04 模块二 汽车传动系统（项目3 手动变速器）

任务三任务四任务一任务二任务五完成本学习任务后，你应当达到以下目标：知识目标1.了解手动变速器的功用及工作原理2.掌握二轴式手动变速器的结构及挡位传递路线。3.掌握三轴式手动变速器的结构及挡位传递路线。4.了解变速器操纵机构及工作原理。5.掌握手动变速器的拆装方法。能力目标1.能够对手动变速器进行检查与调整。2.能够按流程规范拆装手动变速器。3.能够对手动变速器故障进行诊断与排除。学习目标项目三手动变速器项目一项目二项目三项目四项目五变速器是汽车传动系统的一个重要组成部分，位于发动机的后部。汽车需要在不同行驶状态下行驶，一个固定传动比是无法满足要求的。为此，在汽车中加装了变速器来解决这一问题。手动变速的功用及基本组成是什么？手动变速器的工作原理是怎样的？如何对手动变速器进行操作？这些你都知道吗？任务引入任务实施变速器作用实现变速、变矩实现倒车实现中断动力传动任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五

1.有级式变速器2.无级式变速器3.综合式变速器（自动变速器）按传动比划分变速器的分类综合式变速器无级式变速器任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五按操纵方式划分1.手动式变速器2.自动式变速器3.手动自动一体变速器手动自动一体变速器手动式变速器自动式变速器任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五普通齿轮传动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，变速变矩原理如下：一对啮合传动的齿轮，设小齿轮齿数z1＝12，大齿轮齿数z2＝24，在相同的时间内小齿轮转过一圈时，大齿轮转过半圈。显然，当小齿轮是主动齿轮时，它的转速经大齿轮输出时就降低了一半，在不考虑机械损失的情况下，转矩则增加了一倍；如果大齿轮是主动齿轮，它的转速经小齿轮输出时就提高了一倍，在不考虑机械损失的情况下，转矩则减小了一倍。齿轮传动变速原理如图所示。主动齿轮转速与从动齿轮转速之比称为传动比，即：主动轮转速从动轮转速从动轮齿数主动轮齿数传动比==无级式变速器任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五手动变速器的结构与原理手动变速器包括变速传动机构和操纵机构两大部分。变速传动机构是变速器的主体部分，主要由一系列相互啮合的齿轮副及其支承轴以及作为基础的壳体组成，其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。手动变速器按工作轴的数量（不包括倒挡轴）可分为两轴式变速器和三轴式变速器。手动变速器输出轴手动变速器输入轴1．两轴式变速器两轴式变速器只有输入轴和输出轴（不包括倒挡轴），无中间轴，且输入轴与输出轴平行。在任何前进挡工作时，只有一对齿轮副啮合。两轴式变速器用于发动机前置前轮驱动的汽车，如桑塔纳、捷达、宝来、奥迪、花冠、威驰等。如下图所示为两轴式变速器。两轴变速器挡位传递路线任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五宝来的MQ200两轴式变速器任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五三轴式变速器结构图2．三轴式变速器三轴式变速器除了设有输入轴、输出轴、倒挡轴之外，还另设了中间轴。在发动机前置后轮驱动（FR型）的汽车上，常采用三轴式变速器，如丰田皇冠、日产公爵等轿车、各类皮卡、面包车及国产解放型和东风载货汽车等。其特点是传动比范围较大，有直接挡，传动效率高。如下图所示。三轴变速器挡位传递路线任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五同步器结构图同步器工作原理同步器由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换挡位时如果让两个速度不一样的齿轮强行啮合，必然会发生冲击碰撞，损坏齿轮。为实现换挡时同步，现代轿车中采用了同步器。同步器的功用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换挡时间，且防止在同步前啮合而产生换挡冲击，如下图所示。任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五直接操纵式机构1.直接操纵式变速器的位置在驾驶员附近，变速杆由驾驶室底板伸出，驾驶员可直接操纵。这种操纵机构具有换挡位置容易确定，换挡快、平稳等特点，主要应用于发动机前置后轮驱动的汽车。如图所示。变速器操纵机构变速器操纵机构的作用是保证驾驶员根据使用条件，准确可靠地将变速器换入所需要的挡位。变速器操纵机构按照变速操纵杆（变速杆）位置的不同，可分为直接操纵式和远距离操纵式两种类型。手动变速器换挡操纵机构安装手动变速器换挡操纵机构拆卸任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五2.远距离操纵式在有些汽车上，由于变速器离驾驶员座位较远，则需要在变速杆与拨叉之间加装一些辅助杠杆或一套传动机构，构成远距离操纵机构。这种操纵机构多用于发动机前置前轮驱动及后置后轮驱动的汽车。远距离操纵机构可分为杆件式操纵机构、拉索式操纵机构和柱式换挡操纵机构上三种形式杆件式操纵机构拉索式操纵机构任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五3.换挡锁装置为了保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，变速器操纵机构一般都具有换挡锁装置，包括自锁装置、互锁装置和倒挡锁装置。自锁装置的结构：变速器盖中钻有深孔，孔中装入自锁弹簧与自锁钢球，其位置正处于拨叉轴的正上方，每根拨叉轴设有三个凹槽，如右图所示。柱式换挡操纵机构自锁装置的结构自锁装置的作用：对各挡拨叉轴进行轴向定位锁止，用于防止变速器自动脱挡或挂挡，并保证相互啮合的轮齿以全齿宽啮合。自锁装置任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五互锁装置的结构：互锁装置由互锁钢球（销）与互锁销组成（如右图所示）。在变速器盖前端三根拨叉轴之间的孔道中装有两个互锁钢球（一个互锁销），每根拨叉轴朝向互锁钢球的一侧面上都制有一个深度相等的凹槽。互锁装置倒挡锁装置互锁装置的作用：用于阻止两个拨叉轴同时移动，即当拨动一根拨叉轴轴向移动时，其他拨叉轴都被锁止，从而防止同时挂上两个挡位。倒挡锁装置的作用：防止汽车在前进中误挂倒挡而造成极大的冲击而使零件损坏，并防止汽车在起步时误挂倒挡而造成安全事故。倒档锁任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五拧出变速器固定架紧固螺栓，取下变速器固定架，如下图所示。步骤1变速器的拆装1．变速器的拆卸步骤1拧出选挡杆座紧固螺栓，取下选挡杆座，如下图所示。步骤2步骤2拧出变速器延伸壳体紧固螺栓，取下变速器延伸壳体，如下图所示。步骤3步骤3手动变速器分解任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五拧出轴承保持架紧固螺栓，取出轴承保持架，如下图所示。步骤4步骤4取下倒挡开关连接线，取下转速传感器，拧出变速器上下壳体锁紧螺栓，并分解变速器上下壳体，如下图所示。步骤2步骤5取出变速器输入轴总成、输出轴总成，取出一轴轴承“C”形锁环，取出中间轴“C”形锁环，取出卡圈，用拉码取出变速器中间轴后端轴承，如下图所示。步骤3步骤6取出中间轴五挡主动齿轮，取出中间轴倒挡主动齿轮，取出中间轴轴承，如下图所示。步骤7步骤7任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五取出中间轴，如左下图所示，中间轴分解图如右下图所示。步骤8(1)步骤8取出里程表蜗杆卡圈，取出输出轴里程表蜗杆，如右图所示。步骤9步骤9步骤8(2)任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五取下输入轴主动齿轮，取下输入轴同步器，取下输入轴同步环、衬套、滚针轴承、三挡齿轮，如右图所示。步骤10取下输出轴里程表蜗杆卡圈，取出输出轴轴承卡圈，如右图所示。步骤11取出输出轴止推垫圈、五挡齿轮、滚针轴承，取出输出轴同步环，取出卡圈，如右图所示。步骤13步骤13步骤10步骤11用拉码取出输出轴，如图下所示。步骤12步骤12任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五取出输出轴同步器，取出倒挡从动齿轮，取出输出轴衬套，取出输出轴止推垫圈，取出输出轴轴承，取出止推垫圈，取出一挡齿轮，滚针轴承、同步环、同步器，如右图所示。步骤14用磁棒吸出输出轴孔内的钢珠，取出衬套，取出同步器，取出同步环、二挡倒挡齿轮、滚针轴承、同步器滑块。步骤15步骤14用冲子冲出拨叉销，取下倒挡、五挡齿轮拨叉，如图所示。步骤16步骤16任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五依次装入二挡倒挡齿轮、同步器、衬套、滚针轴承、一挡齿轮、止推垫圈，装入轴承，并轻轻将其敲击到位，如右图所示。步骤1装上卡圈，如右图所示。步骤3步骤3步骤1装入止推垫圈、衬套、倒挡从动齿轮，如图所示。步骤2步骤22．变速器的安装手动变速器安装依次装上同步器、同步环、滚针轴承、五挡齿轮、卡圈、止推垫圈、输出轴轴承、输出轴卡圈、里程表蜗杆、卡圈，如图所示。步骤4步骤4任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五装入输入轴，如右图所示。步骤5装变速器中间轴总成卡圈，如图2-97所示。步骤7步骤7步骤5将装好的输出轴装入变速器下壳体，如右图所示。步骤6步骤6装入自锁弹簧，如图2-98所示，装入自锁钢珠。步骤8步骤8任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五将高速齿轮拨叉轴装入变速器上壳体内，将高速齿轮拨叉和高速齿轮拨叉轴端接上，并用锤子将拨叉销敲进连接孔内，如右图所示。步骤9装入倒挡、五挡齿轮拨叉轴，装入倒挡/五挡拨叉，并将拨叉销装进连接孔内，如右图所示。步骤11步骤11步骤9装入低速齿轮拨叉轴，低速齿轮拨叉，如右图所示。步骤10步骤10装入低速齿轮拨叉轴拨叉销，如右图所示。步骤12步骤12任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五在变速器上下壳体结合面涂上密封胶，如右图所示，合上变速器上下壳体，并按规定力矩拧紧锁紧螺栓。步骤13装上发动机固定架，装入换挡杆座，如右图所示。步骤15步骤15步骤13装入变速器延伸壳体装上换挡开关，如右图所示。步骤14步骤14涂上密封胶，装入轴承保持架，装入定位套，装入转速传感器，最后，将分离轴承装到输入轴上，如右图所示。步骤16步骤16任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五变速器主要部件的检修1齿轮与花键的检修齿轮损伤表现为：齿面、齿顶、齿轮中心孔、花键齿磨损，齿面疲劳脱落、斑点，严重时会出现轮齿断裂、破碎等现象。（1）齿轮的齿面上出现明显的疲劳斑点、划痕或阶梯形磨损时，应更换；斑点小时可用油石修磨后继续使用。（2）齿轮端面的磨损长度不允许超过齿长的15％，否则更换。（3）齿轮的啮合面应在齿高的中部，接触面积不得小于齿轮工作面的60％。（4）齿轮与齿轮、齿轮与轴及花键的啮合间隙要符合原厂的规定。2轴的检修轴的损伤通常表现为：轴颈、花键齿的磨损，轴的变形，轴的破裂。（1）轴的弯曲变形用百分表来测量，如图所示，超过标准时应校正或更换。轴的弯曲变形检查任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五同步器的检修2（2）轴齿、花键齿损伤达到前述损伤的程度时应更换。（3）用千分尺检查轴颈的磨损程度，其磨损达到规定值时，可堆焊后修磨、镀铬修复或更换。（4）检查轴上定位凹槽的磨损，最大磨损量为0.5mm，超过应更换。（5）轴出现任何形式的裂纹和破碎时，应更换。3轴承的检修轴承应转动灵活，滚动体与内外圈不得有麻点、麻面、斑痕和烧灼等，保持架完好，否则应更换。4锁环式同步器的检修锁环式同步器的损伤表现在锁环、滑块、接合套、花键毂和花键齿的损伤。锁环内锥面和滑块凸台的磨损都会破坏换挡过程的同步作用；锁环、接合套锁止角的磨损，会使同步器失去锁止作用，这都会出现换挡困难，发出机械撞击噪声。锁销式同步器的检修锁销式同步器的主要损伤有锥盘的变形，锥环锥面、锁销和定位销磨损等。任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五操纵机构的检修变速器壳体的主要损伤表现为：壳体的变形，螺纹、定位销孔、轴承孔和螺纹孔磨损等。5变速器壳体不得有裂纹对受力不大的裂纹，可用环氧树脂粘接或焊接修复。如轴承、座孔、定位销孔、螺纹孔等重要部位出现裂纹时必须更换壳体。变速器壳体的主要损伤表现为：壳体的变形，螺纹、定位销孔、轴承孔和螺纹孔磨损等。变速器壳体的变形将破坏齿轮的正常啮合，引起变速器故障。检查时，对于三轴式变速器要用专用量具检查：①上下两孔轴线间的距离。②上下两孔轴线的平行度。③上孔轴线与上平面间的距离。④前后两端面的平面度。任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五操纵机构的检修（1）检查变速器操纵机构各零件的连接情况，如有松动应及时紧固。（2）检查变速杆、拨叉轴、拨叉等变形情况，如有变形应校正。（3）检查拨叉与接合套、拨叉与拨叉轴、换挡轴等处的磨损，如磨损应更换。（4）检查复位弹簧、锁止弹簧的弹性，如失效应更换。6变速器壳体的变形两轴式变速器壳体由前、后两部分组成，其变形主要是检查输入轴与输出轴的平行度、前后壳体接合面的平面度。超过规定时要进行修复。当变速器轴承孔磨损超限、变形时，可采用镶套、刷镀的方法修复或更换；当壳体平面度误差超限时，可采用铲、刨、锉、铣等方法修复或更换。壳体上所有连接螺孔的裂纹损伤不得多于2牙。裂纹孔的损伤可用换加粗螺栓或焊补后重新钻孔的方法修复。任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五2（2）轴齿、花键齿损伤达到前述损伤的程度时应更换。（3）用千分尺检查轴颈的磨损程度，其磨损达到规定值时，可堆焊后修磨、镀铬修复或更换。（4）检查轴上定位凹槽的磨损，最大磨损量为0.5mm，超过应更换。（5）轴出现任何形式的裂纹和破碎时，应更换。变速器的故障诊断与排除汽车变速器随着行驶里程的增加，以及不正常的操作，使其零件的磨损、变形随之增加，这样会出现自动脱挡、乱挡、挂挡困难、异响及漏油等变速器故障。1．自动脱挡故障现象汽车在加速、减速、爬坡或汽车剧烈振动时，变速杆自动跳回空挡位置。任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五故障原因①操纵机构变形松旷导致挂挡后齿轮未达到全齿长啮合。②接合齿圈与接合套磨损过量，沿齿长方向磨损成锥形。③自锁装置的钢球未进入拨叉轴凹槽内。④自锁装置的钢球或凹槽磨损严重，自锁弹簧疲劳过软或折断。故障诊断与排除先明确脱挡挡位：走热全车后，采用连续加、减速的方法逐挡进行路试便可确定。将变速杆挂入脱挡挡位，发动机熄火，小心分解变速器，观察脱挡齿轮的啮合情况。①未达到全齿长啮合，则故障一般由操纵机构变形松旷所引起。②达到全齿长啮合，应继续检查。③检查啮合部位磨损情况：磨损成锥形，则故障可能由接合齿圈与接合套磨损过量引起。④检查自锁装置，若自锁装置的止动阻力很小，甚至钢球未进入凹槽，则故障为自锁效能不良。任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五故障原因①互锁装置失效：如拨叉轴、互锁销或互锁钢球磨损过甚等。②接合套上的凹槽磨损过大。③变速杆球头定位销折断或球孔、球头磨损过于松旷。2．乱挡故障现象在离合器技术状况正常的情况下，所挂挡位与需要挡位不符或同时挂上两个挡位。故障诊断与排除①挂需要挡位时，结果挂入了别的挡位：摇动变速杆，检查其摆转角度，若超出正常范围，则故障由操纵机构各球头、球孔磨损过大引起。②如摆转角度正常，仍挂不上或摘不下挡，则故障由拨叉从接合套凹槽中脱出引起。③同时挂入两个挡，则故障由互锁装置失效引起。任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五故障原因①同步器磨损或有缺陷。②拨叉轴弯曲、锁紧弹簧过硬、钢球损伤等。③变速器轴弯曲变形或花键损伤。3．挂挡困难故障现象离合器技术状况良好，但挂挡时不能顺利挂入挡位，常发生齿轮撞击声。故障诊断与排除①检查同步器是否散架、锁环内锥面螺旋槽是否磨损、滑块是否磨损、弹簧弹力是否过软等。②如果同步器正常，检查变速器轴是否弯曲、花键是否磨损严重。③检查拨叉轴是否移动正常。任务三任务四任务一任务二任务五项目一项目二项目三项目四项目五挂挡后发响