第15章汽车变速器

1、第十五章第十五章 汽车变速器与分动器汽车变速器与分动器本章学习要求本章学习要求n1、变速器功用、组成和分类；、变速器功用、组成和分类；n2、掌握普通齿轮式变速器的变速传动原理和、掌握普通齿轮式变速器的变速传动原理和结构；结构；n3、掌握同步器的工作原理和构造；、掌握同步器的工作原理和构造；n4、掌握变速器操纵机构的工作形式及对其的、掌握变速器操纵机构的工作形式及对其的要求；要求；n5、掌握分动器的功用、构造及其操纵机构。、掌握分动器的功用、构造及其操纵机构。第一节 变速器功用、组成和分类n功用功用：n1 1、改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，、改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范

2、围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利（功以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利（功率高而耗油低）的工况下工作。率高而耗油低）的工况下工作。n2 2、在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行、在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶。驶。n3 3、利用空挡，中断动力传递，以使发动机能起动、怠、利用空挡，中断动力传递，以使发动机能起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。速，并便于变速器换档或进行动力输出。n组成组成：变速器由变速传动机构和操纵机构组成，需要时：变速器由变速传动机构和操纵机构组成，需要时还可加上动力输出装置。还可加上动力输出装置。1 1）按传动比的变化

3、方式划分，变速器可分为有级式、无级）按传动比的变化方式划分，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。式和综合式三种。 n( (a)a)有级式变速器有级式变速器：有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。又：有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。又可分为：齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴可分为：齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴线旋转的行星齿轮变速器两种。线旋转的行星齿轮变速器两种。 n( (b)b)无级式变速器无级式变速器: :传动比可在一定范围内连续变化传动比可在一定范围内连续变化, ,常见的有液力式常见的有液力式, ,机械式和电力式等。机械式和电力式等

4、。 n( (c)c)综合式变速器综合式变速器：由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其：由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其传动比可以在最大值与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。传动比可以在最大值与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。 2 2）按操纵方式划分，变速器可以分为强制操纵式，自动操）按操纵方式划分，变速器可以分为强制操纵式，自动操纵式和半自动操纵式三种。纵式和半自动操纵式三种。n ( (a)a)强制操纵式变速器强制操纵式变速器：靠驾驶员直接操纵变速杆换档。：靠驾驶员直接操纵变速杆换档。n ( (b)b)自动操纵式变速器自动操纵式变速器：传动比的选择和换档是自动进行的。驾

5、驶员：传动比的选择和换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，只需操纵加速踏板， 变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档位的变换。号来控制执行元件，实现档位的变换。 n( (c)c)半自动操纵式变速器半自动操纵式变速器：可分为两类，一类是部分档位自动换档，：可分为两类，一类是部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；另一类是预先用按钮选定档位，在采下部分档位手动（强制）换档；另一类是预先用按钮选定档位，在采下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行离合器踏板或松开加速踏板时，由执行 机构自行换档。机构自行换档。第二节第二节 变速器的

6、变速传动机构变速器的变速传动机构1、常见换档方式、常见换档方式 传动系统传动系统传动系统 Manual Transmission Gearbox 传动系统传动系统传动系统换档原理 2 2、两轴式变速器、两轴式变速器两轴式变速器的两轴式变速器的特点特点：无中间轴，输入轴与输无中间轴，输入轴与输出轴平行。动力从输入出轴平行。动力从输入轴输入，经一对齿轮传轴输入，经一对齿轮传动后，直接由输出轴输动后，直接由输出轴输出。一般多用于横向布出。一般多用于横向布置的前置发动机前轮驱置的前置发动机前轮驱动或后置发动机后轮驱动或后置发动机后轮驱动形式。两轴式变速器动形式。两轴式变速器结构简单、紧凑，且容结构简单

7、、紧凑，且容易布置。易布置。3 3、三轴式变速器、三轴式变速器4、防止自动跳档的结构措施、防止自动跳档的结构措施 1 1、齿端制成倒斜面、齿端制成倒斜面 2 2、花键毂齿端的齿厚切薄、花键毂齿端的齿厚切薄3 3、接合套齿端形成凸肩、接合套齿端形成凸肩5、组合式变速器、组合式变速器第三节第三节 同步器同步器 采用移动轮齿或接合套采用移动轮齿或接合套换档时，待啮合的一对齿轮换档时，待啮合的一对齿轮的轮齿（或接合套与接合齿的轮齿（或接合套与接合齿圈上相应的内外花键齿）的圈上相应的内外花键齿）的圆周速度必须相对（同步），圆周速度必须相对（同步），方能平顺地进入啮合而挂上方能平顺地进入啮合而挂上档。若两

8、齿轮轮齿不同步时档。若两齿轮轮齿不同步时即强制挂档，将使两齿间发即强制挂档，将使两齿间发生冲击和噪声，影响轮齿的生冲击和噪声，影响轮齿的工作寿命，甚至折断。工作寿命，甚至折断。温故温故n1 1、汽车变速器的功用是什么？汽车变速器、汽车变速器的功用是什么？汽车变速器一般通过什么换档装置实现的？一般通过什么换档装置实现的？n2 2、根据简图简述两轴式变速器各档位的传、根据简图简述两轴式变速器各档位的传动路线？动路线？ n3 3、根据简图简述三轴式变速器各档位的传、根据简图简述三轴式变速器各档位的传动路线？动路线？n4 4、同步器的作用？一般有哪几种类型？、同步器的作用？一般有哪几种类型？n无同步器

9、无同步器的五档变速器中四（直接档）、五档（高速档）的五档变速器中四（直接档）、五档（高速档）互换的过程互换的过程 n1 1、低速档（四档）向高速档（五档）：四档工作时，接合套、低速档（四档）向高速档（五档）：四档工作时，接合套3 3与齿轮与齿轮2 2上的齿圈接合，二者的花键齿圆周速度相同的上的齿圈接合，二者的花键齿圆周速度相同的v3=v2v3=v2，欲从四档换入欲从四档换入五档，驾驶员须先分离离合器，随即通过变速器杆等将接合套五档，驾驶员须先分离离合器，随即通过变速器杆等将接合套3 3右移，右移，推入空挡位置。当接合套推入空挡位置。当接合套3 3刚与齿轮刚与齿轮2 2接合的瞬间，仍是接合的瞬间

10、，仍是v3=v2v3=v2。由于由于z6z6到到z4z4的升速比的升速比z6/z4z6/z4大于减速比大于减速比z7/z2z7/z2，五档齿轮五档齿轮4 4的转速永高于齿的转速永高于齿2 2的转速，从而齿的转速，从而齿4 4的花键齿圆周速度的花键齿圆周速度v4v2v4v2。所以在刚入空挡的瞬间所以在刚入空挡的瞬间v4 v4 v3v3。为避免产生冲击，不应在此时立即将接合套为避免产生冲击，不应在此时立即将接合套3 3推向齿推向齿4 4而挂五档，而挂五档，而须在空挡停留一会。此时由于离合器从动盘与发动机脱离，动力中而须在空挡停留一会。此时由于离合器从动盘与发动机脱离，动力中断，接合套断，接合套3

11、3与齿与齿4 4的转速及其花键齿的圆周速度的转速及其花键齿的圆周速度v3v3和和v4v4都下降。但变都下降。但变速器在空挡，接合套速器在空挡，接合套3 3和齿和齿4 4之间没有联系，之间没有联系，v3v3和和v4v4下降的幅度不一样，下降的幅度不一样，v3v3（与整个汽车相联系，惯性大）下降慢，与整个汽车相联系，惯性大）下降慢，v4v4（只与中间轴及其齿轮、只与中间轴及其齿轮、第一轴和离合器从动盘相联系，惯性小）下降快。这样虽原来第一轴和离合器从动盘相联系，惯性小）下降快。这样虽原来v4 v3v4 v3，但由于但由于v4v4下降快于下降快于v3v3，故在推入空挡的某一时刻，故在推入空挡的某一时

12、刻，v4=v3v4=v3（同步），同步），而过了此刻，又会出现而过了此刻，又会出现v4v3v4v2v4v2、故故v3 v2v3 v2。但由于但由于v2v2下降比下降比v3v3快，根本不可能出现快，根本不可能出现v2=v3v2=v3；相反，相反，停留在空挡的时间愈长，二者差值将愈大。所以驾驶停留在空挡的时间愈长，二者差值将愈大。所以驾驶员应在分离离合器并使接合套员应在分离离合器并使接合套3 3左移到空挡之后，随即左移到空挡之后，随即重新接合离合器，同时踩下加速踏板，使发动机联同重新接合离合器，同时踩下加速踏板，使发动机联同离合器从动盘和第一轴一同加速到第一轴及齿离合器从动盘和第一轴一同加速到第一

13、轴及齿2 2的转速的转速高于接合套转速，即高于接合套转速，即v2v3v2v3，然后再分离离合器，等待然后再分离离合器，等待一会，到一会，到v2=v3v2=v3时，即可挂入四档。时，即可挂入四档。由此可见无同步器由此可见无同步器换档操纵相当复杂，对驾驶员要求高换档操纵相当复杂，对驾驶员要求高一、一、常压式同步器常压式同步器二、惯性式同步器（常用）二、惯性式同步器（常用） 1 1、锁环式惯性同步器锁环式惯性同步器 2 2、锁销式惯性同步器锁销式惯性同步器 三、三、自行增力式同步器自行增力式同步器 同步器的类型同步器的类型n左右齿轮结合齿圈相对的一侧均有一个圆锥面，相应左右齿轮结合齿圈相对的一侧均有

14、一个圆锥面，相应花键毂的两侧有内锥面。花键毂的径向孔内，装有定花键毂的两侧有内锥面。花键毂的径向孔内，装有定位销，借弹簧的压力嵌入结合套内切的环形槽中。挂位销，借弹簧的压力嵌入结合套内切的环形槽中。挂档时，结合套通过定位销带动花键毂向档位齿轮移动，档时，结合套通过定位销带动花键毂向档位齿轮移动，当花键毂和结合齿圈的锥面接触时，在定位销的作用当花键毂和结合齿圈的锥面接触时，在定位销的作用下，若驾驶员施加力不大，即不能继续移动。两锥面下，若驾驶员施加力不大，即不能继续移动。两锥面在操纵力作用下相互压紧，直至达到同步，驾驶员继在操纵力作用下相互压紧，直至达到同步，驾驶员继续施加力，就能使接合套克服弹

15、簧力而压下定位销而续施加力，就能使接合套克服弹簧力而压下定位销而与结合齿圈接合，而实现挂档。它的换档与用结合套与结合齿圈接合，而实现挂档。它的换档与用结合套换档相比，它主要是通过摩擦作用能使需结合的两花换档相比，它主要是通过摩擦作用能使需结合的两花键齿圈迅速地达到并保持同步。由于带弹簧的定位销键齿圈迅速地达到并保持同步。由于带弹簧的定位销对结合套的阻力，使两齿圈在达到同步前暂不接合。对结合套的阻力，使两齿圈在达到同步前暂不接合。（由于工作性能不可靠，有可能在未同步前由于驾驶（由于工作性能不可靠，有可能在未同步前由于驾驶员施加力足以使结合套强制挂档，目前已很少使用）员施加力足以使结合套强制挂档，

16、目前已很少使用）惯性同步器n也是靠摩擦作用实现同步，结构上保证结合也是靠摩擦作用实现同步，结构上保证结合套与待结合的花键齿圈在达到同步前不可能套与待结合的花键齿圈在达到同步前不可能接触，以免齿间冲击和产生噪声。惯性同步接触，以免齿间冲击和产生噪声。惯性同步器广泛应用于轿车和轻中型货车上，又分为器广泛应用于轿车和轻中型货车上，又分为锁环式和锁销式锁环式和锁销式。同步器：无冲击换档 传动系统传动系统传动系统 Synchronizer Sleeve锁环式锁环式惯性同步器惯性同步器锁环式锁环式惯性同步器惯性同步器锁环式惯性同步器工作原理与工作过程锁环式惯性同步器工作原理与工作过程n1 1、拨叉带动接合

17、套，并通过定位销带动滑块向接合齿圈移动。当滑、拨叉带动接合套，并通过定位销带动滑块向接合齿圈移动。当滑块与锁环的缺口块与锁环的缺口c c的端面接触时，便推动锁环移动，两锥面（锁环内的端面接触时，便推动锁环移动，两锥面（锁环内和接触齿圈外）产生摩擦。齿圈即通过摩擦带动锁环相对结合套超和接触齿圈外）产生摩擦。齿圈即通过摩擦带动锁环相对结合套超前转一个角度，直到锁环的凸起部前转一个角度，直到锁环的凸起部d d与花键毂通槽与花键毂通槽e e的一侧面接触，的一侧面接触，锁环便与接合套同步转动。此时接合套的内齿与锁环的齿较锁环的锁环便与接合套同步转动。此时接合套的内齿与锁环的齿较锁环的凸起部凸起部d d位

18、于花键毂的通槽中央时错开约半个齿厚（花键毂通槽宽为位于花键毂的通槽中央时错开约半个齿厚（花键毂通槽宽为锁环凸起部锁环凸起部d d的宽度加接合套的一个齿厚的宽度加接合套的一个齿厚A A），），从而使接合套的齿端从而使接合套的齿端倒角与锁环相应的齿端倒角正好相抵触而不能啮合。倒角与锁环相应的齿端倒角正好相抵触而不能啮合。n2 2、若要啮合，须使锁环相对接合套后退一个角度。驾驶员施加在接、若要啮合，须使锁环相对接合套后退一个角度。驾驶员施加在接合套上的轴向力使接合套齿端倒角压紧锁环端面倒角，于是在锁环合套上的轴向力使接合套齿端倒角压紧锁环端面倒角，于是在锁环的锁止角斜面上作用有法向压力的锁止角斜面上

19、作用有法向压力FNFN。力力N N分解为轴向力分解为轴向力F1F1和切向力和切向力F2F2。切向力切向力F2F2所形成的力矩力图使锁环相对于接合套向后退转，称为拨所形成的力矩力图使锁环相对于接合套向后退转，称为拨环力矩。轴向力环力矩。轴向力F1F1则使锁环则使锁环4 4与齿圈与齿圈3 3二者的锥面产生摩擦力矩，使二者的锥面产生摩擦力矩，使二者转速二者转速n3n3与与n4n4迅速接近，并且实际上可认为迅速接近，并且实际上可认为n4n4不变，只是不变，只是n3n3趋近趋近于于n4n4。这是因为锁环这是因为锁环4 4连同接合套连同接合套7 7通过花键毂通过花键毂1515与整个汽车相联系，与整个汽车相

20、联系，转动惯量大，转速下降很慢。转动惯量大，转速下降很慢。n而齿圈而齿圈3 3仅与离合器从动部分相联系，转动惯量很小，速度降低仅与离合器从动部分相联系，转动惯量很小，速度降低较前者快得多。因为齿圈较前者快得多。因为齿圈3 3是减速旋转，根据惯性原理，即产生是减速旋转，根据惯性原理，即产生惯性力矩，其方向与旋转方向相同。此惯性力矩通过摩擦锥面作惯性力矩，其方向与旋转方向相同。此惯性力矩通过摩擦锥面作用到锁环上，阻止锁环相对接合套向后退转。亦即在锁环上作用用到锁环上，阻止锁环相对接合套向后退转。亦即在锁环上作用着两个方向相反的力矩着两个方向相反的力矩: :其一为切向力其一为切向力F2F2形成的力图

21、使锁环相对形成的力图使锁环相对于接合套向后退转的拨环力矩于接合套向后退转的拨环力矩M2M2；另一为摩擦锥面上阻止锁环向另一为摩擦锥面上阻止锁环向后退转的惯性力矩后退转的惯性力矩M1M1。在在n3n3尚未等于尚未等于n4n4之前，两个锥面间摩擦力之前，两个锥面间摩擦力矩的数值与齿圈矩的数值与齿圈3 3惯性力矩的数值相等。如果惯性力矩的数值相等。如果M2M1M2M1，则锁环则锁环4 4即即可相对于接合套向后退转一个角度，以便二者进入接合。可相对于接合套向后退转一个角度，以便二者进入接合。M2M1M2M1，则二者不可能进入接合。摩擦力矩则二者不可能进入接合。摩擦力矩M1M1与轴向力与轴向力F1F1的

22、垂直于摩擦锥的垂直于摩擦锥面的分力成正比。而面的分力成正比。而M2M2则与切向力则与切向力F2F2成正比。成正比。F1F1和和F2F2都是法向力都是法向力FNFN的分力，二者的比值取决于花键齿锁止角的大小。故在设计同的分力，二者的比值取决于花键齿锁止角的大小。故在设计同步器时，适当地选择锁止角和摩擦锥面的锥角，便能保证在达到步器时，适当地选择锁止角和摩擦锥面的锥角，便能保证在达到同步同步( (n3=n4)n3=n4)之前，齿圈之前，齿圈3 3施加在锁环施加在锁环4 4上的惯性力矩上的惯性力矩M1M1总是大于总是大于切向力切向力F2F2形成的拨环力矩形成的拨环力矩M2M2，因而，不论驾驶员通过操

23、纵机构加因而，不论驾驶员通过操纵机构加在接合套上的轴向推力有多大，接合套齿端与锁环齿端总是互相在接合套上的轴向推力有多大，接合套齿端与锁环齿端总是互相抵触而不能接合。这说明锁环抵触而不能接合。这说明锁环4 4对接合套的锁止作用是齿圈对接合套的锁止作用是齿圈3 3的惯的惯性力矩造成的。而不像常压式同步器那样由定位销的弹簧力造成性力矩造成的。而不像常压式同步器那样由定位销的弹簧力造成的，此即的，此即“惯性式惯性式”名称的由来名称的由来 。n3 3、只要驾驶员继续加力于接合套上，摩擦作用就迅速使齿圈、只要驾驶员继续加力于接合套上，摩擦作用就迅速使齿圈3 3转转速降到与锁环速降到与锁环4 4转速相同，

24、而后二者保持同步旋转，即齿圈转速相同，而后二者保持同步旋转，即齿圈3 3相对相对于锁环的转速和角减速度均为零，于是其惯性力矩便消失。但由于锁环的转速和角减速度均为零，于是其惯性力矩便消失。但由于轴向力于轴向力F1F1的作用，两个摩擦锥面还是紧密接合着的。因而此时的作用，两个摩擦锥面还是紧密接合着的。因而此时切向力切向力F2F2形成的拨环力矩形成的拨环力矩M2M2便使锁环连同齿圈便使锁环连同齿圈3 3及与之相连的所及与之相连的所有零件一起相对于接合套向后退转一个角度，使锁环凸起部有零件一起相对于接合套向后退转一个角度，使锁环凸起部d d又又移到花键毂移到花键毂1515的通槽中央，两个花键齿圈不再

25、抵触，此时接合套的通槽中央，两个花键齿圈不再抵触，此时接合套压下定位销压下定位销6 6继续左移，而与锁环的花键齿圈进入接合继续左移，而与锁环的花键齿圈进入接合( (图图16-16-1919C)C)，锁环的锁止作用即行消失锁环的锁止作用即行消失 。n4 4、接合套与锁环接合后，轴向力、接合套与锁环接合后，轴向力F1F1不再存在，锥面间的摩擦力不再存在，锥面间的摩擦力矩也就消失。如果此时接合套花键齿与齿圈矩也就消失。如果此时接合套花键齿与齿圈3 3的花键齿发生抵触，的花键齿发生抵触，如如( (图图16-1916-19C)C)所示，则与上述相似，作用在齿圈所示，则与上述相似，作用在齿圈3 3花键齿端

26、斜面花键齿端斜面上的切向分力，使齿圈上的切向分力，使齿圈3 3及其相连零件相对于锁环及接合套转过及其相连零件相对于锁环及接合套转过一个角度，使接合套与齿圈一个角度，使接合套与齿圈3 3进入接合进入接合( (图图16-1916-19d)d)，而最后完成而最后完成了换人六档了换人六档( (由低速档换人高速档由低速档换人高速档) )的全过程的全过程 。锁环式惯性同步。锁环式惯性同步器结构紧凑，但因径向尺寸小，锥面间产生的摩擦力矩不大，而器结构紧凑，但因径向尺寸小，锥面间产生的摩擦力矩不大，而且锁止面是锁环的接合齿端面，使用中会使齿端磨损而失效。故且锁止面是锁环的接合齿端面，使用中会使齿端磨损而失效。

27、故它适用于传递转矩不大的轿车和轻型货车的变速器。它适用于传递转矩不大的轿车和轻型货车的变速器。n1 1、在中型以上的货车变速器中，尤其是低速档最好锁、在中型以上的货车变速器中，尤其是低速档最好锁销式惯性同步器。销式惯性同步器。CAl091CAl091型汽车六档变速器的一、二档型汽车六档变速器的一、二档和和EQl090EEQl090E型汽车五档变速器的二、三档及四、五档均型汽车五档变速器的二、三档及四、五档均装用锁销式惯性同步器。装用锁销式惯性同步器。 n2 2、锁销式惯性同步器在结构上允许采用直径较大的摩、锁销式惯性同步器在结构上允许采用直径较大的摩擦锥面。因此摩擦锥面间可产生较大的摩擦力矩，

28、缩短擦锥面。因此摩擦锥面间可产生较大的摩擦力矩，缩短了同步时间。两个有内锥面的摩擦锥盘分别固定在带有了同步时间。两个有内锥面的摩擦锥盘分别固定在带有外花键齿圈的斜齿轮外花键齿圈的斜齿轮1 1和和6 6上，随齿轮一齐旋转。与之配上，随齿轮一齐旋转。与之配合的两个有外锥面的摩擦锥环合的两个有外锥面的摩擦锥环3 3通过三个锁销通过三个锁销8 8和三个定和三个定位销位销4 4与接合套与接合套5 5连接。销锁连接。销锁8 8与定位销与定位销4 4在同一圆周上相在同一圆周上相互间隔地均匀发布。锁销互间隔地均匀发布。锁销8 8的两端固定在摩擦锥环的两端固定在摩擦锥环3 3孔中，孔中，而两端的工作表面直径与接

29、合套凸缘上相应的销孔的内而两端的工作表面直径与接合套凸缘上相应的销孔的内径相等，其中部直径则小于孔径。只有在锁销与接合套径相等，其中部直径则小于孔径。只有在锁销与接合套孔对中时，接合套方能沿锁销轴向移动。锁销孔对中时，接合套方能沿锁销轴向移动。锁销8 8中部和中部和接合套接合套5 5上相应的销孔两端有角度相同的倒角锁止角。上相应的销孔两端有角度相同的倒角锁止角。锁销式惯性同步器的结构和原理锁销式惯性同步器的结构和原理n3 3、锁销式和锁环式同步器工作原理基本相同。在换档时，、锁销式和锁环式同步器工作原理基本相同。在换档时，结合套受到拨叉的轴向力，通过钢球结合套受到拨叉的轴向力，通过钢球1010

30、和定位销和定位销4 4带动摩带动摩擦锥环擦锥环3 3向接合齿圈移动，使之与对应的摩擦锥盘接触。向接合齿圈移动，使之与对应的摩擦锥盘接触。具有转速差的摩擦锥环与摩擦锥盘一经接触，靠摩擦使具有转速差的摩擦锥环与摩擦锥盘一经接触，靠摩擦使锥环连同锁销一起相对接合套转过一个角度，因而锁销锥环连同锁销一起相对接合套转过一个角度，因而锁销8 8的轴线相对接合套上销孔的轴线偏移，于是锁销中部倒的轴线相对接合套上销孔的轴线偏移，于是锁销中部倒角与销孔端的倒角相互抵触，以阻止结合套继续前移。角与销孔端的倒角相互抵触，以阻止结合套继续前移。此时锁止面上的法向压紧力此时锁止面上的法向压紧力N N的轴向分力的轴向分力

31、F1F1作用在锥环上作用在锥环上并使之与锥盘压紧，因而结合套与待接合的花键齿圈迅并使之与锥盘压紧，因而结合套与待接合的花键齿圈迅速达到同步，只有达到同步时，起锁止作用的齿轮速达到同步，只有达到同步时，起锁止作用的齿轮1 1的惯的惯性力矩消失，作用在锁销上的切向分力性力矩消失，作用在锁销上的切向分力F2F2才能通过锁销才能通过锁销使摩擦锥环使摩擦锥环3 3、摩擦锥盘、摩擦锥盘2 2和齿轮和齿轮1 1一同相对于结合套转过一同相对于结合套转过一个角度，使锁销重新与销孔对中，于是接合套便能克一个角度，使锁销重新与销孔对中，于是接合套便能克服钢球服钢球1010的阻力，而进入接合挂档。的阻力，而进入接合挂

32、档。在接合套上定位销孔中部钻有斜孔，内装弹簧在接合套上定位销孔中部钻有斜孔，内装弹簧1111，把，把钢球钢球1010顶向定位销中部的环槽，以保证同步器处于正顶向定位销中部的环槽，以保证同步器处于正确的空挡位置。定位销确的空挡位置。定位销4 4两端伸入锥环内侧面，但有间两端伸入锥环内侧面，但有间隙，故定位销可随接合套隙，故定位销可随接合套5 5轴向移动轴向移动。n它也是利用摩擦实现同步，只是它产生的摩擦力矩由于它也是利用摩擦实现同步，只是它产生的摩擦力矩由于同步环内的弹簧片作用而得到成倍的增长。两个齿轮通同步环内的弹簧片作用而得到成倍的增长。两个齿轮通过轴承空套在第二轴上，而花键毂过轴承空套在第

33、二轴上，而花键毂2 2与第二轴固定连接，与第二轴固定连接，毂的外缘有三个凸起的轴向键，与接合套毂的外缘有三个凸起的轴向键，与接合套1 1上的三个相上的三个相应键槽配合。接合套与毂一起转动，并可相对于毂轴向应键槽配合。接合套与毂一起转动，并可相对于毂轴向移动。接合齿圈移动。接合齿圈3 3与常啮合齿轮固定连接。弹性的开口与常啮合齿轮固定连接。弹性的开口同步环同步环4 4、滑块、滑块5 5、支承块、支承块6 6及两个弹簧片及两个弹簧片7 7均装在接合齿均装在接合齿圈内，并用挡片圈内，并用挡片8 8加以轴向限位。滑块加以轴向限位。滑块5 5的凸起部插于开的凸起部插于开口处，处于空档时两侧有间隙，支承块

34、内圆上的凸起则口处，处于空档时两侧有间隙，支承块内圆上的凸起则嵌入接合齿圈轴颈上相应槽中，槽比凸起稍宽些。同步嵌入接合齿圈轴颈上相应槽中，槽比凸起稍宽些。同步环外表面沿轴向两端制出外锥面，而接合齿圈和接合套环外表面沿轴向两端制出外锥面，而接合齿圈和接合套的两侧齿端也制出与其配合的内锥面。欲使变速器由高的两侧齿端也制出与其配合的内锥面。欲使变速器由高档换人低档，须首先将接合套自空档位置向右移动，因档换人低档，须首先将接合套自空档位置向右移动，因为开口的同步环外径稍大于接合套右侧齿端的内径，且为开口的同步环外径稍大于接合套右侧齿端的内径，且同步环与待啮合齿轮一道旋转，接合套转速高于同步环同步环与待

35、啮合齿轮一道旋转，接合套转速高于同步环转速，故二者一经接触，便产生摩擦，同步过程开始转速，故二者一经接触，便产生摩擦，同步过程开始。n自行增力式同步器自行增力式同步器了解了解n在摩擦作用下，接合套带动同步环顺时针方向转动一个角度，使在摩擦作用下，接合套带动同步环顺时针方向转动一个角度，使同步环开口的左端顶住滑块同步环开口的左端顶住滑块5 5凸起的左侧，推动滑块旋转并将右弹凸起的左侧，推动滑块旋转并将右弹簧片簧片7 7压在同步环的内表面上，这时支承块压在同步环的内表面上，这时支承块6 6成为支点。由于弹簧成为支点。由于弹簧片对同步环施加了径向力，接合套与同步环之间的摩擦力矩便得片对同步环施加了径

36、向力，接合套与同步环之间的摩擦力矩便得到增强，继而弹簧片的径向到增强，继而弹簧片的径向 力近一步增大。这样，增大了的摩擦力近一步增大。这样，增大了的摩擦力矩使结合齿圈的转速迅速上升直至达到同步。因此这种同步器力矩使结合齿圈的转速迅速上升直至达到同步。因此这种同步器是借助弹簧片对同步环的增力作用而进行工作的。是借助弹簧片对同步环的增力作用而进行工作的。n只要结合套与待啮合齿轮之间存在转速差，弹簧片的支撑力就阻只要结合套与待啮合齿轮之间存在转速差，弹簧片的支撑力就阻止同步环直径缩小，因而也就阻止了接合套移动。二者的转速差止同步环直径缩小，因而也就阻止了接合套移动。二者的转速差为零（同步），弹簧片卸

37、载，即以右弹簧片的上端为支点，弹簧为零（同步），弹簧片卸载，即以右弹簧片的上端为支点，弹簧片伸张，其下端顶住支承块凸起右侧，推动接合齿圈连同低档齿片伸张，其下端顶住支承块凸起右侧，推动接合齿圈连同低档齿轮一道顺时方向转一个角度，使弹簧片松驰，于是阻止同步环直轮一道顺时方向转一个角度，使弹簧片松驰，于是阻止同步环直径缩小的支承力消失。此时，在不大的换档力作用下，接合套便径缩小的支承力消失。此时，在不大的换档力作用下，接合套便可压缩同步环，与右侧接合齿圈接合，而同步环处于接合套的屋可压缩同步环，与右侧接合齿圈接合，而同步环处于接合套的屋顶状凹槽里，被可靠定位。因此在挂档位置，无需采用一般变速顶状凹

38、槽里，被可靠定位。因此在挂档位置，无需采用一般变速器所需设置的自锁装置。器所需设置的自锁装置。n该齿轮接合齿圈内左右各有一个弹簧片，每一次换档只有一个弹该齿轮接合齿圈内左右各有一个弹簧片，每一次换档只有一个弹簧片起作用。由于弹簧片的增力作用，故这种同步器能使换档更簧片起作用。由于弹簧片的增力作用，故这种同步器能使换档更为省力并且讯速。为省力并且讯速。花键毂花键毂波尔舎同步器波尔舎同步器第四节第四节 变速器操纵机构变速器操纵机构变速器操纵机构的变速器操纵机构的功用功用是使驾驶员根是使驾驶员根据路面情况能准确据路面情况能准确可靠地将变速器挂可靠地将变速器挂上或摘下所需的某上或摘下所需的某个档位，以

39、保证汽个档位，以保证汽车安全行驶。车安全行驶。 变速器操纵机构按距离驾驶员座椅的远近分为直接操变速器操纵机构按距离驾驶员座椅的远近分为直接操纵机构和远距离操纵机构。纵机构和远距离操纵机构。1 1、直接操纵机构直接操纵机构：一般在发动机前纵置后轮或全轮驱动：一般在发动机前纵置后轮或全轮驱动以及变速器在驾驶员座位旁边都可采用。它由变速杆、以及变速器在驾驶员座位旁边都可采用。它由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴以及安全装置组成，多集装在变拨块、拨叉、拨叉轴以及安全装置组成，多集装在变速器的上盖或侧盖内，结构简单、操纵方便，采用较速器的上盖或侧盖内，结构简单、操纵方便，采用较广泛。广泛。2 2、远距离操纵机

40、构远距离操纵机构：如横前置发动机、前轮驱动或发动：如横前置发动机、前轮驱动或发动机后置以及变速器距驾驶员较远多采用。为实现变速，机后置以及变速器距驾驶员较远多采用。为实现变速，在变速杆和拨叉间一般须加装辅助杠杆或传动装置。在变速杆和拨叉间一般须加装辅助杠杆或传动装置。对变速器操纵机构的要求变速器操纵机构的要求n（1 1）挂档后应保证结合套于与结合齿）挂档后应保证结合套于与结合齿圈的全部套合（或滑动齿轮换档时，全圈的全部套合（或滑动齿轮换档时，全齿长都进入啮合）。在振动等条件影响齿长都进入啮合）。在振动等条件影响下，操纵机构应保证变速器不自行挂档下，操纵机构应保证变速器不自行挂档或自行脱档。为此

41、在操纵机构中设有或自行脱档。为此在操纵机构中设有自自锁锁装置。装置。 n（2 2）为了防止同时挂上两个档而使变）为了防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏，在操纵机构中设有速器卡死或损坏，在操纵机构中设有互互锁锁装置。装置。 n（3 3）为了防止在汽车前进时误挂倒档，）为了防止在汽车前进时误挂倒档，导致零件损坏，在操纵机构中设有导致零件损坏，在操纵机构中设有倒档倒档锁锁装置。装置。互锁装置互锁装置自锁装置由弹簧和自锁钢球组成，自锁装置由弹簧和自锁钢球组成，每一拨叉轴上有三个小球坑，当每一拨叉轴上有三个小球坑，当挂档或空挡时，由自锁钢球来定挂档或空挡时，由自锁钢球来定位自锁。自锁钢球在驾驶员的作

42、位自锁。自锁钢球在驾驶员的作用力下克服弹簧作用而挤出球坑用力下克服弹簧作用而挤出球坑而脱开自锁。而脱开自锁。n互锁装置是在几根平行拨叉轴间设置的，（三拨叉轴式）互锁装置是在几根平行拨叉轴间设置的，（三拨叉轴式）两边轴内侧有球坑，而中间轴两侧有球坑及连接两球坑两边轴内侧有球坑，而中间轴两侧有球坑及连接两球坑的互锁销（的互锁销（销长为拨叉轴直径减一球坑深度销长为拨叉轴直径减一球坑深度），还有四），还有四个互锁钢球（个互锁钢球（两个钢球直径等于两轴间距加上一球坑深两个钢球直径等于两轴间距加上一球坑深度度）。当四个互锁球、四个半园坑及互锁销同一直线时）。当四个互锁球、四个半园坑及互锁销同一直线时即处于

43、空挡；当挂档时，该档拨叉轴从互锁坑中挤出，即处于空挡；当挂档时，该档拨叉轴从互锁坑中挤出，而另外拨叉轴则被锁死在球坑中。而另外拨叉轴则被锁死在球坑中。nBJ2020BJ2020自锁和互锁装置合二为一，两个空心锁销自锁和互锁装置合二为一，两个空心锁销1 1套在弹簧套在弹簧2 2的两的两端。两销长度之和端。两销长度之和2 2a a等于两根拨叉轴间距等于两根拨叉轴间距c c加一凹坑深度加一凹坑深度b b。nCA1091CA1091为正确选择为正确选择5 5、6 6档还是档还是3 3、4 4档还设有选档锁，原理类档还设有选档锁，原理类似倒档锁，当换上似倒档锁，当换上5 5、6 6档时须较大力克服选档锁

44、弹簧才可，档时须较大力克服选档锁弹簧才可，而而3 3、4 4档则不必，这是为以免挂上高速档。档则不必，这是为以免挂上高速档。变速器操纵机构的预选气动控制和电子控制变速器操纵机构的预选气动控制和电子控制采用这种预选机构，只有采用这种预选机构，只有在踩下离合器踏板时，才在踩下离合器踏板时，才能使副变速器换档。这样能使副变速器换档。这样做的目的是，保证在换档做的目的是，保证在换档前分离离合器，以减小副前分离离合器，以减小副变速器输入端零件的转动变速器输入端零件的转动惯量，便于换档。副变速惯量，便于换档。副变速器可单独换档也可与主变器可单独换档也可与主变速器同时换档速器同时换档自学自学n其中电控部分有

45、：装在变速杆手柄处的按钮式预选开关其中电控部分有：装在变速杆手柄处的按钮式预选开关2 2、空档开关、空档开关1 1、高、低速档电磁阀、高、低速档电磁阀3 3、超速保护继电器、超速保护继电器5 5和发电机和发电机7 7。空档开关是。空档开关是一个电路开关，与主变速器盖上的互锁装置装在一起，其作用是只一个电路开关，与主变速器盖上的互锁装置装在一起，其作用是只有当主变速器处于空档位置时才能接通电路。有当主变速器处于空档位置时才能接通电路。 图示为由高速档换人图示为由高速档换人低速档时的情况。此时已预选低速档，即已按下预选开关的按钮低速档时的情况。此时已预选低速档，即已按下预选开关的按钮L L，当主变

46、速器处于空档时，接通低速档电磁阀当主变速器处于空档时，接通低速档电磁阀3(3(L)L)的电路：电源空的电路：电源空档开关档开关1 1预选按钮预选按钮2(2(L)L)超速保护继电器超速保护继电器5 5一低速档电磁阀一低速档电磁阀3(3(L)L)搭铁。电磁阀搭铁。电磁阀3(3(L)L)的线圈由于通电而产生磁力，将内腔的衔铁向上的线圈由于通电而产生磁力，将内腔的衔铁向上吸起，先关闭衔铁底部的排气口，然后推动球形阀门上移，打开进吸起，先关闭衔铁底部的排气口，然后推动球形阀门上移，打开进气口。同时，高速档电磁阀气口。同时，高速档电磁阀3 3（H H）断电，衔铁落下，先关闭进气，断电，衔铁落下，先关闭进气

47、，再开启排气口。于是压缩空气自储气罐再开启排气口。于是压缩空气自储气罐4 4经电磁阀经电磁阀3 3（L L）进入换档气进入换档气缸缸6 6的左腔，推动活塞并带动副变速器的拨叉轴的左腔，推动活塞并带动副变速器的拨叉轴8 8向右移，通过杠杆向右移，通过杠杆机构使副变速器的接合套左移换入低速档。微型交流发电机机构使副变速器的接合套左移换入低速档。微型交流发电机7 7由副变由副变速器输出轴驱动。微型发电机的电流作用于超速保护继速器输出轴驱动。微型发电机的电流作用于超速保护继5 5。当副变速。当副变速器在高速档工作时，如输出轴转速过高器在高速档工作时，如输出轴转速过高( (表明车速过高表明车速过高) )

48、不适宜换人不适宜换人低档时，微型发电机输出电流过大，继电器低档时，微型发电机输出电流过大，继电器5 5便自动切断通往电磁阀便自动切断通往电磁阀的电流，使副变速器不能换上档，从而防止了离合器和发电机的超的电流，使副变速器不能换上档，从而防止了离合器和发电机的超速，切断电路的相应汽车速度为速，切断电路的相应汽车速度为2727kmkmh h 。同理，欲由低速档换人同理，欲由低速档换人高速档，可先按下预选开关的按钮高速档，可先按下预选开关的按钮H H，然后将主变速器退入空档，气然后将主变速器退入空档，气压系统便自动使副变速器挂人高速档。压系统便自动使副变速器挂人高速档。 由于只有在主变速器处于由于只有

49、在主变速器处于空档时副变速器才能换档，故保证了换档时副变速器输入端零件转空档时副变速器才能换档，故保证了换档时副变速器输入端零件转动惯量的减小。动惯量的减小。 nECUECU接收由各个传感器及操纵元件所传来的反映汽车使接收由各个传感器及操纵元件所传来的反映汽车使用条件的各种信息用条件的各种信息( (由传慰器由传慰器9 9输入的发动机转速信息；输入的发动机转速信息；传感器传感器6 6输人的车速信息；变速杆输人的车速信息；变速杆1 1传递的所选档位信传递的所选档位信息以及加速踏板息以及加速踏板1010所反映的节气门开度信息所反映的节气门开度信息) )，计算出，计算出理想同步的发动机转速。再由微处理

50、机对调节器理想同步的发动机转速。再由微处理机对调节器3 3发出发出指令，使之调节发动机转速。需要提高转速时，由调指令，使之调节发动机转速。需要提高转速时，由调节器增加节气门开度；需要降低转速时，调节器则减节器增加节气门开度；需要降低转速时，调节器则减小排气控制阀小排气控制阀7 7的开度。调节后可使变速器第一轴转速的开度。调节后可使变速器第一轴转速同步转速，精确到土同步转速，精确到土3030r rminmin，因此可以取消同步器。因此可以取消同步器。与此同时，微处理机向电动液压机构与此同时，微处理机向电动液压机构5 5和和8 8发出指令，发出指令，操纵离合器并进行换档。电动液压机构所需的液压来操

51、纵离合器并进行换档。电动液压机构所需的液压来自蓄能器自蓄能器4 4。蓄能器中贮存的油压由电动机驱动的油泵。蓄能器中贮存的油压由电动机驱动的油泵提供。由于电动液压机构操纵离合器的接合和分离，提供。由于电动液压机构操纵离合器的接合和分离，故使用该系统的汽车取消了离合器踏板故使用该系统的汽车取消了离合器踏板 。 n驾驶员通过加速踏板和变速器操纵杆，即选档驾驶员通过加速踏板和变速器操纵杆，即选档器，选择换档范围、换档规律、巡航控制等，器，选择换档范围、换档规律、巡航控制等，向电子控制单元向电子控制单元( (ECU)ECU)表达意图。车辆的运行表达意图。车辆的运行状况信息由各传感器接收，并传递给状况信息

52、由各传感器接收，并传递给ECUECU，ECUECU按存储在其中的程序按存储在其中的程序( (如，最佳换档规律、离如，最佳换档规律、离合器接合规律、油门的自适应性调节规律等合器接合规律、油门的自适应性调节规律等) )对发动机节气门开度、离合器的接合与分离以对发动机节气门开度、离合器的接合与分离以及变速器的选、换档进行控制，使三者在时序及变速器的选、换档进行控制，使三者在时序上实现最佳匹配，使换档迅速、平稳；还可提上实现最佳匹配，使换档迅速、平稳；还可提高汽车的加速性和发动机的功率利用，从而也高汽车的加速性和发动机的功率利用，从而也获得了优良的燃油经济性和动力性，且便于远获得了优良的燃油经济性和动力性，且便于远距离操纵距离操纵 。分动器分动器n在多轴驱动的汽车上，为了将变