行星齒輪組(AT)或鋼帶(CVT)的自動(dòng)變速器,可隨著技�(shù)提升壓縮體積,�(jìn)而達(dá)到增加檔位卻不增加體積的�(yōu)�(diǎn)�

分類與結(jié)�(gòu)

  手動(dòng)變速器由變速傳�(dòng)�(jī)�(gòu)、變速器殼體、操縱機(jī)�(gòu)組成。變速傳�(dòng)�(jī)�(gòu)可按前�(jìn)擋數(shù)或軸的形式不同分�。按照前�(jìn)擋數(shù)可以分為三檔、四�、五檔、多檔變速器;按照軸的形式可以分為固定軸式(齒輪的旋�(zhuǎn)軸線固定不動(dòng))和旋轉(zhuǎn)軸式(齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線也是�(zhuǎn)�(dòng)�,如行星齒輪變速器�,其中固定軸式手�(dòng)變速器可以根據(jù)軸數(shù)的不同,分為兩軸�、中間軸式、雙中間軸式、多中間軸式�
  兩軸式手�(dòng)變速器
  兩軸式手�(dòng)變速器如下圖所�。其特點(diǎn)是輸出軸與輸入軸平行,沒有中間軸,發(fā)�(dòng)�(jī)的動(dòng)力經(jīng)過離合器傳入變速器一軸(輸入軸),再�(jīng)過齒輪變速后由二軸(輸出軸)輸出給主減速器�
  兩軸式變速器從輸入軸到輸出軸只通過一�(duì)齒輪傳動(dòng),倒擋傳動(dòng)路線中也只有一�(gè)中間齒輪,因而機(jī)械效率高,噪聲小。但由于它不可能有直接擋,因而擋的機(jī)械效率比直接檔低。這種�(jié)�(gòu)形式適合于發(fā)�(dòng)�(jī)前置、前輪驅(qū)�(dòng)或發(fā)�(dòng)�(jī)后置、后輪驅(qū)�(dòng)的轎車和微、輕型貨車上�
  中間軸式手動(dòng)變速器
  中間軸式手動(dòng)變速器的結(jié)�(gòu)如下圖所示。其特點(diǎn)是具有軸(輸入軸�,第二軸(輸出軸)和中間�,輸入軸與輸出軸置于同一條水平線上,中間軸則與它們平行布�。發(fā)�(dòng)�(jī)的動(dòng)力經(jīng)過離合器傳入變速器�,再�(jīng)過中間軸,經(jīng)變速后的動(dòng)力從第二軸輸出給�(qū)�(dòng)橋�
  在許多變速器�,輸入軸和輸出軸能接合在一起,因此�(dòng)力不必經(jīng)過中間軸,這時(shí)的檔位稱為直接檔。直接檔通過單軸傳動(dòng),傳�(dòng)比為1:1,具有的傳動(dòng)效率。這種�(jié)�(gòu)形式適合于發(fā)�(dòng)�(jī)前置、后輪驅(qū)�(dòng)的汽��

原理

  基本變速原�
  手動(dòng)變速器的原理其�(shí)不難,下面首先解釋單�(duì)齒輪減速增矩的原理,然后用2檔變速箱的簡(jiǎn)單模型來說明變速器的換擋原�,看一�(gè)五檔變速器的例子�
  下圖所示的是一�(duì)相互嚙合的齒�,I是主�(dòng)軸(�(dòng)力輸入軸�,Ⅱ是從�(dòng)軸(�(dòng)力輸出軸�。不妨設(shè)主動(dòng)軸齒輪的齒數(shù)是Z1,轉(zhuǎn)速為n1,轉(zhuǎn)矩為T1,從�(dòng)軸齒輪的齒數(shù)是Z2,轉(zhuǎn)速為n2,轉(zhuǎn)矩為T2�
  由于齒輪連接是剛性連接,主從動(dòng)輪上的嚙合點(diǎn)處的線速度是相同的,即有:n1×Z1=n2×Z2,可得n1/n2=Z2/Z1,該比值記為i,其名稱是傳�(dòng)�。如果不記傳�(dòng)過程中的摩擦等功率損失,則從�(dòng)齒輪獲得的功率等于主�(dòng)齒輪的功�,即有:n1×T1=n2×T2,可得n1/n2=T2/T1綜合這幾�(gè)式子,可得如下表�(dá)式�
  i=n1/n2=Z2/Z1=T2/T1
  從這�(gè)式子可以看出:如果主�(dòng)輪的齒數(shù)比從�(dòng)輪少,即Z1 <Z2,也就是i >1,則n1 > n2,可見從�(dòng)軸的�(zhuǎn)� n2下降了,再看�(zhuǎn)矩關(guān)�,可以得到T2 > T1,可見從�(dòng)軸的�(zhuǎn)矩T2 增大了,這就是減速增矩作��
  反之,如果主�(dòng)輪的齒數(shù)比從�(dòng)輪多,那么從�(dòng)軸的�(zhuǎn)速就�(huì)增加,而轉(zhuǎn)矩會(huì)減小�
  在手�(dòng)變速器�,每一�(duì)嚙合齒輪基本上都是減速增矩作用(超速檔除外)�
  理解了單�(duì)齒輪的減速原理之�,就可以看一下變速器的變速原理了。為了更好的理解變速箱的工作原理,下面讓我們先來看一�(gè)2檔變速箱的簡(jiǎn)單模�,看看各部分之間是如何配合的�
  輸入軸(綠色)通過離合器與�(fā)�(dòng)�(jī)相�,軸和上面的齒輪是一�(gè)部件,稱之為齒輪軸;軸和齒輪(紅色)叫做中間�。它們一起旋�(zhuǎn)。軸(綠色)旋轉(zhuǎn)通過嚙合的齒輪帶�(dòng)中間軸的旋轉(zhuǎn),這時(shí),中間軸就可以傳輸發(fā)�(dòng)�(jī)的動(dòng)力了;軸(黃色)是一�(gè)花鍵�,是變速器的輸出軸,動(dòng)力通過它輸�,在通過差速器來驅(qū)�(dòng)汽車。車輪轉(zhuǎn)�(dòng)�(huì)帶著花鍵軸一起轉(zhuǎn)�(dòng)�
  齒輪(藍(lán)色)空套在花鍵軸�,可以自由轉(zhuǎn)�(dòng)。當(dāng)�(fā)�(dòng)�(jī)停止,但車輛仍在�(yùn)�(dòng)中時(shí),齒輪(�(lán)色)和中間軸都在靜止?fàn)顟B(tài),而花鍵軸依然隨車輪轉(zhuǎn)�(dòng)�
  齒輪(藍(lán)色)和花鍵軸是由套筒來連接�,套筒可以隨著花鍵軸�(zhuǎn)�(dòng),同�(shí)也可以在花鍵軸上左右自由滑動(dòng)來嚙合齒輪(�(lán)色)�
  如果操縱換擋手柄,通過換擋叉使套筒與右�(cè)的齒輪(�(lán)色)嚙合,則變速器就掛入了1檔,如下圖所��
  此時(shí),輸入軸(綠色)帶動(dòng)中間�,中間軸帶動(dòng)右邊的齒輪(�(lán)色),齒輪通過套筒和花鍵軸相�,傳遞能量至�(qū)�(dòng)橋上。在這同�(shí),左邊的齒輪(藍(lán)色)也在旋轉(zhuǎn),但由于沒有和套筒嚙合,所以它不對(duì)花鍵軸產(chǎn)生影��
  �(dāng)套筒在兩�(gè)齒輪中間�(shí),變速箱在空擋位�,兩�(gè)齒輪都在花鍵軸上自由�(zhuǎn)�(dòng)�
  輸出軸的�(zhuǎn)速是由發(fā)�(dòng)�(jī)�(zhuǎn)�、輸入軸齒輪齒數(shù)、中間軸上的齒輪齒數(shù)、齒輪(�(lán)色)的齒�(shù)決定�
  換擋原理與上面的2檔式變速器相同,值得注意的是,倒檔是通過增加一�(gè)小齒輪(倒檔中間齒輪)來�(shí)�(xiàn)��
  換檔桿通過三�(gè)連桿連接著三�(gè)換檔撥叉�
  在換擋桿的中間有�(gè)旋轉(zhuǎn)�(diǎn),你左右移動(dòng)換檔桿時(shí),實(shí)際上是在選擇不同的換檔叉(不同的套筒�;前后移�(dòng)�(shí)則是選擇不同的齒輪(�(lán)色)�
  變速器在換擋過程中,必須使所選擋位的一�(duì)待嚙合齒輪輪齒的圓周速度相等(即同步�,才能使之平順地�(jìn)入嚙合而掛上擋。如果兩齒輪輪齒不同步時(shí)即強(qiáng)制掛擋,�(shì)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�,而且影響輪齒壽命,使齒端部磨損加�,甚至使輪齒折斷�
  為使換擋平順,駕駛員�(yīng)采取較復(fù)雜的操作,并�(yīng)在短�(shí)間內(nèi)迅速而準(zhǔn)確地完成。這對(duì)于即使是技�(shù)很熟練的駕駛�,也易造成疲勞。因此,要求在變速器�(jié)�(gòu)上采取措�,既保證掛擋平順,又使操作簡(jiǎn)�,減輕駕駛員�。同步器正是為滿足該要求二設(shè)�(jì)出來��
  同步器是在接合套換擋�(jī)�(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其中除了接合套、花鍵轂、對(duì)�(yīng)齒輪上的接合齒圈�� 還增�(shè)了使接合套與�(duì)�(yīng)接合齒圈的圓周速度迅速達(dá)到并保持一致(同步)的�(jī)�(gòu),以及防止兩者在�(dá)到同步之前而�(jìn)入接合以防止沖擊的機(jī)�(gòu)�
  同步器有常壓式、慣性式,自行增力式等類�,目前廣泛使用的是慣性式同步器。下圖所示的是鎖�(huán)式慣性同步器�
  它主要由接合�、同步鎖�(huán)等組�,它的特�(diǎn)是依靠摩擦作用實(shí)�(xiàn)同步。接合套、同步鎖�(huán)和待接合齒輪的齒圈上均有倒角(鎖止角�,同步鎖�(huán)的內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸產(chǎn)生摩擦。鎖止角與錐面在�(shè)�(jì)�(shí)已作了適�(dāng)選擇,錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同�,同�(shí)又會(huì)�(chǎn)生一種鎖止作�,防止齒輪在同步前�(jìn)行嚙�。當(dāng)同步鎖環(huán)�(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸后,在摩擦力矩的作用下齒圈�(zhuǎn)速與同步鎖環(huán)�(zhuǎn)速迅速相等,兩者同步旋�(zhuǎn),齒圈相�(duì)于同步鎖�(huán)的轉(zhuǎn)速為�,因而慣性力矩也同時(shí)消失,這時(shí)在駕駛員施加于接合套的軸向力的推�(dòng)下,接合套便與同步鎖�(huán)齒圈接合,并�(jìn)一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換檔過��
  操縱�(jī)�(gòu)工作原理
  手動(dòng)變速器的操縱機(jī)�(gòu)的作用是保證駕駛員根�(jù)汽車的運(yùn)行狀�(tài)和使用條�,準(zhǔn)確地將變速器換入所需檔位。主要包括兩種:直接操縱式和�(yuǎn)距離操縱��
  大多�(shù)汽車采用直接操縱式變速器操縱�(jī)�(gòu),其變速桿及所有換擋操縱裝置都�(shè)置在變速器蓋上,變速器布置在駕駛員座位的近�,變速桿由駕駛室底板伸出,駕駛員可直接操縱變速桿來撥�(dòng)變速器蓋內(nèi)的換擋操縱裝置�(jìn)行換�,結(jié)�(gòu)緊湊、簡(jiǎn)�、操縱方��
  撥叉軸的兩端均支撐于變速器蓋相�(yīng)的孔中,可軸向滑�(dòng)。所有撥叉和撥塊都以彈性固定于相應(yīng)的撥叉軸�。三四檔撥叉的上端具有撥塊,3�4擋撥叉和所有撥塊的頂部制有凹槽�
  變速器處于空擋�(shí),各凹槽在橫向平面內(nèi)�(duì)�,叉形撥桿下端的球頭即伸入這些凹槽中。選檔時(shí),可使變速桿繞其中部球形支點(diǎn)橫向擺動(dòng),則其下端推�(dòng)叉形撥桿繞換擋軸的軸線轉(zhuǎn)�(dòng),從而使叉形撥桿下端球頭�(duì)�(zhǔn)與所選檔位相�(yīng)的撥塊凹�,然后使變速桿縱向擺動(dòng),帶�(dòng)撥叉軸及撥叉向前或向后移�(dòng),即可實(shí)�(xiàn)掛檔�
  操縱�(jī)�(gòu)�(yīng)保證變速器能夠�(zhǔn)確地掛入選定的檔�,并能可靠地在所選檔位上工作,故�(shè)置了自鎖裝置、互鎖裝�、倒檔鎖裝置�
 ?�?)自鎖裝�
  自鎖裝置能夠防止自動(dòng)掛檔及自�(dòng)脫擋,并保證各擋傳動(dòng)齒輪以全齒長(zhǎng)嚙合。下圖是某汽車的自鎖裝置�
  在變速器蓋的前端凸起部鉆有三�(gè)深孔,在孔中裝入自鎖鋼球1和自鎖彈�2,其位置正處于撥叉軸6的正上方。每根撥叉軸�(duì)于鋼球的表面沿軸向設(shè)有三�(gè)凹槽,槽的深度小于鋼球的直徑�
  中間的凹槽對(duì)正鋼球時(shí)為空擋位�,前邊或后邊的凹槽對(duì)正鋼球時(shí)則處于某一工作檔位。凹槽正�(duì)鋼球�(shí),鋼球便在自鎖彈簧的壓力作用下嵌入該凹槽�(nèi)。撥叉軸的軸向位置便固定,其撥叉及相�(yīng)的接合套或滑�(dòng)齒輪便被固定在空擋位置或某一工作擋位,而不能自行掛擋或自行脫擋�
  �(dāng)需要換擋時(shí),駕駛員通過變速桿�(duì)撥叉軸施加一定的軸向�,克服彈簧的壓力,而將自鎖鋼球從撥叉軸凹槽中擠出并推回孔內(nèi),撥叉軸便可滑過鋼球并帶�(dòng)撥叉及相�(yīng)的換擋元件軸向移�(dòng)。當(dāng)撥叉軸移至另一�(gè)凹槽與鋼�?qū)φ龝r(shí),鋼球又被壓入凹�,變速器剛好換入某一工作擋位或退入空�。相鄰凹槽之間的距離保證齒輪處于全齒�(zhǎng)嚙合或完全退出嚙��
  �2)互鎖裝�
  互鎖裝置能夠保證不同�(shí)掛入兩�(gè)擋,以免使同�(shí)嚙合的兩檔齒輪因其傳�(dòng)比不同而相互卡�,造成�(yùn)�(dòng)干涉甚至造成零件損壞。下圖是某汽車的互鎖裝置�
  互鎖�6裝在中間撥叉�3的孔中,其長(zhǎng)度相�(dāng)于撥叉軸直徑減去互鎖鋼球的半�;互鎖鋼�2�4裝于變速器蓋的橫向孔中�
  在空擋位置時(shí),左右撥叉軸1�5正對(duì)著鋼�2�4處開有深度相�(dāng)于鋼球半徑的凹槽,中間撥叉軸則左右均開有凹槽,凹槽中開有裝鎖�6的孔�
  這種互鎖裝置可以保證變速器只有在空擋位置時(shí),駕駛員才可以移�(dòng)一�(gè)撥叉軸掛擋。若某一撥叉軸被移動(dòng)而掛擋時(shí),另兩�(gè)撥叉軸便被互鎖裝置固定在空擋位置而不能再軸向移動(dòng)了�
 ?�?)倒檔鎖裝�
  倒檔鎖裝置能夠防止誤掛倒擋,防止汽車在前�(jìn)中因誤掛倒擋造成極大的沖擊,使零件損�,并防止在汽車起步時(shí)誤掛倒擋造成安全事故�
  倒檔鎖裝置的作用是使駕駛員掛倒檔�(shí),必須對(duì)變速桿施加較大的力,才能換上倒擋,起提醒作用�
  倒擋鎖銷1的桿部裝有倒擋鎖彈�2,其右端的螺母可�(diào)整彈簧的�(yù)緊力和倒擋鎖銷的長(zhǎng)�。駕駛員要掛倒擋�(shí),必須用較大的力使變速桿的下端壓縮倒擋彈簧,將倒擋鎖銷推向右方�,才能使變速桿下端�(jìn)入倒擋撥塊的凹槽內(nèi),以撥動(dòng)�、倒檔撥叉軸而退入倒擋

檢測(cè)

  1、要檢查所有前�(jìn)檔,以及倒車�。如果天氣比較冷,掛入低擋時(shí),低速齒輪有輕微磨損,是�?yàn)樽兯倨饔鸵簾岫炔粔蛟斐傻?,屬于正常范�。如果每次掛檔都磨齒�,則可能是離合器的液壓系�(tǒng)、或變速器本身有故��
  2、檢查是否能正常入檔。如果發(fā)�(xiàn)變速器不能正常掛�(jìn)檔位,或有齒輪撞擊聲;或者是掛上檔位后又很難推回空擋等,這說明變速器換檔困難,在熄火�,可以用手握住變速桿,如果很松曠能任意擺�(dòng),可能是定位銷失效造成的。如果不松曠�(shí)也出�(xiàn)換檔困難,很可能是同步器故障造成換檔�(shí)的撞擊。如果存在這類故障,是需要�(jìn)修理廠拆�、排除的�
  3、變速器還可能出�(xiàn)“亂檔”現(xiàn)�。如果在車輛起步�(shí)�(fā)生變速桿不能掛�(jìn)所需要的檔位,或掛檔后不能退回空擋等�(xiàn)�。這說明是變速器的操縱機(jī)�(gòu)有故�??赡苁亲兯贄U球頭磨損過大,失去有效的控制能力造成�,如果變速桿位置稍有不對(duì)就掛�(jìn)其他檔位,可能是變速桿下端工作面磨損嚴(yán)重造成�,這類故障也需要送修理廠�
  4、如果在行駛中變速桿跳回空擋,可能是齒輪和齒套磨損嚴(yán)重,致使軸承松曠或軸向間隙過�。這需要維修人員拆下變速器查看齒輪的嚙合狀�。如果發(fā)�(xiàn)變速器漏油,也是不正常�。有可能是密封襯墊密封不良造成;或者是變速器輸出軸的油封損壞。同�(shí),潤(rùn)滑油過多或通氣孔不通暢也會(huì)引起漏油�
  5、如果在�(fā)�(dòng)�(jī)怠速狀�(tài)下,變速器處于空擋位置,卻有異�,可能是曲軸和變速器軸安裝的同軸度有偏差,這種情況在踏下離合器踏板�(shí)可消失。如果在入檔后有異響,可能是相互嚙合齒輪工作�(shí)有撞擊造成的,說明變速器殼體有損�,或者是部分齒輪有損害造成嚙合過程中的撞擊�

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