[工学]变速器培训教材.ppt

手动变速器l第一节 概述l第二节 手动变速器的变速机构l第三节 同步器l第四节 变速器操纵机构l第五节 差速器l第六节 SSAT变速器介绍第一节 概述l一、变速器的功用l1、通过改变传动比扩大汽车驱动力和速度的变化范 围，以适应经常变化的行驶条件，同时，使发动机在最有利的条件下工作l2、在发动机 旋转方向不变的条件下，使汽车能倒向行驶l3、中断发动机向驱动桥的动力传递，以使发动机能够起步、怠速，满足汽车暂时停车的需要此外，还可作为其他动力输出装置（举升、起吊装 置等）二、变速器的类型l（1）按传动比的变化方式划分，变速器可分 为有级式、无级式和综合式三种 l (a)有级式变速器：有几个可选择的固定传动 比，采用齿轮传动又可分为：齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿 轮）轴线旋转的行星齿轮变速器两种 l (b)无级式变速器:传动比可在一定范围内连续 变化,常见的有液力式,机械式和电力式等 l (c)综合式变速器：由有级式变速器和无级式 变速器共同组成的，其传动比可以在最大值与最小值之间几个分段的范围内作无级变 化。

l（2）按操纵方式划分，变速器可以分为强制操 纵式，自动操纵式和半自动操纵式三种 l (a)强制操纵式变速器：靠驾驶员直接操纵变速 杆换档 l (b)自动操纵式变速器：传动比的选择和换档是 自动进行的驾驶员只需操纵加速踏板，变速 器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来 控制执行元件，实现档位的变换 l(c)半自动操纵式变速器：可分为两类，一类是 部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换 档；l另一类是预先用按钮选定档位，在踩下离合器 踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档 三、手动变速器的工作原理l普通齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传 动实现转速和转矩的改变l在一对齿轮逐齿啮合传动中，相同时间内，两个 齿轮参加啮合的齿数比定相等，故 n1Z1 = n2Z2 l传动比 i12 = n1 / n2 = Z2 / Z1 l即 输入轴转速与输出轴转速之比或被动齿轮齿 数与主动齿轮齿数之比，称为传动比l组合齿轮传动中，其传动比为 被动齿轮齿数的连乘积与主动齿轮齿数的连乘积之比l根据能量守恒定律，齿轮传动中，输入轴功率 P1应等于输出轴功率P2，即 P1=P2l因为P1=M1n1/9550千瓦， P2=M2n2/9550千瓦 所以 M1n1=M2n2， 传动比 i12 = n1 / n2 = M2 / M1。

上式表明 若 n2 M1，得到降速增 扭 目的，速度降低越多，扭矩增加越大l归纳：li=1，为直接档；li1，为低速档l我公司变速器总成传动比l L1.6 L1.8 T1.4 V2.0l倒档 3.333 3.333 3.333 3.333l一档 3.545 3.545 3.545 3.545l二档 2.158 2.158 1.952 2.048l三档 1.478 1.481 1.276 1.346l四档 1.129 1.121 0.971 0.971l五档 0.886 0.886 0.763 0.763l主减速比 3.722 3.722 3.944 4.176第二节 手动变速器的变速传动机构l变速器由变速传动机构、变速操纵机构组成l形式：三轴式和二轴式(我公司产品)l一、三轴式变速器 1.应用范围：发动机前置后轮驱动 2.特点：传动比范围大，具有直接档传动效 率提高。

l花键毂上分别套有带有内花键的啮合套 通过啮合套的前后移动，可以使花键毂与 相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿 轮上的动力传给二轴 l5.变速器的换档装置：1）直接滑动式换档装置：直接滑动式用 于直齿轮传动的档位，换档齿轮和轴通 过花键联接常用于一档、倒档2）接合套式换档装置：这种换档装置用 于斜齿轮传动的档位变速器换档示意图l 这是一个四档的变速器，1、2档合用了一个同 步器的齿毂，3、4档合用一个齿毂，如果是五 档的变速器，五档就单独一个齿毂 这种经典的变速器结构，倒挡只能用直齿的齿 轮如果采用斜齿轮的话，就会在两齿啮合时 产生齿面啮合点的法向受力，会出现进、退档 困难，甚至无法进档l换一档和四档就可以看到输出轴转速的 明显区别，其他档位确实不明显 仔细观察可以发现图中存在着错误：挂 档后，所挂档位的结合套、花键毂和同 步环应该随着齿轮一起转动，而在该图 却一直是静止的请大家注意l6.防止自动跳档措施 ：lCA1091型汽车l东风EQ1090E型汽 车二、两轴式变速器（我公司产品）l与传统的三轴变速器相比，由于省去了 中间轴，所以一般档位传动效率要高一 些；但是任何一档的传动效率又都不如 三轴变速器直接档的传动效率高。

第三节 同步器l一、无同步器的换档过程l1.低档换高档l高档速度V2l接合套速度V3l低档速度V4l踩离合器，脱空档，V3=V4 （瞬时） 因为V2>V4,则V2>V3 （不同步） ， 由于V3下降慢（转动惯量大） ，V2下降快（转动惯量小） ，等待一会时间，当V3=V2 时，l再踩离合器，挂档l2.高档换低档l踩离合器，脱空档， V3=V2（瞬时） 因为V2>V4,则V3>V4（不同步） V3下降慢（转动惯量大）, V4下降快（转动惯量小）， 若不采取措施， V3与V4 不同步差距会更大，此时， 应抬起离合器，加油门， 迅速提高V4，当V3=V4时，l再踩离合器，挂档二、同步器的构造及其工作原理l同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类 这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器l惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在 其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花 键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免 了齿间冲击l惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种 同步器的作用：l1）挂档操作简便，减轻驾驶员的疲劳l2）避免挂档时，由于驾驶员挂档时机掌 握不好造成挂档响声l3）挂档迅速，提高燃料经济性。

第四节 变速器操纵机构l变速器操纵机构能让驾驶员使变速器挂上或摘下某一 档，从而改变变速器的工作状态 l为了保证变速器的可靠工作，变速器操纵机构应能满 足以下要求： l（1）挂档后应保证结合套于与结合齿圈的全部套合（ 或滑动齿轮换档时，全齿长都进入啮合）在振动等 条件影响下，操纵机构应保证变速器不自行挂档或自 行脱档为此在操纵机构中设有自锁装置 l（2）为了防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏 ，在操纵机构中设有互锁装置 l（3）为了防止在汽车前进时误挂倒档，导致零件损坏 ，在操纵机构中设有倒档锁装置 l前置发动机后轮驱动汽车变速器的外操纵机构l1-变速器壳体 2-变速连动杆 3-变速杆l一般前置发动机后轮驱动汽车的变速器距离驾驶员座 位较近，换档杆等外操纵机构多集中安装在变速器箱 盖上，结构简单、操纵容易并且准确l变速器远距离外操纵机构 l1-变速杆 2-纵向拉线 3-横向拉线l在发动机后置或前轮驱动的汽车上，通常汽车变速器 距离驾驶员座位较远，变速杆和变速器之间 通常需要 用连杆机构联接，进行远距离操纵 l一、换档拨叉机构二、定位锁止装置l1.自锁装置挂档后应保证结合套于 与结合齿圈的全部套合（或 滑动齿轮换档时，全齿长都 进入啮合）。

在振动等条件 影响下，操纵机构应保证变 速器不自行挂档或自行脱档 为此在操纵机构中设有自 锁装置换档拨叉轴上方有 三凹坑，上面有被弹簧压紧 的钢珠当拨叉轴位置处于 空档或某一档位置时，钢珠 压在凹坑内起到了自锁的 作用D16/D20变速器中的 1/2档、3/4档、5档和倒档都 有自锁装置）l自锁装置示意图l2.互锁锁装置 当中间换档拨叉轴 移动挂档时，另外两个 拨叉轴被钢球琐住防 止同时挂上两个档而使 变速器卡死或损坏，起 到了互锁作用 D16/D20变速器中相邻 档位1/2档和倒档、1/2 档和3/4档、3/4档和5档 之间都有互锁装置）l互锁装置工作示意 图l自锁、互锁装 置统一的结构第五节 差速器l一、定义差速器就是一种将发动机输出扭矩一分 为二的装置，允许转向时输出两种不同 的转速差速器是法国雷诺汽车公司的创始人路 易斯.雷诺于一百年前设计出的l二、差速器的作用在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴 以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯 滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的 摩擦具体讲就是： 1）把发动机发出的动力传输到车轮上； 2）充当汽车主减速齿轮，在动力传到车轮之 前将传动系的转速减下来 3）将动力传到车轮上，同时，允许两轮以不 同的轮速转动l三、使用差速器的原因当汽车转向时，车轮以不同的速度旋转 。

在下面的动画中你可以看到，在转弯 时，每个车轮驶过的距离不相等，即内 侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短因 为车速等于汽车行驶的距离除以通过这 段距离所花费的时间，所以行驶距离短 的车轮转动的速度就慢同时需要注意 的是：前轮较之后轮，所走过的路程是 不同的 l对于后轮驱动型汽车的从动轮，或前轮驱动型 汽车的从动轮来说，不存在这样的问题由于 它们之间没有相互联结，它们彼此独立转动 但是两主动轮间相互是有联系的因此一个引 擎或一个变速箱可以同时带动两个车轮l如果你的车上没有差速器，两个车轮将不得不 固定联结在一起，以同一转速驱动旋转这会 导致汽车转向困难此时，为了使汽车能够转 弯，一个轮胎将不得不打滑对于现代轮胎和 混凝土道路来说，要使轮胎打滑则需要很大的 外力，这个力通过车桥从一个轮胎传到另一个 轮胎，这样就给车桥零部件产生很大的应力l四、差速器的结构普通差速器由行星齿轮、行星轮架（差 速器壳）、半轴齿轮等零件组成发动 机的动力经传动轴进入差速器，直接驱 动行星轮架，再由行星轮带动左、右两 条半轴，分别驱动左、右车轮差速器 的设计要求满足：（左半轴转速）+（右 半轴转速）=2（行星轮架转速）。

l五、原理图中：1-轴承；2-左外壳；3-垫片；4-半轴齿轮；5-垫圈；6-行星齿轮； 7-从动齿轮；8-右外壳；9-十字轴；10-螺栓 l当一辆轿车沿着一条路直线行驶时，两 侧车轮以同一转速转动输出轴带动斜 齿轮和差速器壳体一起转动壳体内的 行星齿轮都不转动 如果主减速比为3.722，斜齿轮的齿数就 要比输出轴的齿多4.10倍l当一辆汽车转弯时，车轮必须以不同的 转速旋转这时可以看到差速器壳体内的行星齿轮 在车辆转向时开始转动，且两个行星齿 轮的转向是相反的，以此实现两侧车轮 以不同的转速旋转内侧车轮要比差速 器壳体转得慢，但外侧车轮就要转得相 对快点 l左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速 器壳转速的两倍，这就是两半轴齿轮直 径相等的对称式锥齿轮差速器的运动特 性关系式l六、差速器的应用在现代轿车或货车，包括许多四轮驱动汽车上 ，都能找到差速器这些四轮驱动车的每组车 轮之间都需要差速器同样，其两前轮和两后 轮之间也需要一个差速器这是因为汽车转弯 时，前轮较之后轮，走过的距离是不相同的 部分四轮驱动车前后轮之间没有差速器相反 的，他们被固定联结在一起，以至于前后轮转 向时能够以同样的平均转速转动。

这就是为什 么当四轮驱动系统忙碌时，这种车辆转向困难 的原因 第六节 SSAT变速器介绍l见《SSAT D16/D20系列变速器使用说 明书》结束l谢谢观看！。