第五讲-变速器与分动器

第五讲变速器与分动器变速器是传动系的核心部件，直接影响着整车的动力性能。第一节变速器的功用与类型1．变速器的功用变速器具有以下几个功用：（1）改变传动比，从而改变传递给驱动轮的转矩和转速；（2）实现倒车；（3）利用空档中断动力的传递。2．变速器的组成„（1）变速传动机构；（2）变速操纵机构。3．变速器的类型（1）按传动比变化方式的不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式3种。（2）按换档操纵方式的不同，变速器可分为手动操纵式、自动操纵式和半自动操纵式3种。第二节变速器的变速传动机构前面提到普通齿轮变速器中齿轮轴线是固定的，故也被称为定轴式变速器。汽车上常用的定轴式变速器有两种：„1.三轴式„2.两轴式第二节变速器的变速传动机构„一、有级式变速器变速传动机构的组成、工作原理和常见的换档方式1．变速传动机构的组成变速传动机构主要由齿轮、轴及变速器壳体等零部件组成。2．变速传动机构的工作原理„（1）利用不同齿数的齿轮对相互啮合，以改变变速器的传动比；（2）通过增加齿轮传动的对数，以实现倒档„前进档时，动力由第一轴直接传给第二轴，只经过一对齿轮传动，两轴转动方向相反。倒档时，动力由第一轴传给倒档轴、再由倒档轴传给第二轴，经过两对齿轮传动，第一轴与第二轴转动方向相同。3．常见的换档方式„（1）利用滑动齿轮换档„（2）利用接合套换档„（3）利用同步器换档二、两轴式变速器„两轴式变速器变速传动机构主要由第一轴（即动力输入轴）、第二轴（即动力输出轴）、倒档轴、各档齿轮及变速器壳体所构成。两轴是指汽车前进时，传递动力的轴只有第一轴和第二轴。大部分轿车都采用两轴式变速器。二、两轴式变速器纵置式两轴式变速器纵置式两轴式变速器纵置式两轴式变速器横置式两轴式变速器纵置式与横置式相比纵置式与横置式两轴式变速器相比，横置式没有成90度角的动力传递，传动效率要提高1％左右。但横置式变速器受布置空间的限制，传递功率有限，只适合在中、低级轿车上使用，捷达、富康、夏利等轿车采用这种布置形式。纵置式变速器传递功率较大，适合在中、高级轿车上使用。奥迪、红旗、桑塔纳等轿车采用这种布置形式。三、三轴式变速器所谓三轴式变速器是指这种变速器中动力传递需要经过三根轴，即：输入轴（一轴）中间轴输出轴（二轴）三、三轴式变速器三轴式变速器三、三轴式变速器„一些轻、中型货车多采用三轴变速器。这种变速器有四、五个前进档和一个倒档，由壳体、输入轴、中间轴、输出轴、倒档轴、各轴上的齿轮、变速器内的操纵机构等部分组成。输入轴„一般第一轴和轴上的常啮合齿轮为一个整体，是一个齿轮轴。第一轴前部花键插于离合器从动盘毂中，是变速器的动力输入轴。中间轴„在中间轴上制有（或固装）有六个齿轮，作为一个整体而转动。最前面的齿轮与一轴常啮合齿轮相啮合，称为中间轴常啮合齿轮，从离合器输入一轴的动力经这一对常啮合齿轮传到中间轴各齿轮上。向后依次称各齿轮为中间轴三档、二档、倒档、一档和五档齿轮。输出轴„在第二轴上，通过花键固装有三个花键毂，通过轴承安装有二轴各档齿轮。其中从前向后，在第一和第二花键毂之间装有三档和二档齿轮，在第二和第三花键毂之间装有一档和五档齿轮，它们分别与中间轴上各相应档齿轮相啮合。倒档轴为了能够在发动机曲轴转动方向不变的情况下倒车行驶，在变速器中设置了倒档轴。倒档齿轮通过轴承套在倒档轴上。其上边齿轮正好与中间轴倒档齿轮相对。用换档拨叉把倒档齿轮拨到与这两个齿轮相啮合位置，中间轴上的动力就会经倒档齿轮、传到二轴上。倒档齿轮起到了改变转动方向的作用。三轴式变速器三轴式变速器两轴式变速器与三轴式变速器„两轴式变速器与三轴式变速器相比具有如下特点：„1.两轴式变速器从输入轴到输出轴只通过一对齿轮传动，机械效率高。„2.两轴式变速器没有三轴式变速器所具有的直接档，机械效率低于三轴式变速器的直接档。„3.两轴式变速器结构紧凑，构造简单，成本低，适用于发动机前置前轮驱动的轿车。四、防止自动跳档的措施„利用接合套换档的变速器，由于接合套与齿圈的接合长度较短，同时汽车行驶时需要经常换档，频繁拨动接合套将使齿端发生磨损。汽车行驶中可能会因振动等原因造成接合套与齿圈脱离啮合，即发生自动跳档。通过以下结构措施可以防止自动跳档。（1）接合套和接合齿圈的齿端制成倒斜面（2）花键毂齿端的齿厚切薄（3）接合套的齿端制成凸肩五、组合式变速传动机构„重型货车装载质量大，使用条件复杂，需要档位多。为避免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、五档变速器为主体，配置不同的副变速器，得到一组不同传动比范围的变速器系列。五、组合式变速传动机构五、组合式变速传动机构五、组合式变速传动机构第三节同步器一、无同步器时变速器的换档过程采用滑动齿轮或接合套换档时，必须使待啮合的轮齿或接合套与接合齿圈花键齿的圆周速度一致（同步），才能顺利进入啮合而完成挂档。而高档换低档和低档换高档实现同步的方法还有所不同。二、同步器构造及工作原理同步器是利用摩擦原理实现同步的，现代汽车上广泛使用的是惯性式同步器，可以从结构上保证待啮合的接合套与接合齿轮的花键齿在达到同步之前不可能接触，可以避免齿间冲击和噪音。按工作原理同步器可以分为：1.常压式2.惯性式3.自增力式常压式同步器•常压式同步器靠需接合的两花键齿圈上的摩擦副的摩擦力实现同步。常压式同步器有摩擦面式和摩擦片式两种常压式同步器•1.摩擦面式常压式同步器•2.摩擦片式惯性式同步器„惯性式同步器与常压式同步器一样，也是靠摩擦实现同步。但它增加了惯性式锁止装置，阻止接合套在与待接合花键齿圈达到同步前向其方向移动。„惯性式同步器有锁环式和锁销式两种1．锁环式惯性同步器锁环式同步器的惯性锁止元件是同步环（锁环）。1．锁环式惯性同步器1．锁环式惯性同步器1．锁环式惯性同步器1．锁环式惯性同步器•同步环的材料有使用铜合金管材加工、粉末冶金压铸毛胚和精锻毛胚的。1．锁环式惯性同步器•同步环的工作原理1．锁环式惯性同步器2.锁销式惯性同步器锁销式同步器的惯性锁止元件是锁销。2.锁销式惯性同步器锁销式同步器的结构2.锁销式惯性同步器锁销式同步器的结构3．自行增力式同步器3．自行增力式同步器第四节变速器操纵机构变速器操纵机构是用来改变速器齿轮的搭配，实现换挡的机构。变速器的操纵机构设有变速手柄、传动杆件和拨叉。通过变速手柄的动作，使拨叉带动同步器或齿轮移动，选择适当的齿轮搭配。从而实现换档。根据变速器的位置不同操纵机构也分为直接操纵和间接（远距离）操纵。变速器操纵机构一、直接操纵机构1．选档换档机构组成：变速杆、拨块、拨叉轴和拨叉等；作用：完成换档的基本动作。2．操纵机构的安全装置作用：为了防止驾驶员在换档中的误操作，保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作。操纵机构还设有自锁、互锁和倒挡锁等装置。1.自锁装置用以防止变速器自动挂挡或自动脱挡，并保证传动齿轮在全齿长上啮合。2.互锁装置用以防止同时挂入两个挡位。3.倒挡锁装置用以防止驾驶员在换挡时无意中挂入倒挡。2．操纵机构的安全装置„自锁和互锁的工作原理2．操纵机构的安全装置„自锁和互锁的工作原理2．操纵机构的安全装置„倒挡锁2．操纵机构的安全装置二、远距离操纵机构„操纵机构由外部操纵机构和内部操纵机构两部分构成。„变速器远距离操纵结构种类较多，有刚性杆式、推拉软轴式和气动换档。„刚性杆式结构有单杆式、双杆式和多杆式。1．外部操纵机构„单杆式变速器远距离操纵只需靠一根杆或一条杆系来传递扭转和推拉两个方向的运动。1．外部操纵机构„两杆式变速器远距离操纵需要靠两根杆或两条杆系的前后移动来传递扭转和推拉两个方向的运动。1．外部操纵机构1．外部操纵机构1．外部操纵机构1．外部操纵机构„多杆式变速器远距离操纵只要求一根杆或一条杆系传递推拉一个方向的运动。结构复杂，但安全可靠，多用于军用车辆。•气动式变速器远距离操纵一般只用在中重型车辆，且用于控制副变速器的居多。2．内部操纵机构2．内部操纵机构2．内部操纵机构2．内部操纵机构三、预选气动式操纵机构四、变速器的电控操纵机构四、变速器的电控操纵机构第五节分动器„1．分动器的功用（1）利用分动器可以将变速器输出的动力分配到各个驱动桥；„（2）多数汽车的分动器还有高低两个档，兼起副变速器的作用。2．分动器的构造2．分动器的构造2．分动器的构造2．分动器的构造2．分动器的构造2．分动器的构造2．分动器的构造„分动器挂低档时输出扭矩很大，所有驱动桥应都参加工作以避免过载。故要求分动器的操纵机构要能保证：“非先接上前桥，不得挂入低速档；非先退出低速档，不得摘下前桥。”