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变速装置

工控家百科顾问团

贡献者:工控家001  最后更新:2018-08-21 10:55:02  浏览数:272

变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构,它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比,又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成,有些汽车还有动力输出机构。传动机构大多用普通齿轮传动,也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和同步器等。

关键词: 变速装置概述工作原理应用分类选型指南维护保养注意事项故障排除


1概述

变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构,它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比,又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成,有些汽车还有动力输出机构。传动机构大多用普通齿轮传动,也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和同步器等。

 

 

 


2应用

(1)改变传动比,满足不同行驶条件对牵引力的需要,使发动机尽量工作在有利的工况下,满足可能的行驶速度要求。在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。由于汽车行驶条件不同,要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如,在高速路上车速应能达到100km/h,而在市区内,车速常在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时,行驶阻力很小,则

当满载上坡时,行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小,而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。

(2)实现倒车行驶,用来满足汽车倒退行驶的需要。实现倒车行驶汽车,发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的,而汽车有时需要能倒退行驶,因此,往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。

(3)中断动力传递,在发动机起动,怠速运转,汽车换档或需要停车进行动力输出时,中断向驱动轮的动力传递。

(4)实现空档,当离合器接合时,变速箱可以不输出动力。例如,可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。


3分类

1、有级式变速器

有级式变速器是使用最广的一种。它采用齿轮传动,具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同,有轴线固定式变速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-5个前进档和一个倒档,在重型货车用的组合式变速器中,则有更多档位。所谓变速器档数即指其前进档位数。

2、无级式变速器

无级变速是指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统。通过无级变速可以得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器(VDT-CVT)。

3、综合式变速器

综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器,其传动比可在最大值与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化,目前应用较多。

4选型指南

第一、汽车最关键的部分有几个,其中变速器就是最关键的一个部分,因为变速器的好坏,直接影响到驾驶的安全性和驾驶的舒适性,汽车性能有一大部分是变速器影响。

第二、现在的汽车变速器很多,其实我们最熟悉的是手动的变速器,也就是手动挡汽车,手动挡的变速器一般平顺的很少,难免会有卡顿的现象,但是大家在试车的时候注意,卡顿不能连续出现两次,如果连续出现说明有问题。

第三、半自动变速器实际是手动挡和自动挡的一个过渡,这类变速器实际上并不省油,而且在某种程度上很难驾驭,所以现在很少有车辆采取这样的变速器,作为买车的朋友们,要最好不要选择。

第四、自动挡的变速器现在比较流行,自动挡的变速器最佳的选择是六档位的比较好,也是最节约油的一种变速器,驾驶的感觉比较平顺,也很好有顿挫的感觉,这类车唯一的缺点是驾驭感稍差。

第五、我们在选择汽车变速器的时候,大家都很熟悉双离合变速器,此类变速器是新技术的一种应用,但是实际的驾驶效果不是很好,从节约油的角度来说,双离合变速器的表现并不是很好,这点大家要注意。

第六、CVT变速器是一种比较好的模拟性的变速器,这类变速器在很多的汽车上面使用,驾驶的感觉很不错,而且自我调剂能力比较强,但是在驾驶的时候经常有些小问题,跟发动机的呼应不是很到位。

第七、手自一体变速器是现在比较先进的变速器,技术来说也比较成熟,结合了现在手动挡变速器和自动挡变速器的优点,整体来说在实用性方面最具有优势,只是此类汽车的价格一般稍微高一些,大家要看自己的购买力。


5维护保养

1、变速器齿轮的检修

变速器齿轮经常处在不断变化的转速,负荷下进行工作,齿轮齿面又受到冲击载荷的冲击,致使齿轮(特别是齿面)产生损伤.常见损伤有:

(1)齿轮磨损 变速器齿轮在正常工作条件下,齿面呈现出均匀的磨损,要求沿齿长方向磨损不应超过原齿长的百分之30;齿厚不应超过0.40;齿轮啮合面积不低于齿面的3分之2;运转齿轮啮合间隙一般应为0.15-0.26mm,使用限度为0.80 mm;接合齿轮啮合间隙应为0.10-0.15mm,使用限度为0.60mm.可用百分表或软金属倾轧法测量.如果超过间隙,应成对更换.

(2)齿轮轮齿破碎 轮齿破碎,主要是由于齿轮啮合间隙不符合要求,轮齿啮合部位不当或工作中受到较大的冲击载荷所致.若轮齿边缘有不大于2mm的微小破碎,可用油石修磨后继续使用;若超过这个范围或有3处以上微小破碎,则应成对更换.

(3)常啮合齿轮端面磨损 常啮合的斜齿端面应有.10-0.30mm的轴向间隙,以保证齿轮良好运转,若齿端磨损起槽,可磨削修复,但磨削量应不超过.50mm.

(4)常啮合齿轮轴颈,滚针轴承及座孔磨损 成啮合齿轮座孔与滚针轴承及轴颈三者配合间隙应为0.01-0.08mm,否则应予更换.

2、变速器壳体的检修

变速器壳体是变速器总成的基础件,用以保证变速器中各零件的正确位置,工作中承受一定的载荷.常见损伤有:

(1)轴承座孔的磨损 壳体的轴承座孔磨损会破坏其与轴承的装配关系,直接影响变速器输入,输出轴的相对位置.轴承与座孔的配合间隙应为0-0.03mm,最大使用极限为0.10mm.否则应更换壳体或承孔镶套修复.

(2)壳体螺纹孔的修复 注油罗塞孔,放油螺塞孔的螺纹损伤以及壳体之间连接螺栓螺纹孔的损伤,可采取镶螺塞修复.

3、变速器轴的检修

变速器在工作过程中,各轴承受着变化的扭转力矩,弯曲力矩作用.各轴的常见损伤有:

(1)轴颈磨损 轴颈磨损过大,不但会使齿轮轴线偏移,而且会带来齿轮啮合间隙的改变,造成传动时发出噪声.同时也使轴颈与轴承配合关系受到破坏,运转可能引起烧蚀.因此要求滚子轴承所在过盈配合处轴颈磨损不大于0.02mm滚针轴承配合处轴颈磨损不大于0.07mm,否则景更换或镀铬修复.

(2)健齿磨损健齿磨损在受力一侧较为严重.可与花键套配合检查,当健齿磨损超过0.25或与原键槽配合见习超过0.40mm时,齿轮的接合齿圈,结合套与健齿周配合见习大于0.30mm时,半圆键与轴颈键槽见习超过0.08mm时对健齿周或有键槽的轴应修复或更换.

(3)变速器轴弯曲检修 用顶针顶住变速器轴两端的顶针孔,利用百分表检查轴的径向跳动,其偏差应小于0.10mm.超过应进行压力校正修复.

4、同步器的检修

a.锁环式惯性同步器的检修:锁环的锥面角a约为6度-7度,在使用中,锥角变形中增大而不能迅速同步,则应及时更换.

b.锁销式惯性同步器:锁销式同步器主要损伤为锥环,锥盘磨损,当锥环斜面上0.40mm深的螺纹槽磨损至0.10mm深时,应更换.若锥环端面有擦痕,则需要端面车削,但累计车削两不得大于1mm,否则应更换。


6注意事项

1、起步缓加油

驾驶自动档车起步时不能猛踩油门踏板,这样会使转速增高而引来发动机的大声轰鸣与变速器的磨损,导致燃油的浪费;而是应该缓慢加油门,使发动机转速均匀提高,车速提高后再轻轻松一下油门踏板,再继续加油门,这样汽车速度提高反而更快,车辆加速感觉也更顺畅。   在行驶中,尽量不要将加速踏板迅速踩到底。因为这样做自动变速器会进行“强制低挡”控制,即自动变速器立即强制换入低档,这样容易使发动机转速过高,造成自动变速器中磨擦片磨损加剧和自动变速器油温过高。   

2、不能空挡滑行

一些司机驾驶手动挡车时习惯通过空挡滑行来省油,在开自动挡的时候,也在红灯前或下坡时把自动变速杆放入空挡中滑行。其实这样会对自动挡车造成损害。因为此时汽车自动变速器里的齿轮会在车轮带动下高速运转,在瞬间达到3000转/分钟,而因为变速器油泵供油不足,齿轮容易因为得不到充分的润滑而烧蚀,也容易使自动变速器油温过高而影响使用寿命。所以自动挡车型切忌空挡滑行。   

3、长时间等红灯用N档  

部分驾驶自动档车的司机在等待红灯或堵车时,常将换挡杆保持在D档,同时踩下制动踏板。如果时间很短,这是可取的。但若停车时间长,则最好换入N档,并拉紧手制动。因为换挡杆在D档时,自动变速器汽车一般有微弱的前移,若长时间踩住制动踏板,等于强行制止这种前移,使得变速器油温升高,油液容易变质,尤其在空调系统工作时,发动机怠速较高的情况下更为不利。

4、驻车挂P档拉手制动

很多司机认为,自动档车的P挡可以代替手制动,因此在停车时将档位挂在P档就不拉手制动了,即使在坡上停车时也是这样。但实际上,P档的确可作为手制动的辅助,但不可代替手制动。一方面,P档采取的是发动机制动的方式,使用手制动可以减轻发动机的压力;另一方面,一旦在P档位设有的停车锁止机构失效时,不使用手制动容易造成意外事故。因此,在自动档车驻车时,还是应该使用手制动。  

5、拖车时应将驱动轮抬起

当自动挡车出现故障需要拖车时,最好将驱动轮抬起再拖动。否则就要注意拖车的速度不应太快,以不超过35公里/小时为好,而且拖车的距离也不宜太长,最好在65公里以内。

6、P或N以外档位不启动

有时驾驶者会误将档位放在“D”、“R”上启动车辆,但却发现启动不了。比如,新手在车辆熄火后,马上用钥匙拧转点火开关但却无法启动车辆。其实这是因为自动变速器上装有空档启动开关,自动档车一定要将档位放在P或N档上才能启动,避免在其他档位误启动时使汽车往前蹿。   

而且虽然这时发动机不能运转,却有可能烧坏变速器的空档启动开关。因此,启动发动机前一定要确认换档杆是否在P或N挡。另外,一般自动档车不将车挂回P档是无法拔出车钥匙的。


7故障排除

1、变速器异响现象

变速器异响是指变速器工作时发出的不正常的响声。

原因1)齿轮异响齿轮磨损过甚变薄,间隙过大,运转中有冲击;齿面啮合不良,如修理时没有成对更换齿轮。新、旧齿轮搭配,齿轮不能正确啮合;齿面有金属疲劳剥落或个别齿损坏折断;齿轮与轴上的花键配合松旷,或齿轮的轴向间隙过大;轴弯曲或轴承松旷引起齿轮啮合间隙改变2轴承响轴承磨损严重;轴承内(外)座圈与轴颈(孔)配合松动;轴承滚珠碎裂或有烧蚀麻点3其他原因发响如变速器内缺油,润滑油过稀、过稠或质量变坏;变速器内掉入异物;某些紧固螺栓松动;里程表软轴或里程表齿轮发响等故障诊断与排除①变速器发出金属干摩擦声,即为缺油和油的质量不好。应加油和检查油的质量,必要时更换②行驶时换入某档若响声明显,即为该档齿轮轮齿磨损;若发生周期性的响声,则为个别齿损坏③空档时响,而踏下离合器踏板后响声消失,一般为一轴前、后轴承或常啮合齿轮响;如换入任何档都响,多为二轴后轴承响④变速器工作时发生突然撞击声,多为轮齿断裂,应及时拆下变速器盖检查,以防机件损坏⑤行驶时,变速器只有在换入某档时齿轮发响,在上述完好的前提下,应检查啮合齿轮是否搭配不当,必要时应重新装配一对新齿轮。此外,也可能是同步器齿轮磨损或损坏,应视情况修复或更换⑥换档时齿轮相撞击而发响,则可能是离合器不能分离或离合器踏板行程不正确、同步器损坏、怠速过大、变速杆调整不当或导向衬套紧等。遇到这种情况,先检查离合器能否分离,再分别调整怠速或变速杆位置,检查导向衬套与分离轴承配合的松紧度。

2、变速器漏油现象

变速器周围出现齿轮润滑油,变速器齿轮箱的油量减少,则可判断为润滑油泄漏。原因及排除方法①润滑油选用不当,产生过多泡沫,或润滑油量太多,此时需更换润滑油或调节润滑油②侧盖太松,密封垫损坏,油封损坏,密封和油封损坏应更换新件③放油塞和变速器箱体及盖的固定螺栓松动,应按规定力矩拧紧④变速器壳体破裂或延伸壳油封磨损而引起的漏油,必须更换⑤里程表齿轮限位器松脱破损,必须锁紧或更换;变速杆油封漏油应更换油封。

单向离合器损坏失效后,液力变矩器就没有了转矩放大的功用,将出现如下故障现象:车辆加速起步无力,不踩加速踏板车辆不走,但车辆行驶起来之后换挡正常,发动机功率正常,如果作失速试验会发现失速转速比正常值低400~800rpm。

锁止离合器的常见故障有不锁止和常锁止。不锁止的现象是车辆的油耗高、发动机高速运转而车速不够快。具体检查时要相应检查电路部分、阀体部分以及锁止离合器本身常锁止的现象是发动机怠速正常,但选档杆置于动力档(R、D、2、L)后发动机熄火,锁止离合器的检查需要将液力变矩器切开后才能进行,但这只能由专业的自动变速器维修站来完成

3.其它检修项目1检查液力变矩器的外部;目视检查液力变矩器的外部有无损坏和裂纹,油泵驱动毂外径有无磨损、缺口有无损伤。如有异常应更换液力变矩器2液力变矩器的清洗当自动变速器曾有过热现象或ATF油被污染后,应该清洗液力变矩器。清洗液力变矩器可以采用专用的冲洗机进行,也可以手工清洗,方法是加入干净的ATF油,用力摇晃、振荡液力变矩器,然后排净油液,反复进行这样的操作,直到排出的油液干净为止。液力变矩器内部干涉的检查液力变矩器内部干涉主要指导轮和涡轮、导轮和泵轮之间的干涉。如果有干涉,液力变矩器运转时会有噪声。导轮和涡轮之间的干涉检查如图1-110所示。将液力变矩器与飞轮连接侧朝下放在台架上,然后装入油泵总成,确保液力变矩器油泵驱动毂与油泵主动部分接合好。把变速器输入轴(涡轮轴)插入涡轮轮毂中,使油泵和液力变矩器保持不动,然后顺时针、逆时针反复转动涡轮轴,如果转动不顺畅或有噪声,则更换液力变矩器。 导轮和泵轮之间的干涉检查如图1-111所示,将油泵放在台架上,并把液力变矩器安装在油泵上,旋转液力变矩器使液力变矩器的油泵驱动毂与油泵主动部分接合好,然后固定住油泵并逆时针转动液力变矩器,如果转动不顺畅或有噪声,则更换液力变矩器。


参考资料

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