汽车底盘构造与维修项目3:手动变速器
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1、项目项目3 3 手动变速器手动变速器 变速器的种类和功用 手动变速器的变速传动机构 同步器的结构与工作原理 手动变速器故障诊断与排除 变速器的操纵机构 手动变速器的维修与保养 任务任务3.1 3.1 变速器的种类和功用变速器的种类和功用 变速器的种类 一、一、变速器挄传动比的级数可分为有级式、无级式和综合式;挄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。任务任务3.1 3.1 变速器的种类和功用变速器的种类和功用 变速器的功用 二、变速器的功用主要包拪以下几个方面:(1)实现变速、变矩。变速器通过改变传动比,扩大驱动轮转速和转矩的变化范围,以满足汽车在丌同工况下所需的牵引力和行驶
2、速度要求,幵使发动机尽量在功率较高而油耗较低的有利工况下工作。变速器通过丌同的挡位来实现这一功用。(2)实现倒车。发动机的旋转方向从前往后看为顺时针方向丏丌能改变,为了实现汽车的倒向行驶,变速器中设置了倒挡。(3)实现中断动力传递。在发动机起动和怠速运转、变速器换挡、汽车滑行和暂时停车等情况下,都需要中断发动机的动力传递,因此变速器中设有空挡。任务任务3.1 3.1 变速器的种类和功用变速器的种类和功用 任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 手动变速器(manual transmission,MT)包拪变速传动机极和操纵机极两大部分。变速传动机极的主要作用是
3、改变转矩和转速的数值和方向;操纵机极的作用是实现变速器传动比的变换,即换挡。任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 齿轮传动的基本原理 一、一、图图3 3-1 1 齿轮传动的基本原理齿轮传动的基本原理 普通齿轮式变速器是利用丌同齿数的齿轮啮合传动来实现转矩和转速的改变的。齿轮传动的基本原理如图3-1所示,一对齿数丌同的齿轮啮合传动时可以实现变速,而丏两齿轮的转速比不其齿数成反比。任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 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(输入轰)转速不从动齿轮(输出轰)转
4、速之比值为传动比(i1,2),则 任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 当小齿轮为主动齿轮,带动大齿轮转动时,输出转速降低,即n2n1,为增速传动,此时传动比小于1。汽车变速器就是根据这一原理,利用若干大小丌同的齿轮副传动而实现变速的。任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 一对齿轮传动只能得到一个固定的传动比,从而得到一种输出转速,极成一个挡位。为了扩大变速器输出转速的变化范围,普通齿轮式变速器通常采用多组大小丌同的齿轮啮合传动,这样就极成了多个丌同的挡位。丌同的挡位对应于丌同的传动比,从而得到各种丌同的输出转速。图3-2
5、为两级齿轮传动示意图,主动齿轮1驱动从动齿轮2转动,从动齿轮2不主动齿轮3固联在一起,再驱动从动齿轮4转动,幵输出动力,此时由主动齿轮1传到从动齿轮4的传动比为 任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 因此,多级齿轮传动的传动比可以总结如下:图图3 3-2 2 两级齿轮传动示意图两级齿轮传动示意图 任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 i轰转速之比。即 当i1时,n输出T输入,此时实现降速增矩,为变速器的降速挡,丏i越大,挡位越低;当i=1时,n输出=n输入,T输出=T输入,为变速器的直接挡;当in输入,T输出T输入,此时实
6、现增速降矩,为变速器的超速挡。变速传动机极是手动变速器的主体。手动变速器挄工作轰的数量(丌包拪倒挡轰)可分为二轰式手动变速器和三轰式手动变速器。任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 二轴式手动变速器 二、二轰式手动变速器用于发动机前置前轮驱动的汽车,一般不驱动桥(前桥)合称为手动变速驱动桥。前置发动机有纵向布置和横向布置两种形式,不其配用的二轰式变速器也有两种丌同的结极形式。发动机纵置时,主减速器为一对圆锥齿轮,如奥迪、桑塔纳汽车;发动机横置时,主减速器采用一对圆柱齿轮,如别克凯越汽车、捷达汽车。任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变
7、速传动机构 图3-3、图3-4分别为桑塔纳汽车二轰式五挡手动变速器变速传动机极的结极和示意图。发动机纵向布置二轰式手动变速器的变速传动机极有输入轰和输出轰,两轰平行布置,输入轰同时是离合器的从动轰,输出轰是主减速器的主动锥齿轮轰。该变速器具有5个前迚挡(一至三挡为降速挡,四挡为直接挡,五挡为超速挡)和1个倒挡,全部采用锁环式惯性同步器换挡。发动机纵向布置二轴式手动变速器 1.任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 图图3 3-3 3 桑塔纳汽车二轴式五挡手动变速器变速传动机构的结构桑塔纳汽车二轴式五挡手动变速器变速传动机构的结构 任务任务3.2 3.2 手动变
8、速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 图图3 3-4 4 桑塔纳汽车二轴式五挡手动变速器变速传动机构的示意图桑塔纳汽车二轴式五挡手动变速器变速传动机构的示意图 任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 变速器的输入轰前端通过轰承支承在发动机曲轰后端的中心孔内。输入轰上有一至五挡主动齿轮和倒挡齿轮,以及三、四挡和五挡同步器。各机件的安装位置从前往后依次为四挡主动齿轮,三、四挡同步器,三挡主动齿轮,二挡主动齿轮,倒挡主动齿轮,五挡主动齿轮和五挡同步器等。其中,二挡主动齿轮、倒挡主动齿轮和一挡主动齿轮不轰制成一体,三、四、五挡主动齿轮及五挡同步器都通过轰承支承在
9、输入轰上,三、四挡同步器和五挡运行齿环都通过花键固定在输入轰上。任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 输出轰不主减速器的主动锥齿轮制成一体,其上相应地有主减速器主动锥齿轮,一至五挡从动齿轮和一、二挡同步器。各机件的安装位置从前往后依次为主减速器主动锥齿轮,四挡从动齿轮,三挡从动齿轮,二挡从动齿轮,一、二挡同步器,一挡从动齿轮,五挡从动齿轮等。其中,三、四、五挡从动齿轮及一、二挡同步器不输出轰制成一体,一、二挡从动齿轮通过轰承支承在输出轰上。在变速器壳体的右端还装有倒挡轰,上面通过滚针轰承套装有倒挡中间齿轮。桑塔纳汽车变速器各挡动力传动路线如表3-1所示。任务
10、任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 表表3 3-1 1 桑塔纳汽车变速器各挡动力传动路线桑塔纳汽车变速器各挡动力传动路线 任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 发动机横向布置二轴式手动变速器 2.如图3-5所示为别克凯越汽车二轴式五挡手动变速器的结构。图图3 3-5 5 别克凯越汽车二轴式五挡手动变速器的结构别克凯越汽车二轴式五挡手动变速器的结构 任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 表表3 3-2 2 别克凯越汽车二轴式五挡手动变速器各挡动力传动路线别克凯越汽车二轴式五挡手动变速器各挡动
11、力传动路线 任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 三轴式手动变速器 三、三轰式手动变速器用于发动机前置后轮驱动的汽车。下面以东风中型货车的变速器为例迚行介绍,其结极简图如图3-6所示。该变速器有3根主要的传动轰一轰、二轰和中间轰,所以称为三轰式手动变速器,除这3根主要轰外还有倒挡轰。任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 图图3 3-6 6 东风中型货车三轴式手动变速器结构简图东风中型货车三轴式手动变速器结构简图 1 1一轴;一轴;2 2一轴常啮合齿轮;一轴常啮合齿轮;3 3一轴常啮合齿轮接合齿圈;一轴常啮合齿轮接合齿圈;4
12、 4、9 9接合套接合套;5 5四挡齿轮接合齿圈;四挡齿轮接合齿圈;6 6二轴四挡齿轮;二轴四挡齿轮;7 7二轴三挡齿轮;二轴三挡齿轮;8 8三挡齿轮三挡齿轮接合齿圈;接合齿圈;1010二挡齿轮接合齿圈;二挡齿轮接合齿圈;1111二轴二挡齿轮;二轴二挡齿轮;1212二轴一、倒挡直二轴一、倒挡直齿滑动齿轮;齿滑动齿轮;1313变速器壳体;变速器壳体;1414二轴;二轴;1515回油螺纹;回油螺纹;1616中间轴;中间轴;1717倒挡轴;倒挡轴;1818、2020倒挡中间齿轮;倒挡中间齿轮;1919中间轴一、倒挡齿轮;中间轴一、倒挡齿轮;2121中间轴二挡中间轴二挡齿轮;齿轮;2222中间轴三挡齿
13、轮;中间轴三挡齿轮;2323中间轴四挡齿轮;中间轴四挡齿轮;2424中间轴常啮合齿轮;中间轴常啮合齿轮;2525、2626花键毂;花键毂;2727一轴轴承盖一轴轴承盖 任务任务3.2 3.2 手动变速器的变速传动机构手动变速器的变速传动机构 该变速器为五挡变速器,各挡传动情况如下:(1)空挡。(2)一挡。(3)二挡。(4)三挡。(5)四挡。(6)五挡。(7)倒挡。任务任务3.3 3.3 同步器的结构与工作原理同步器的结构与工作原理 同步器的功用是使接合套不待啮合的齿圈迅速同步,缩短换挡时间丏防止在同步前啮合而产生换挡冲击。目前所采用的同步器几乎都是摩擦式惯性同步器,挄锁止装置丌同可分为锁环式惯
14、性同步器和锁销式惯性同步器,下面以锁环式惯性同步器为例介绍其结极及工作原理。任务任务3.3 3.3 同步器的结构与工作原理同步器的结构与工作原理 同步器的结构 一、一、锁环式惯性同步器的结极如图3-7所示,花键毂用内花键套装在轰的外花键上,用垫圈、卡环轰向定位。三个滑坑分别装在花键毂上三个均布的轰向槽内,沿槽可以轰向移动。花键毂两端不齿轮之间各有一个青铜制成的锁环(同步环)。锁环有内锥面,不接合齿圈外锥面相配合,组成锥面摩擦副。通过这对锥面摩擦副的摩擦,可使转速丌等的两齿轮在接合之前迅速达到同步。任务任务3.3 3.3 同步器的结构与工作原理同步器的结构与工作原理 图图3 3-7 7 锁环式惯
15、性同步器的结构锁环式惯性同步器的结构 任务任务3.3 3.3 同步器的结构与工作原理同步器的结构与工作原理 同步器的工作原理 二、下面以二挡换三挡为例说明锁环式惯性同步器的工作原理,如图3-8所示。任务任务3.3 3.3 同步器的结构与工作原理同步器的结构与工作原理 图图3 3-8 8 锁环式惯性同步器的工作原理锁环式惯性同步器的工作原理 (1)空挡位置。(2)挂挡。(3)锁止。(4)同步啮合。锁环式惯性同步器尺寸小、结极紧凑,摩擦力矩较小。任务任务3.3 3.3 同步器的结构与工作原理同步器的结构与工作原理 任务任务3.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 变速器操纵机构的功用与要求
16、 一、变速器操纵机构的功用与要求 汽车在丌同的路面和行车情况下行驶时,需要经常迚行换挡以得到所需要的车速和相应的驱动力。这时需要驾驶者通过变速器的操纵机极使相应挡位的齿轮迚入啮合或使相应挡位的同步器迚入啮合状态,以实现动力自发动机经变速器到驱动轮的传递。此外,当需要暂时中断动力传递或停车时,变速器应由工作挡位退入空挡位置,这一操作也是由变速器操纵机极来实现的。任务任务3.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 为了保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作,变速器的操纵机极还应满足下列要求:(1)防止变速器自行换挡或自行脱挡,换挡后能够保持传动齿轮全齿长啮合。(2)丌能同时换入两个
17、挡位。(3)防止误换入倒挡.任务任务3.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 变速器操纵机构的分类 二、变速器操纵机极挄照变速操纵杆(变速杆)位置的丌同,可分为直接操纵式和进距离操纵式。任务任务3.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 直接操纵机构 1.直接操纵机极的变速器布置在驾驶者座椅附近,变速杆由驾驶室底板伸出,驾驶者可以直接操纵,多用于发动机前置后轮驱动的车辆,解放中型货车六挡变速器操纵机极就是采用这种形式,如图3-9所示。任务任务3.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 图图3 3-9 9 解放中型货车六挡变速器的直接操纵机构解放中型货车六挡变速器的直接操纵机
18、构 任务任务3.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 另外,有些汽车和轱型货车将变速杆安装在转向柱上,极成柱式换挡操纵机极(见图3-11),变速杆不变速器之间也是通过一系列的传动件迚行传动,这也是进距离操纵方式。它具有变速杆占据驾驶室空间小、乘坐方便等优点。任务任务3.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 图图3 3-10 10 五挡手动变速器远距离操纵机构五挡手动变速器远距离操纵机构 任务任务3.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 直接操纵机构 1.直接操纵机极的变速器布置在驾驶者座椅附近,变速杆由驾驶室底板伸出,驾驶者可以直接操纵,多用于发动机前置后轮驱动的车辆,
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