3.1變速器概述課件-《汽車底盤構(gòu)造與維修》同步教學(xué)（中國石油大學(xué)出版社）

變速器的結(jié)構(gòu)與檢修目錄CONTENTS變速器概述01普通齒輪變速器的結(jié)構(gòu)原理02同步器的結(jié)構(gòu)原理03變速器操縱機(jī)構(gòu)04自動變速器概述05目錄CONTENTS液力耦合器和液力變矩器06行星齒輪變速機(jī)構(gòu)07自動變速器液壓控制系統(tǒng)08自動變速器的電子控制系統(tǒng)09變速器常見故障的診斷與維修10變速器概述011.實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的改變

變速器可以改變傳動比，擴(kuò)大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)汽車在各種行駛條件下所需要的牽引力，并使發(fā)動機(jī)能夠經(jīng)常在功率較高而油耗較低的有利工況下工作。因此，變速器中應(yīng)具有合理的擋數(shù)和合適的傳動比。012.實現(xiàn)倒車

現(xiàn)在的活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其旋轉(zhuǎn)方向都是不變的（從曲軸前端向后看，為順時針轉(zhuǎn)）。為了使汽車能倒車行駛，在變速器中設(shè)有倒擋。023.切斷動力輸出

利用空擋中斷動力傳遞，可以使駕駛員在發(fā)動機(jī)不熄火的情況下松開離合器踏板離開駕駛位置，且便于汽車起動、怠速、換擋和動力輸出。對于多軸驅(qū)動的越野汽車，在變速器之后還裝有分動器，以便將變速器輸出的動力分配到各個驅(qū)動輪上。03變速器概述一、變速器的作用二、變速器的分類1.按傳動比的變化方式分類1）有級變速器有級變速器采用齒輪傳動，它具有若干個定值傳動比。轎車和輕、中型貨車的變速器多采用4～6個前進(jìn)擋和1個倒擋，每個擋位對應(yīng)1個傳動比，重型汽車變速器的擋位較多。按所用輪系不同，有級變速器可分為軸線固定式的普通齒輪變速器和軸線旋轉(zhuǎn)式的行星齒輪變速器。2）無級變速器無級變速器的傳動比在一定的數(shù)值范圍內(nèi)可按無限多級連續(xù)變化，常見的有電力式和液力式兩種。其中，液力式無級變速器應(yīng)用較多，其變速傳動部件是液力變矩器。3）綜合式變速器綜合式變速器由液力變矩器和有級齒輪式變速器組成。這種變速器的傳動比可在最大值與最小值之間的幾個間斷范圍內(nèi)做無級變化，目前應(yīng)用較多。變速器概述二、變速器的分類2.按操縱方式分類1）手動變速器手動變速器（MT）是通過駕駛者用手操縱變速桿來選定擋位，并直接操縱變速器的換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行擋位變換的。齒輪式有級變速器大多數(shù)都采用這種換擋方式。2）自動變速器自動變速器（AT）的自動控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)的負(fù)荷和車速的變化情況自動選定擋位，并進(jìn)行擋位變換，即自動地改變傳動比。駕駛者只需要操縱加速踏板即可控制車速。3）手自一體變速器這種變速器有兩種形式：一種是預(yù)選式，即駕駛員預(yù)先用按鈕選定擋位，在踩下離合器踏板或松開加速踏板時，接通一個電磁裝置或液壓裝置來進(jìn)行換擋；另一種是常用的幾個擋位自動操縱，其余擋位則由駕駛員操縱。變速器概述

普通齒輪式變速器由多對齒輪組成配合傳動。1）普通齒輪式變速器

液力機(jī)械式變速器由液力變矩器和有級機(jī)械式變速器組成。2）液力機(jī)械式變速器二、變速器的分類

3.按傳動方式分類變速器概述1.變速變矩原理齒輪傳動的變速原理如圖3-1所示。I是輸入軸，Ⅱ是輸出軸。設(shè)主動齒輪的齒數(shù)為Z1，轉(zhuǎn)速為n1，轉(zhuǎn)矩為M1；從動齒輪的齒數(shù)為Z2，轉(zhuǎn)速為n2，轉(zhuǎn)矩為M2。主動齒輪（輸入軸）轉(zhuǎn)速與從動齒輪（輸出軸）轉(zhuǎn)速之比值稱為傳動比，用i1.2表示，即變速器概述三、普通齒輪式變速器的工作原理1.變速變矩原理圖3-2所示為雙級齒輪傳動式變速器的工作原理，齒輪1為主動齒輪，驅(qū)動齒輪2轉(zhuǎn)動，齒輪3與齒輪2固定連接在一起，再驅(qū)動齒輪4轉(zhuǎn)動并輸出動力，此時由齒輪1傳到齒輪4的傳動比為變速器概述如圖3-1（a）所示，若小齒輪為主動齒輪，帶動大齒輪轉(zhuǎn)動，輸出轉(zhuǎn)速降低，即n2<n1，傳動比i>1，為減速傳動；如圖3-1（b）所示，若大齒輪為主動齒輪，帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，輸出轉(zhuǎn)速升高，即n2>n1，傳動比i<1，為增速傳動。1.變速變矩原理從上述公式可知：當(dāng)i>1時，為降速增矩傳動，其擋位稱為降速擋。當(dāng)i<1時，為增速降矩傳動，其擋位稱為超速擋。當(dāng)i=1時，為等速等矩傳動，其擋位稱為直接擋。由此可見，齒輪式變速器在改變轉(zhuǎn)速的同時也改變了輸出轉(zhuǎn)矩，傳動比i既是變速比也是變矩比。降速則增矩，增速則降矩。汽車變速器利用這一關(guān)系通過改變傳動比來適應(yīng)汽車行駛阻力變化的需要。變速器概述由齒輪傳動的原理可知，一對齒輪嚙合傳動時，齒輪的齒數(shù)越多，其轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)矩越大；反之，齒輪的齒數(shù)越少，其轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小。也就是說，齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。設(shè)主動齒輪轉(zhuǎn)速為n1，轉(zhuǎn)矩為M1；從動齒輪轉(zhuǎn)速為n2，轉(zhuǎn)矩為M2，則2.換擋原理如果用換擋裝置將齒輪4與齒輪3脫開，并將其向右拉動，使與齒輪4一體的齒輪6與齒輪5嚙合，如圖3-2（b）所示，傳動比變?yōu)?/p>

輸出軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩都將發(fā)生變化，即改變擋位。當(dāng)齒輪4和齒輪6都不與中間軸上的齒輪3和齒輪5中的任何一個嚙合時，動力不能傳到輸出軸，此時就是變速器的空擋。變速器概述如圖3-2(a)所示，動力由軸I傳遞給齒輪1，再由齒輪1傳遞給齒輪2；由于齒輪2、3同在軸Ⅲ上，它們以相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，然后由齒輪3將動力傳遞給齒輪4，最后由軸Ⅱ輸出。此時，傳動比為

由齒輪傳動原理可知，相嚙合的一對齒輪旋轉(zhuǎn)方向相反，每經(jīng)過一對傳動副，其軸改變一次轉(zhuǎn)向。圖3-3（a）所示的兩對齒輪傳動（1和2、3和4），其輸出軸與輸入軸轉(zhuǎn)向相同，這是普通三軸式變速器前進(jìn)擋的傳動情況。圖3-3（b）所示的齒輪4裝在中間軸與輸出軸之間的倒擋軸上，三對傳動副（1和2、3和4、4和5）傳遞動力，輸出軸與輸入軸的轉(zhuǎn)向相反，這是三軸式變速器倒擋的傳動情況。由于齒輪4的齒數(shù)對變速器的傳動比沒有任何影響，僅起到改變方向的作用，因此稱其為惰輪。齒輪結(jié)構(gòu)圖如圖3-3（c）所示。3.變向原理變速器概述普通齒輪變速器的結(jié)構(gòu)原理021.二軸式變速器的結(jié)構(gòu)

二軸式五擋變速器的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。該變速器殼體包括后殼體、變速器殼體和離合器殼體，三部分以螺栓聯(lián)接；輸入軸、輸出軸、撥叉總成和差速器總成裝在殼體內(nèi)。一、二軸式變速器1）輸入軸

如圖3-5所示，輸入軸是一根帶有軸向通孔的空心軸，內(nèi)部裝有離合器推桿，用于分離離合器。輸入軸前端花鍵部分插入離合器從動盤的盤轂中，轉(zhuǎn)矩由此輸入。輸入軸前部以滾針軸承支承在離合器殼體上，后部以深溝球軸承支承在變速器殼體上。一擋、倒擋和二擋齒輪與輸入軸制成一體，三、四擋齒輪以滾針軸承裝配在輸入軸上。三、四擋花鍵轂以內(nèi)花鍵裝配在二者之間的輸入軸軸頸上，軸向以軸肩和卡環(huán)定位，并通過外花鍵與接合套的內(nèi)花鍵相配合，接合套在花鍵轂上軸向滑動，實現(xiàn)三、四擋及空擋的轉(zhuǎn)換。一、二軸式變速器1）輸入軸

五擋同步器總成裝在輸入軸后端，并通過五擋緊固螺套固定在輸入軸上?；ㄦI轂以內(nèi)花鍵與輸入軸配合，以外花鍵與接合套配合。五擋齒輪通過滾針軸承裝配在五擋花鍵轂軸上，接合套在花鍵轂上軸向滑動實現(xiàn)五擋和空擋的轉(zhuǎn)換。三、四、五擋齒輪靠近同步器一側(cè)都加工有與花鍵轂、接合套同樣鍵齒齒數(shù)和齒寬的接合齒圈及一段軸向帶錐度的軸頸，齒圈用以和接合套接合傳遞動力，錐面軸頸上裝配帶有內(nèi)錐面的同步環(huán)，并且同步環(huán)外圈上也加工有齒圈，齒圈的齒數(shù)和齒寬與齒輪齒圈一樣。一、二軸式變速器2）輸出軸一、二擋齒輪與輸入軸上三、四、五擋齒輪一樣，在靠近同步器一側(cè)也加工有接合齒圈和錐面軸頸，并裝配同步環(huán)。三、四、五擋齒輪通過花鍵裝配在輸出軸相應(yīng)的軸頸上，并通過卡環(huán)及軸肩限位。在三、四擋齒輪之間的輸出軸上還加工有車速里程表驅(qū)動齒輪。如圖3-6所示，輸出軸前部通過小圓錐滾子軸承和大圓錐滾子軸承支承在離合器殼體上，兩個軸承間夾持著與輸出軸制成一體的主減速器主動齒輪，后部通過滾針軸承支承在變速器殼體上。一、二擋齒輪以滾針軸承裝配在輸出軸上，一、二擋花鍵轂以內(nèi)花鍵裝配在二者之間的輸出軸軸頸上，軸向以軸肩和卡環(huán)定位，并通過外花鍵與接合套（輸出軸倒擋齒輪）的內(nèi)花鍵相配合，接合套在花鍵轂上軸向滑動實現(xiàn)一、二擋及空擋的轉(zhuǎn)換。一、二軸式變速器2）輸出軸一、二軸式變速器

倒擋軸上裝有倒擋惰輪，它不同于前進(jìn)擋齒輪是常嚙合的斜齒圓柱齒輪，而是非常嚙合的直齒圓柱齒輪，所以也沒有接合齒圈。倒擋惰輪軸孔上過盈裝配著滑動軸承，且與倒擋軸間隙配合，可在倒擋軸上軸向滑動。3）倒擋軸一、二軸式變速器

如圖3-7所示，一、二擋接合套左移，與一擋從動齒輪接合齒圈接合，將一擋從動齒輪鎖定在輸出軸上。傳動路線為：輸入軸—一擋主動齒輪—一擋從動齒輪—一、二擋接合套—一、二擋花鍵轂—輸出軸。1）一擋如圖3-8所示，一、二擋接合套右移，與二擋從動齒輪接合齒圈接合，將二擋從動齒輪鎖定在輸出軸上。傳動路線為：輸入軸—二擋主動齒輪—二擋從動齒輪—一、二擋接合套—一、二擋花鍵轂—輸出軸。2）二擋2.各擋位的傳動路線一、二軸式變速器

如圖3-9所示，三、四擋接合套左移，與三擋主動齒輪接合齒圈接合，將三擋主動齒輪鎖定在輸入軸上。傳動路線為：輸入軸—三、四擋花鍵轂—三、四擋接合套—三擋主動齒輪—三擋從動齒輪—輸出軸。3）三擋

如圖3-10所示，三、四擋接合套右移，與四擋主動齒輪接合齒圈接合，將四擋主動齒輪鎖定在輸入軸上。傳動路線為：輸入軸—三、四擋花鍵轂—三、四擋接合套—四擋主動齒輪—四擋從動齒輪—輸出軸。4）四擋2.各擋位的傳動路線一、二軸式變速器

如圖3-11所示，五擋接合套左移，與、五擋主動齒輪接合齒圈接合，將五擋主動齒輪鎖定在輸入軸上。傳動路線為：輸入軸—五擋花鍵轂—五擋接合套—五擋主動齒輪—五擋從動齒輪—輸出軸。5）五擋

從前進(jìn)擋的傳動示意圖能夠看出，無論掛入幾擋或空擋，倒擋主動齒輪和倒擋從動齒輪（外緣加工有直齒的一、二擋接合套）并沒有接觸，二者之間有一定的間隙，所以不能直接傳動。若要掛入倒擋，必須移動倒擋惰輪，與輸入軸上的倒擋主動齒輪和輸出軸上的倒擋從動齒輪相嚙合，將二者聯(lián)系起來才能傳動。傳動路線為：輸入軸—倒擋主動齒輪—倒擋惰輪—倒擋從動齒輪—輸出軸。6）倒擋2.各擋位的傳動路線一、二軸式變速器

以貨車用三軸式五擋變速器為例，其結(jié)構(gòu)如圖3-12所示，簡圖如圖3-13所示。該變速器設(shè)置有第一軸（輸入軸）、第二（輸出軸）和中間軸。二、三軸式變速器1.三軸式變速器的結(jié)構(gòu)1）第一軸

第一軸前、后端以軸承分別支承在曲軸后端的內(nèi)孔及變速器的前壁，其前部花鍵部分裝離合器的從動盤，后部有常嚙合齒輪，后端有一短齒輪為直接擋齒輪。第一軸軸承蓋的外圓面與離合器殼相應(yīng)的孔配合，以保證第一軸和曲軸的軸線重合。012）第二軸

第二軸前、后端分別用軸承支承于第一軸后端內(nèi)孔和殼體上。一、倒擋齒輪與軸以花鍵形式配合傳力，可軸向滑動。二、三、四擋齒輪分別以滾針軸承形式與軸配合，并與相應(yīng)的中間齒輪常嚙合，其上均有傳力齒圈。第二軸前端花鍵上套裝四、五擋花鍵轂，用卡環(huán)軸向定位，接合套在花鍵轂上軸向滑動實現(xiàn)擋位轉(zhuǎn)換。二、三擋花鍵轂和接合套實現(xiàn)二、三擋動力傳遞。在二、四擋齒輪后面分別裝有承受軸向力的止推環(huán)。后軸承蓋內(nèi)裝有里程表驅(qū)動蝸桿與蝸輪，第二軸后端通過凸緣聯(lián)接萬向傳動裝置。023）中間軸

中間軸主要用來固定安裝各擋變速器傳動齒輪，軸的兩端用軸承支承在殼體上，與第一軸齒輪常嚙合的齒輪及二、三、四擋齒輪用半圓鍵裝在軸上，一、倒擋齒輪與軸制成一體。除了第一軸、第二軸和中間軸之外，三軸式變速器中還設(shè)置有倒擋軸，其上安裝倒擋齒輪，以滾針軸承的形式套在倒擋軸上，倒擋中間齒輪與中間軸一、倒擋齒輪常嚙合。03二、三軸式變速器1）空擋

第二軸的換擋接合套、傳動齒輪均處于中間空轉(zhuǎn)的位置，動力不傳給第二軸。2）一擋

向前移動第二軸一、倒擋滑動齒輪，并使其與中間軸一、倒擋齒輪嚙合。動力經(jīng)第一軸常嚙合齒輪，中間軸常嚙合齒輪，中間軸一、倒擋齒輪，第二軸一、倒擋滑動齒輪，傳到第二軸并使其順時針旋轉(zhuǎn)（與第一軸同向）。3）二擋

向后移動二、三擋接合套，并使其與第二軸二擋齒輪上的齒圈嚙合。動力經(jīng)第一軸常嚙合齒輪，中間軸常嚙合齒輪，中間軸二擋齒輪，第二軸二擋齒輪，二、三擋接合套，花鍵轂24，傳到第二軸并使其順時針旋轉(zhuǎn)。4）三擋

向前移動二、三擋接合套，并使其與第二軸三擋齒輪的齒圈嚙合。動力經(jīng)第一軸常嚙合齒輪，中間軸常嚙合齒輪，中間軸三擋齒輪，第二軸三擋齒輪，二、三擋接合套，花鍵轂24，傳到第二軸并使其順時針旋轉(zhuǎn)。2.各擋位的傳動路線二、三軸式變速器2.各擋位的傳動路線0103025）四擋

向后移動四、五擋接合套，并使其與