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手动变速器类型和特点

手动变速器因其结构简单、制造成本低、维修容易等特点,被广泛应用在汽车上。
手动变速器类型按变速器前进挡数多少,常用的有四、五、六、九、十、十一、十二、十六 挡变速器。
按传动轴数不同,可分为两轴式、三轴式和组合式3类。
发动机前置、前轮驱 动形式的汽车采用两轴式变速器,例如奥迪100型汽车、捷达汽车、夏利汽车(发动机前 置、后轮驱动形式的汽车采用三轴式变速器,例如解放CA1092、东风EQ1090E型等中型 汽车变速器。
组合式变速器通常由挡位数较多的主变速器和仅有高低两个挡位的副变速器 串联而成,使变速器有较多挡位,扩大传动比,保证汽车具有良好的动力性、经济性和加 速性,如斯太尔等重型汽车采用2FS6 – 90变速器。

两轴变速器
两轴式齿轮变速器主要应用于发动机前置、前轮驱动或发动机后置、后轮驱动的中、轻型汽车上,以便汽车的总.置。目前,汽车上采用发动机前置、前轮驱动的布置形式 越来越广泛。其中前置发动机又有纵向布置和横向布置两种形式,与其配用的两轴式变速 器也有两种不同的结构形式。下面以奥迪100型汽车的两轴式齿轮变速器变速传动机构为 例,介绍纵向布置的两轴式变速器组成,如图3. 2所示。

手动变速器类型和特点

该变速器输入轴1通过离合器与发动机曲轴相连;输出轴12经主减速器将运动和动 力传给驱动轮。
具有5个前进挡和1个倒挡,并采用锁环式同步器换挡。
在输人轴上,从左向右的齿轮依次为一、二、三、四、五挡和倒挡的主动齿轮,其中三、四挡主动齿轮通 过轴承空套在输人轴上,其间设有与输人轴固定连接的同步器花键毂7。qcwxjs.com
在输出轴上,从 左向右的齿轮依次为上述各前进挡和倒挡的从动齿轮,其中齿轮28、23、20、13均通过 轴承空套在输出轴上,且齿轮28与13之间和齿轮20与13之间,分别设有与输出轴固定 连接的同步器花键毂26和18。倒挡主动齿轮11、倒挡中间齿轮15和倒挡从动齿轮13位于同一旋转平面内。

当变速器操纵机构将3个同步器接合套都置于同步器花键毂中央时,变速 器处于空挡状态,汽车既不能前进也不能倒退。
当变速器操纵机构将同步器接合套25向左 或向右移动使其与相应的接合齿圈接合时,便可得到一挡或二挡(向左或向右移动接合套6 时,便可得到三挡或四挡(向左或向右移动同步器接合套17时,便可得到五挡或倒挡。
一挡传递路线&同步器接合套25左移,动力经输人轴1″一挡主动齿轮2″ —挡从动 齿轮28″同步器锁杯27″同步器接合套25″同步器花键毂26″输出轴12。
二挡传递路线&同步器接合套25右移,动力经输人轴1″二挡主动齿轮3″二挡从动 齿轮23″同步器锁杯24″同步器接合套25″同步器花键毂26″输出轴12。
三挡传递路线&同步器接合套6左移,动力经输人轴1″同步器花键毂7″同步器接 合套6″同步器锁杯5″三挡主动齿轮4″三挡从动齿轮22″输出轴12。
四挡传递路线&同步器接合套6右移,动力经输人轴1″同步器花键毂7″同步器接 合套6″同步器锁杯8″四挡主动齿轮9″四挡从动齿轮21″输出轴12。
五挡传递路线&同步器接合套17左移,动力经输人轴1″五挡主动齿轮10″五挡从 动齿轮20″同步器锁杯16″同步器接_ 17″同步器花键毂18″输出轴12。
倒挡传递路线&同步器接合套17右移,动力经输人轴1″倒挡主动齿轮11″倒挡中间 齿轮1 5″倒挡从动齿轮13″同步器锁杯1 9″同步器接合套1 7″同步器花键毂18″输出轴1 2。

桑塔纳2000系列汽车采用五挡手动变速器,由传动机构、操纵机构、变速器壳体等 组成。该变速器的5个前进挡均装有锁环惯性式同步器,其结构如图3. 3所示。

手动变速器类型和特点

当驾驶员挂上某一挡位时,动力由输入轴传入变速器,通过相啮合的齿轮副将动力由输出轴传至主 减速器,在变速器中实现了变速、变扭的作用。变速器设置有超速挡,传动比小于1,主 要用于在良好路面或空车行驶时,提高汽车的燃料经济性。桑塔纳2000系列汽车五挡手 动变速器的性能参数见表3. 1。

手动变速器类型和特点

两轴式变速器特点
两轴式变速器从输入轴到输出轴只通过一对齿轮传动,前进时只有一对齿轮传动,倒挡 传动路线中也只有一个中间齿轮,因而结构简单、机械效率高、噪声小。但由于它不可能有 直接挡,因而最高挡的机械效率比直接挡低,并且传动比变化小,只用在中、小型汽车上。

三轴式变速器
三轴式变速器传动比变化范围大,在中、小型货车,越野车上被广泛采用。东风 EQ1090E型汽车的三轴式变速器变速机构简图,如图3. 4所示。

手动变速器类型和特点

三轴式变速器有输入轴即第一轴1、中间轴15和输出轴即第二轴14等3根轴。
第一轴前端与轴承配合并支承在发动机曲轴后端的内孔中,其花键部分用以安装离合器从动盘(后 端与轴承配合并支承在变速器壳体的前壁上,齿轮2与此轴制成一体。
中间轴两端均用轴 承支承在变速器壳体上(其上固定连接齿轮23与齿轮2构成常啮合传动副(齿轮20、21、 22分别为二、三、四挡主动齿轮并固定连接其上(与该轴制成一体的齿轮18为一挡和倒 挡共用的主动齿轮。
第二轴前、后端分别用轴承支承于第一轴后端孔内和变速器壳体的后壁(其上齿轮12是采用花键连接并能通过操纵机构轴向滑动的一挡和倒挡公用的从动齿 轮(齿轮11、7、6分别为二、三、四挡从动齿轮并用轴承支承其上,它们分别与齿轮20、 21、22保持常啮合(花键毂24和25分别固定在齿轮11与7和6与2之间(两毂上的外 花键分别与带有内花键的接合套9和4连接,且接合套通过操纵机构能沿花键毂轴向左右 滑动,可分别实现与齿轮11或7、齿轮6或2上的接合套圈接合。

倒挡轴16上的双连倒轮17和19 采用轴承支撑,且齿轮轮19和18呈常呐合。
由图3. 4所示可见,当第一轴1旋转时,通过齿轮2即可带动中间轴及其上所有齿轮旋转。但因从动齿轮6、7、11均采用轴承空套在第二轴上,且接合套4、9和齿轮12均 处于中间位置,不与任何齿轮的接合齿圈接合,也不与齿轮18或17接合,第二轴不能被 驱动,故变速器处在空挡状态。

通过使用变速器操纵机构,控制接合套或同步器变换挡位,各挡位传递路线如下:;qcwxjs.com
一挡传递路线:滑动齿轮12左移,动力经第一轴1″齿轮2″齿轮23″中间轴15″ 齿轮18″齿轮12″接合套9″花键毂24″第二轴14。
二挡传递路线&同步器接合套9右移,动力经第一轴1″齿轮2″齿轮23″中间轴 15″齿轮20″齿轮11″第二轴14。
三挡传递路线&同步器接合套9左移,动力经第一轴1″齿轮2″齿轮23″中间轴 15″齿轮21″齿轮7″齿圈8″接合套9″花键毂24″第二轴14。
四挡传递路线&接合套4右移,动力经第一轴1″齿轮2″齿轮23″中间轴15″齿轮 22″齿轮6″齿圈5″接合套4″花键毂25″第二轴14。
五挡传递路线&接合套4左移,动力经第一轴1″齿轮2″齿圈3″接合套4″花键毂 25″第 二轴 14。
倒挡传递路线:滑动齿轮12右移,动力经第一轴1″齿轮2″齿轮23″中间轴15″齿轮18″倒挡齿轮19″倒 倒挡齿轮17 齿轮12″ 第二轴 14。

解放CA1092型汽车六挡变速器也是三轴式变速器,其结构与东风EQ1090E三轴式 变速器相似,只是增加了一个挡位。二
挡使用锁销式同步器,三〜六挡使用锁环式同步 器。组装好的变速器总成用螺栓固定在离合器壳上,并以第一轴轴承盖的外凸面与离合器 壳相应的孔配合,以保证第一轴和曲轴的轴线重合。
第二轴后段花键上装有用以连接万向 传动装置的凸缘。
第一轴的前端用向心球轴承支承在飞轮的中心孔内,其后端则利用圆柱 滚子轴承支承在变速器壳体上。
第二轴的前端用滚针轴承支承在第一轴齿轮内孔中,其后 端亦利用圆柱滚子轴承支承在壳体上。中间轴的两端也采用圆柱滚子轴承为支承。倒挡轴 用锁片固定在壳体上,防止其转动和轴向移动。
在该变速器中各个挡位利用同步器和接合 套换挡,第二轴和中间轴的轴向尺寸较大。为提高轴的支承刚度和轴承的承载能力,故第 一、二轴和中间轴的支承有必要全部采用圆柱滚子轴承。但由于圆柱滚子轴承的接触线 长,滚动阻力较大,在汽车的大负荷、长时间运行中,易产生发热现象,严重时轴承可能 被烧毁,故应加强变速器的润滑。

北京切诺基吉普车AX4型或AX5型变速器均是三轴式变速器,AX4型有4个前进挡, 一个倒挡,四挡为直接挡。也有少数车采用AX5型变速器,有5个前进挡,一个倒挡,五挡 为超速挡,前进挡均采用锁环式惯性同步器。该车变速器采用横向剖分式带有中间隔板的整 体式变速器壳体。在中间隔板上安装着齿轮传动机构和换挡机构。这样一方面能使变速器的 检查、维修、调整和装配直观方便(另一方面又能使换挡机构及其互锁装置紧靠齿轮传动机 构使其结构极为紧凑。但壳体加工精度要求高,中间隔板的两面均有定位销定位。

三轴式变速器特点
为减少内摩擦弓丨起的零件磨损和功率损失,须在壳体内注入齿轮油,可采用飞溅方式 润滑各齿轮副、轴与轴承等零件的工作表面。因此,壳体一侧有加油口,壳体底部有放油塞,油面高度即由加油口位置控制。为防止变速器工作时由于油温升高、气压增大而造成 润滑油渗漏现象,在变速器盖上装有通气塞。
与二轴式变速器比较,三轴式变速器第一轴动力不经中间轴直接传到第二轴,其传动比为1,称之为直接挡。
其传动效率最高,亦可获得最高车速。但此外的其他前进挡须经 两对齿轮传动,倒挡须经3对齿轮传动,故传动效率有所降低,噪声会有所增大。

;综合式变速器
重型汽车的装载质量大,使用条件复杂,要保证重型汽车具有良好的动力性、经济性 和加速性,必须扩大变速器传动比的范围并增加挡位数。
为避免变速器的结构过于复杂和 便于系列化生产,多采用组合式机械变速器。
即以一二种4〜6挡变速器为主体,通过更 换系列齿轮副和配置不同的副变速器,得到一组不同挡位数、不同传动比范围的变速器系列。
目前,组合式机械变速器已成为重型汽车采用的主要类型。在安凯、西沃、亚星奔 驰、桂林大宇及厦门金龙等企业的7〜12m高档大、中型客车以及总质量在14〜50t重型 载货车及各种专用车、特种车上配套采用。

手动变速器类型和特点

中国重型汽车集团公司生产的斯太尔重型汽车用ZFS6 – 90变速器传动机构,如 图3. 5所示,它为了得到较多的挡位,在主变速器I的后面串联安装了一个两挡副变速器 H,这样可得到10个前进挡。在主变速器I中,除倒挡采用直齿轮传动外,其余各挡均采用斜齿轮传动。
二〜五挡采用同步器换挡,而一挡和倒挡是利用接合套11的移动完成 换挡的。副变速器H中的高速挡即直接挡和低速挡的挂挡亦采用了同步器。
当副变速器中的同步器接合套 17左移与固定外齿轮圈16连接时,行星齿轮圈15 被固定而不能转动。则副变速器挂入低速挡。
当使接合套17右移与副变速器高速挡齿圈18接合时,行星齿轮 轴14、输出轴19、行星齿轮内齿圈15和副变速器输入轴齿轮20固连在一起而同步旋转, 则副变速器 入速 。
润滑油泵2由第一轴直接驱动,并通过|一轴和第二轴6中的中心油道来润滑第二轴上 的常啮齿轮5、7、9、10、12的内孔与第二轴的配合表面以及副变速器中的行星齿轮轴14主、副变速器的挡位分别由主、副变速操纵机构控制,并要求先使用副变速杆’选定 所需低挡或高挡,然后使用主变速杆选择所需挡位。副变速器处于低挡时,可获得一、 二、三、四、五前进挡和倒挡;副变速器处于高挡时,可获得六、七、八、九、十前进挡 和倒挡。

德国ZF公司生产的9S109组合式变速器,有9个前进挡,主变速器有5个前进挡, 副变速器为行星齿轮系传动结构。
当副变速器中的同步器接合套与固定外齿圈接合时,行 星齿轮内齿圈被固定而不能转动,则副变速器挂人低挡,此时将主变速器分别挂人5个不 同挡位可得到组合式变速器5个较大的传动比。
当使接合套与副变速器高挡齿圈接合时, 行星齿轮轴、输出轴、行星齿轮内齿圈和副变速器输人轴齿轮固定在一起而同步旋转,则 副变速器挂人高挡,主变速器的5个挡位传动比即分别等于组合式变速器5个较小的传动比。
由于有两个传动比数值很接近,故省掉一个传动比,组成9挡变速器。变速器的操纵系统由旋转轴远距离操纵或直接操纵,副变速器由压缩空气自动换挡,爬行挡和倒挡用啮 合套换挡,其他挡用同步器换挡。

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