汽车构造 第15章 变速器

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汽车传动系-变速器与分动器1/16/202411/16/20242

前言功用是：①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；②在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；③利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起步、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。变速器有变速传动机构和操纵机构组成，根据需要，还可加装动力输出器。按传动比变化方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。按操纵方式，变速器可分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式。在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把力矩分别输送给驱动桥。1/16/20243第一节变速器的变速传动机构一、普通齿轮式变速器二、组合式变速器1/16/20244CA1040系列轻型载货汽车采用的CAS5-20A型五挡变速器1/16/20245三轴式变速器1/16/20246解放CA1040系列汽车变速器的传动示意图1/16/20247如下图为解放CA1091型汽车六挡变速器结构1/16/20248变速器的工作过程1/16/20249变速器的动力传递1/16/202410

汽车行驶中，变速器在结构上应保证不出现自动跳挡的现象。防止自动跳挡的结构有多种形式。CA1091型汽车六挡变速器采用的是齿端倒斜面的结构。在东风EQ1090E型汽车使用的五挡变速器中，采用了减薄齿的结构来防止自动跳挡1/16/202411在发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的轿车和微轻型货车上，多采用两轴式变速器，其特点式输入轴和输出轴平行，无中间轴。一汽—群众奥迪100型轿车的012变速器即为这种形式。1/16/202412组合式变速器重型货车的装载质量大，使用条件复杂。欲保证重型车有良好的动力性，经济性和加速性，那么必须扩大传动比范围并增多挡数。为防止变速器结构过于复杂和便于系列化生产，多采用组合式变速器，即以1—2种四挡或五挡变速器为主体，通过更换齿轮和配置不同的副变速器〔一般为两挡〕，得到一组不同传动比范围的变速器系列。目前，组合式变速器已成为重型车变速器主要的形式。1/16/202413这种由副变速器上下速两挡传动比分别与主变速器各挡传动比搭配而组成高、低两段传动比范围的配合方式，称为分段式配挡。它仅在四五挡间换挡时，不需要操纵副变速器。

当主变速器各挡传动比间隔较大而副变速器低挡传动比又较小时，组合的得到传动比均匀的插入主变速器各挡传动比之间，这称为插入式配挡。它需要主副变速器交替换挡，故换挡操作较分段式复杂。1/16/202414如下图为中国重型汽车集团公司生产的斯太尔重型汽车用的ZFS6-90型带夫变速器的两种变速器传动机构示意图。

当副变速器传动比较小时，也可布置在主变速器之前。有的重型货车为了得到更多的挡位，在主变速器的前后都装有副变速器。目前，副变速器多与主变速器制成一体。单独布置的副变速器很少应用，因为两根变速杆进行操作很不方便。1/16/202415第二节同步器一、无同步器时变速器的换挡过程二、同步器的构造及原理1/16/202416为使换挡平顺，驾驶员应采取合理的换挡操作步骤现以图示无同步器的五挡变速器中四五挡(四挡为直接挡,五挡为超速挡)互相转换的过程为例，说明其原理。1/16/202417同步器的构造及原理同步器是在接合套换挡机构根底上开展起来的，其中除有接合套、花键毂、对应齿轮上的接合齿圈外，还增设了使接合套与对应接合齿圈的圆周速度迅速到达并保持一致〔同步〕的机构，以及阻止两者在到达同步之前接合以防止冲击的结构。同步器有常压式、惯性式、自行增压式等种类。目前，广泛采用的是惯性式同步器。1/16/202418常压式

同步器

的构造

及原理1/16/202419惯性同步器惯性同步器依靠摩擦作用实现同步的。但它可以从结构上保证接合套与待接合的花键齿圈在到达同步之前不可能接触，以防止齿间冲击和发生噪声。轿车和轻中型货车广泛采用锁环式惯性同步器。以锁环式同步器为例。1/16/2024201/16/202421锁环式同步器1/16/202422变速器由低速挡挂入高速挡时，同步器的工作过程。考虑结构布置上的合理性紧凑性及锥面间产生的摩擦力巨大等因素，锁环式同步器多用于轿车和轻型货车上；但近年来在中型货车变速器的中高挡中也开始被采用。1/16/202423在中型及大型载货汽车的变速器中，目前较多地采用锁销式惯性同步器。当变速器第二轴上的长啮齿轮及其接合齿圈直径较大时，装用锁销式同步器不仅使齿轮的结构行驶合理，而且还可在摩擦锥面间产生较大的摩擦力矩，缩短了同步时间。锁销式同步器的工作原理与上述锁环式惯性同步器根本相同。1/16/202424自行增力式同步器这种同步器与常压式和惯性式同步器一样，也是利用摩擦原理实现同步，主要区别在于同步环产生的摩擦力矩由于同步环内的弹簧片作用而得到成倍增长。如下图为波尔舍自行增力式同步器。1/16/202425东风EQ2080型三轴越野汽车的两挡分动器示意图。分动器单独安装在车架上，其输入轴通过万向传动装置与变速器第二轴连接。输出轴共有三根，即通往后驱动桥的输出轴、通往中驱动桥的输出轴和通往前驱动桥的输出轴。1/16/202426变速器的操纵机构变速器操纵机构应保证驾驶员能准确可靠地使变速器挂如所需要的任一挡位工作，并可随时使之退到空挡。大多数汽车变速器布置在驾驶员作为附近，变速杆由驾驶室底板伸出，驾驶员可直接操纵。这种操纵机构称为直接操纵式变速器操纵机构。一般由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴以及平安装置等组成，多集装于上盖或侧内盖，结构简单，操纵方便。1/16/202427如下图为一汽-群众奥迪100型轿车变速器的操纵机构。由于其变速器安装在前驱动桥处，不在驾驶员的座位附近，变速器不能直接操纵，因此它是间接操纵式变速器操纵机构。1/16/202428为保证变速器在任何情况下都能准确、平安、可靠的工作，对变速器操纵机构提出如下要求：①保证变速器不自行脱挡或挂挡，在操纵机构中应设有自锁装置。②保证变速器不同时挂入两个挡位，在操纵机构内设互锁装置。③防止误挂倒挡,在变速器操纵机构中应设有倒挡锁。1/16/202429自锁装置

挂挡过程中，假设操纵变速杆推动拨叉前移或后移的距离缺乏时，齿轮将不能在全齿宽上啮合而影响齿轮的寿命。即使到达全齿宽啮合，也可能由于汽车振动等原因，齿轮产生轴向移动而减少了齿的啮合长度，甚至完全脱离啮合。为防止上述情况,应设置自锁装置。1/16/202430互锁装置的工作情况如下图。互锁装置的作用是当驾驶员用变速杆推动某一拨叉轴时，自动锁止所有其它拨叉轴。1/16/202431