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1、第3章 手动变速器,主编 贺大松,学习目标： 对照图和实物画出手动变速器结构简图 对照简图和实物说出手动变速器各挡动力传动路线 对照图和实物说明同步器的结构和工作原理 正确拆装、检修手动变速器 对手动变速器常见故障进行诊断和排除,3.1 变速器概述 3.1.1 变速器的功用 汽车上使用的发动机具有转速高、转矩小的特点，而汽车的实际行驶条件是非常复杂的；另外，发动机只能顺时针转动（从前往后看），而汽车在实际行驶过程中常常需要倒向行驶。因此，需要在汽车的传动系设置变速器，其具体功用是： 1改变传动比，扩大发动机转速和转矩的变化范围，以满足不同工况的要求； 2使汽车能够倒向行驶； 3中断发动机的动力
2、传动。,3.1.2 变速器的分类 现代汽车上所采用的变速器有多种结构形式，一般可以按照传动比和操纵方式进行分类。 1按传动比的变化方式分 变速器按传动比的级数可分为有级式、无级式和综合式三种。 1) 有级式变速器 2) 无级式变速器 3) 综合式变速器,2按变速器操纵方式分 按变速器操纵方式可分为手动变速器、自动变速器和手动自动一体变速器三种。 1) 手动变速器（MT）。 2) 自动变速器（AT）。 3) 手动自动一体变速器。 本章将介绍手动、有级、齿轮变速器，一般简称为手动变速器。,3.1.3 普通齿轮变速器的基本原理 普通齿轮变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动来实现转矩和转速的改变。 齿轮
3、传动的基本原理如图3-1所示，一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以实现变速，而且两齿轮的转速比与其齿数成反比。设主动齿轮转速为n1，齿数为z1，从动齿轮转速为n2，齿数为z2。主动齿轮(即输入轴)转速与从动齿轮(即输出轴)转速之比值称为传动比，用字母i12表示。即 i12=n1/n2=z2/z1 当小齿轮为主动齿轮，带动大齿轮转动时，输出转速降低，即n21，如图3-1a所示；当大齿轮驱动小齿轮时，输出转速升高，即n2n1，称为增速传动，此时传动比i1，如图3-1b所示。这就是齿轮传动的变速原理。,图3-1 齿轮传动的基本原理 a) 减速传动 b) 增速传动 -输入轴 -输出轴 1-主动齿轮 2-从
4、动齿轮,如图3-2所示为两级齿轮传动示意图，齿轮1为主动齿轮，驱动齿轮2转动，齿轮3与齿轮2固连在一起，再驱动齿轮4转动并输出动力，此时传动比为 i14n1/n4(z2z4)/(z1z3)i12i34 因此，可以总结为多级齿轮传动的传动比为 i所有从动齿轮齿数的乘积/所有主动齿轮齿数的乘积各级齿轮传动比的乘积对于变速器，各挡的传动比i就是变速器输入轴转速与输出轴转速之比。即 in输入/n输出T输出/T输入 当i1时，n输出T输入，此时实现降速增矩，为变速器的低挡位，且i越大，挡位越低；当i1时，n输出n输入，T输出T输入，为变速器的直接挡；当i n输入，T输出T输入，此时实现升速降矩，为变速器
5、的超速挡。,图3-2 两级齿轮传动示意图 1、3-主动齿轮 2、4-从动齿轮,3.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器由变速传动机构和操纵机构两大部分组成。变速传动机构的主要作用是改变传动比和旋转方向；操纵机构的作用是实现换挡。 变速传动机构是变速器的主体，按工作轴的数量（不包括倒挡轴）可分为二轴式变速器和三轴式变速器。 3.2.1 二轴式手动变速器的变速传动机构 二轴式变速器用于发动机前置前轮驱动的汽车，一般与驱动桥（前桥）合称为手动变速驱动桥。目前，我国常见的国产轿车多采用这种变速器，如桑塔纳、捷达、富康、奥迪等。,发动机横置时，主减速器采用一对圆柱齿轮，如捷达轿车，如图3-3所示 。
6、,图3-3 发动机横置的二轴式变速器传动示意图（捷达） 1-发动机 2-离合器 3-变速器 4-主减速器 5-差速器 6-带等角速万向节的半轴,发动机纵置时，主减速器为一对圆锥齿轮，如奥迪100、桑塔纳2000轿车，如图3-4所示。,图3-4 发动机纵置的二轴式变速器传动示意图（桑塔纳2000） 1-纵置发动机 2-离合器 3-变速器 4-变速器输入轴 5-变速器输出轴（主减速器主动锥齿轮） 6-差速器 7-主减速器从动锥齿轮 8-前轮 、-一、二、三、四、五挡齿轮 R-倒挡齿轮,1发动机横向布置的二轴式变速器 1) 结构 发动机横向布置的两轴式变速器结构如图3-5所示，所有前进挡齿轮和倒挡齿
7、轮都采用常啮合斜齿轮，并采用锁环式同步器换挡。,图3-5 发动机横向布置的二轴式变速器结构图 1-输出轴 2-输入轴 3-四挡齿轮 4-三挡齿轮 5-二挡齿轮 6-倒挡齿轮 7-倒挡中间齿轮 8-一挡齿轮 9-主减速器主动齿轮 10-差速器油封 11-等速万向节轴 12-差速器行星齿轮 13-差速器半轴齿轮 14-主减速器从动齿轮 15-一、二挡同步器 16-三、四挡同步器,2) 动力传动路线 一挡：如图3-6所示，一、二挡同步器右移与输出轴一挡从动齿轮接合，输入轴一挡主动齿轮顺时针转动，逆时针驱动输出轴一挡从动齿轮和主减速器主动齿轮轴，顺时针驱动主减速器从动齿轮，输出动力。,图3-6 一挡动
8、力传动路线,二挡：从一挡向二挡换挡时，一、二挡同步器与一挡从动齿轮分离，并左移与输出轴二挡从动齿轮接合。动力传动路线如图3-7所示，输入轴二挡主动齿轮顺时针转动，逆时针驱动输出轴二挡从动齿轮和主减速器主动齿轮轴，顺时针驱动主减速器从动齿轮，输出动力。,图3-7 二挡动力传动路线,三挡：当二挡同步器接合套返回空挡后，将三、四挡同步器右移与输出轴上的三挡从动齿轮接合。动力传动路线如图3-8所示，输入轴三挡主动齿轮顺时针转动，逆时针驱动输出轴三挡从动齿轮和主减速器主动齿轮轴，顺时针驱动主减速器从动齿轮，输出动力。,图3-8 三挡动力传动路线,四挡：将三、四挡同步器接合套从三挡齿轮移开，左移与输出轴四
9、挡从动齿轮接合。动力传动路线如图3-9所示，输入轴四挡主动齿轮顺时针转动，逆时针驱动输出轴四挡从动齿轮和主减速器主动齿轮轴，顺时针驱动主减速器从动齿轮，输出动力。,图3-9 四挡动力传动路线,倒挡：变速杆位于倒挡时，倒挡中间齿轮左移同时与倒挡主动齿轮和倒挡从动齿轮啮合。倒挡从动齿轮同时又是一、二挡同步器接合套，同步器接合套带有沿其外缘加工的直齿。倒挡中间齿轮改变变速齿轮的旋转方向，使汽车可以实现倒向行驶。动力传动路线如图3-10所示，输入轴倒挡主动齿轮顺时针转动，逆时针驱动倒挡中间齿轮，再顺时针驱动输出轴倒挡从动齿轮和主减速器主动齿轮轴，逆时针驱动主减速器从动齿轮，反向输出动力。,图3-10
10、倒挡动力传动路线,2发动机纵向布置的二轴式变速器 桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的结构图和简图如图3-11、3-12所示。,图3-11 桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的结构图 1-四挡齿轮 2-三挡齿轮 3-二挡齿轮 4-倒挡齿轮 5-一挡齿轮 6-五挡齿轮 7-五挡齿轮接合齿圈 8-换挡机构壳体 9-五挡同步器 10-齿轮箱体 11-一、二挡同步器 12-变速器壳体 13-三、四挡同步器 14-输出轴 15-输入轴 16差速器,图3-12 桑塔纳2000轿车两轴式变速器传动机构的示意图 1-输入轴 2-输出轴 3-三、四挡同步器 4-一、二挡同步器 5-倒挡中间齿轮 -一挡齿
11、轮 -二挡齿轮 -三挡齿轮 -四挡齿轮 -五挡齿轮 R-倒挡齿轮,1) 结构 该变速器的变速传动机构有输入轴和输出轴两根轴，二轴平行布置，输入轴也是离合器的从动轴，输出轴也是主减速器的主动锥齿轮轴。该变速器具有五个前进挡和一个倒挡，全部采用锁环式惯性同步器作为换挡装置。输入轴上有一五挡主动齿轮，其中一、二挡主动齿轮与轴制成一体，三、四、五挡主动齿轮通过滚针轴承空套在轴上。输入轴上还有倒挡主动齿轮，它与轴制成一体。三、四挡同步器和五挡同步器也装在输入轴上。输出轴上有一五挡从动齿轮，其中一、二挡从动齿轮通过滚针轴承空套在轴上，三、四、五挡齿轮通过花键套装在轴上。一、二挡同步器也装在输出轴上。在变速
12、器壳体的右端还装有倒挡轴，上面通过滚针轴承空套着倒挡中间齿轮。,2) 各挡动力传动路线 空挡：如图3-12所示即为空挡。当离合器接合时，发动机动力传到输入轴，输入轴驱动一挡和二挡齿轮转动，由于同步器未起作用，因此动力不能传到输出轴，没有动力输出。 一挡：驾驶员挂一挡时，由空挡位置向左前方推变速杆，一、二挡同步器向后移动，与输出轴一挡齿轮啮合。发动机的动力经离合器、输入轴、输入轴一挡齿轮、输出轴一挡齿轮、一、二挡同步器、输出轴，传给驱动桥。此时的传动比为3.455，输出转矩大，一般用于车辆起步、爬坡等行驶条件。,二挡：驾驶员挂二挡时，由空挡位置向左后方推变速杆，一、二挡同步器向前移动，与输出轴二
13、挡齿轮啮合。发动机的动力经离合器、输入轴、输入轴二挡齿轮、输出轴二挡齿轮、一、二挡同步器、输出轴，传给驱动桥。此时的传动比为1.944，输出转矩下降，车速增加。 三挡：驾驶员挂三挡时，由空挡位置向正前方推变速杆，三、四挡同步器向后移动，与输入轴三挡齿轮啮合。发动机的动力经离合器、输入轴、三、四挡同步器、输入轴三挡齿轮、输出轴三挡齿轮、输出轴，传给驱动桥。此时的传动比为1.286，车速进一步增加。,四挡：驾驶员挂四挡时，由空挡位置向正后方推变速杆，三、四挡同步器向前移动，与输入轴四挡齿轮啮合。发动机的动力经离合器、输入轴、三、四挡同步器、输入轴四挡齿轮、输出轴四挡齿轮、输出轴，传给驱动桥。此时的
14、传动比为0.969，应为直接挡。 五挡：驾驶员挂五挡时，由空挡位置向右前方推变速杆，五挡同步器向后移动，与输入轴五挡齿轮啮合。发动机的动力经离合器、输入轴、五挡同步器、输入轴五挡齿轮、输出轴五挡齿轮、输出轴，传给驱动桥。此时的传动比为0.800，此为超速挡。 倒挡：驾驶员挂倒挡时，由空挡位置向右后方推变速杆，倒挡中间齿轮向后移动，同时与输入轴和输出轴倒挡齿轮啮合。发动机的动力经离合器、输入轴、输入轴倒挡齿轮、倒挡中间齿轮、输出轴倒挡齿轮、输出轴，传给驱动桥，此时为反向传动。,二、三轴式手动变速器的变速传动机构 三轴式变速器用于发动机前置后轮驱动的汽车。下面以东风EQ1092中型货车的变速器为例
15、进行介绍，其结构简图如图3-13所示，有三根主要的传动轴，一轴、二轴和中间轴，所以称为三轴式变速器。另外还有倒挡轴。,图3-13 东风EQ1092中型货车的三轴式变速器 l-一轴 2-轴常啮合齿轮 3-轴常啮合齿轮接合齿圈 4、9-接合套；5-四挡齿轮接合齿圈 6-二轴四挡齿轮 7-二轴三挡齿轮 8-三挡齿轮接合齿圈 10-二挡齿轮接合齿圈 11-二轴二挡齿轮 12-二轴一、倒挡直齿滑动齿轮 13-变速器壳体 14-二轴 15-中间轴 16-倒挡轴 17、19-倒挡中间齿轮 18-中间轴一、倒挡齿轮 20-中间轴二挡齿轮 21-中间轴三挡齿轮 22-中间轴四挡齿轮 23-中间轴常啮合齿轮 24
16、、25-花键毂 26-一轴轴承盖 27-回油螺纹,该变速器为五挡变速器，各挡传动情况如下： 1) 空挡 二轴上的各接合套、传动齿轮均处于中间空转的位置，动力不传给第二轴。 2 )一挡 前移一倒挡直齿滑动齿轮12与中间轴一挡齿轮18啮合。动力经一轴齿轮2、中间轴常啮合齿轮23、中间轴齿轮18、二轴一倒挡齿轮12，传到第二轴使其顺时针旋转(与第一轴同向)。 3) 二挡 后移接合套9与二轴二挡齿轮11的接合齿圈10啮合。动力经齿轮2、23、20、11、10、9、24，传到二轴使其顺时针旋转。,4) 三挡 前移接合套9与二轴三挡齿轮7的接合齿圈8啮合。动力经齿轮2、23、21、7、8、9、24，传到二轴使其顺时针旋转。 5) 四挡 后移接合套4与二轴四挡齿轮6的接合齿圈5啮合。动力经齿轮2、23、22、6、5、4、25，传到二轴使其顺时针旋转。 6) 五挡 前移接合套4与一轴常啮合齿轮2的接合齿圈3啮合。动力直接由一轴、2、3、4、25，传到二轴，传动比为1。由于二轴的转速与一轴相同，故此挡称为直接挡。,7) 倒挡 后移
