2.3 手动变速器（课件）《汽车构造（第2版）》同步精品课堂（北理工版）

《汽车构造（第2版）》北理工版 2.3 手动变速器 教学目标 教学重难点 新知学习 课程总结 小试牛刀 知识引入 变速器是一种能够改变汽车发动机输出转矩、转速范围以及动力旋转方向，并将动力传递给动力传动系统的一种装置。 知识引入 变速器的功用有以下三种： 扭转减震弹簧的作用是：降低传动系统中的扭转振动载荷和冲击载荷、减少振动噪声。 ②提供倒挡，在保证发动机工作的旋转方向不改变的情况下使汽车能倒退行驶； ①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应复杂变化的路况条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作； 知识引入 汽车变速器按照变速换挡机构分类，可分为手动变速器、自动变速器和无级变速器(CVT)三种。 手动变速器具有传动比高、维修方便等优点，至今依然是低档轿车的首选。自动变速器渐渐成为中、高档轿车的标准配置。在奥迪、本田的一些高档轿车中也应用了无级变速器。 知识引入 汽车手动变速器的工作原理 课程目标 知识目标 掌握手动变速器结构、原理； 能力目标 能够学会变速器操纵机构和变速器的自锁互锁机构； 教学重难点 手动变速器结构、原理 教学重点 01 学会变速器操纵机构和变速器的自锁互锁机构 教学难点 02 Part1 手动变速器结构 手动变速器结构 手动变速器是指通过拨动变速杆改变变速器内的齿轮啮合状态，改变传动比，从而达到变速目的的一种变速器。 01 车辆的驱动方式不同，变速器的外部形状差异较大，但其基本组成结构是相同的，一般由动力传动机构、变速执行机构和减速输出机构组成。 02 离合器是动力传动机构的核心部分。 变速执行机构是变速器的核心部分，是实现变速输出的部分。 03 变速执行机构主要由变速齿轮及变速轴和拨叉机构组成。 04 手动变速器按照变速轴的数目可分为二轴式和三轴式两种。 05 手动变速器结构 二轴式变速器普遍用于发动机前置前轮驱动的传动布置形式，如一汽大众生产的捷达轿车、上海通用的别克赛欧轿车。其主要由输入轴、输出轴、各挡位齿轮、各挡位同步器以及轴承组成。 (1)二轴式变速器 手动变速器结构 三轴式变速器一般用于发动机前置后驱的传动布置形式，如东风EQ1092型汽车上的变速器。其主要由第一轴、第二轴、中间轴、各挡位齿轮、各挡位同步器以及轴承组成。但有些前置前驱的车型也采用了这类变速器，如1994年的本田一雅阁轿车。 (2)三轴式变速器 Part2 手动变速器原理 手动变速器原理 以捷达轿车采用的二轴五挡全同步式手动变速器为例，简单介绍手动变速器的原理。捷达轿车采用齿轮常啮合同步器式手动变速器，通过拨叉机构使同步器接合，从而使齿轮与输入或输出轴相连，如图所示。 (1)二轴五挡变速器的工作原理 手动变速器原理 输入轴与离合器的从动盘通过花键相连，动力通过离合器从动盘进入变速器。在输入轴上从左向右分别装有一、倒、二、三、四、五挡主动齿轮。 (1)二轴五挡变速器的工作原理 其中一、倒、二挡主动齿轮与榆入轴花键相连，与输入轴一起旋转 而三、四、五挡主动齿轮通过浪针轴永与输入轴相连，可以在输入轴上自由转动 与之相反，在输出轴上从左向右分别装有一、例、二、三、四、五挡被动齿轮，在被动齿轮中，一、倒、二挡齿轮与输出轴通过滚针轴承相连 而三、四、五挡齿轮则采用花键紧配合。同时在一，二挡被动齿轮问装有同步器。 手动变速器原理 换一挡时发动机的动力通过离合器→输入轴→一挡主动二齿轮→一挡被动二齿轮→一、二挡同步器→输出轴的顺序传送给减速输出机构。各挡动力传递路径如图所示。 (1)二轴五挡变速器的工作原理 (a)一、二挡动力流程； (b)三、四、五挡动力流程 手动变速器原理 两个相互啮合的齿轮的传动方向是一定的，若在两个齿轮中间再加入一个中间轮让三个齿轮相互啮合，则传递方向会发生变化。手动变速器的倒挡就是利用这个原理来传递动力的，如图所示。 (1)二轴五挡变速器的工作原理 在变速器输入轴与输出轴之间还有一根倒挡轴，轴上装有倒挡惰轮，惰轮与倒挡的主动齿轮、被动齿轮为外啮合连接。当拨叉机构将倒挡惰轮拨至与倒挡主、被动齿轮相啮合的位置时，倒挡就被挂上了。 手动变速器原理 三轴五挡变速器的结构筒图如图所示。动力传递的路径虽与二轴式变速器有所不同，但其基本原理相同。 (2)三轴五挡变速器的工作原理 三轴五挡变速器由第一轴(输入轴)、第二轴(输出轴)、中间轴以及各轴上的齿轮组成。第一轴和第二轴在一条直线上。第一轴通过中间轴驱动第二轴以达到输出动力的目的。 手动变速器原理 各挡动力传递路径如图所示。 (2)三轴五挡变速器的工作原理 (a)一、二挡动力流程；(b)三、四、五挡动力流程 手动变速器原理 (2)三轴五挡变速器的工作原理 第一轴→第一轴常啮合齿轮→中间轴常啮合齿轮→中间轴→中间轴三挡齿轮一第二轴三挡齿轮→三、五挡同步器→第二轴。 第一轴→第一轴常啮合齿轮→中间轴常啮合齿轮→中间轴→中间轴一挡齿轮→第二轴一挡齿轮→一、二挡同步器→第二轴。 第一轴→第一轴常啮合齿轮→中问轴常啮合齿轮→中间轴一中问轴二挡齿轮→第二轴二挡齿轮一一、二挡同步器→第二轴。 2)二挡 3)三挡 1)一挡 手动变速器原理 (2)三轴五挡变速器的工作原理 第一轴→第一轴常啮合齿轮→中间轴常啮合齿轮→中间轴倒挡齿轮→倒挡轴倒挡惰轮→第二轴倒挡齿轮→第二轴。 第一轴→第一轴常啮合齿轮→中间轴常啮合齿轮→中间轴→中间轴四挡齿轮→第二轴四挡齿轮→四挡同步器→第二轴。 第一轴→三、五挡同步器→第二轴。 5)五挡 6)六挡 4)四挡 手动变速器原理 (3)同步器原理 同步器齿毂与变速器轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。在花键毂两端与齿轮之间，各有一个青铜制成的锁环(也称同步环)。锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮及花键毂上的外花键齿均相同。同步器结构如图所示。 在两个锁环上，花键齿对着接合套的一端都有倒角(称锁止角),且与接合套齿端的倒角相同。三个滑块分别嵌合在花键毂的三个轴向槽，只有当滑块位于缺口的中央映，接合会与镇环的齿图才能接合。 手动变速器原理 为了防止变速器在选挡、换挡时误挂挡或同时挂入两个挡位，在变速器中还加入了换挡自锁、互锁机构。 (4)变速器的自锁互锁机构 在振动等条件的影响下，操纵机构应保证变速器不自行挂挡或自行脱挡。因此，在操纵机构中设有自锁装置。换挡拨叉轴上方有三个凹坑(定位槽),上面有被弹簧压紧的钢珠(定位球)。 止动螺栓通过与卡槽元件相配合来实现挡位限制，以防止脱落。挂挡后应保证接合套与接合齿圈的全部套合(或滑动齿轮换挡时，全齿长都进入啮合)。 1)变速器自锁装置 02 01 手动变速器原理 当拨叉轴位置处于空挡或某一挡位置时，钢珠压在凹坑内起到自锁的作用 (4)变速器的自锁互锁机构 手动变速器原理 2)变速器互锁装置 利用换挡拨叉和支架联合控制挡位，以防止同时挂入两个或多个挡位。 当中间换挡拨叉轴移动挂挡时，另外两个拨叉轴被钢球锁住，以防止同时挂上两个挡位而使变速器卡死或损坏，起到了互锁作用，如图所示。 (4)变速器的自锁互锁机构 手动变速器原理 3)变速器倒挡锁装置 利用限位块和限位片控制，只有当限位块和限位片脱开后，才能挂入倒挡；倒挡继动杆能防止倒挡脱落，如图所示。 (4)变速器的自锁互锁机构 手动变速器原理 变速器操纵机构的功用：驾驶员利用变速器来执行换挡操作，通过改变变速器的齿轮啮合状态，使变速器挂入某个挡位，并可根据路况使变速器退到空挡状态。 (5)变速器操纵机构 根据变速器变速杆与变速器相对位置的不同，可将变速器分为直接操纵式和远距离操纵式两种。 各种变速器的操纵机构基本相同，都包含两个重要部分：换挡拨叉和定位锁止装置。 01 02 手动变速器原理 变速器操纵机构的功用：驾驶员利用变速器来执行换挡操作，通过改变变速器的齿轮啮合状态，使变速器挂入某个挡位，并可根据路况使变速器退到空挡状态。 (5)变速器操纵机构 直接操纵式变速操纵机构(见图2-23)一般由手柄、变速操纵杆、铰链、限位及防护装置、中间连接杆件构成。 二汽东风EW1090-I型汽车、一汽解放CA1091型汽车变速器等均属于直接操纵式变速器。 01 02 1)直接操纵式变速操纵机构 手动变速器原理 1)直接操纵式变速操纵机构 (5)变速器操纵机构 手动变速器原理 变速器操纵机构的功用：驾驶员利用变速器来执行换挡操作，通过改变变速器的齿轮啮合状态，使变速器挂入某个挡位，并可根据路况使变速器退到空挡状态。 (5)变速器操纵机构 远距离操纵式变速操纵机构(见图2-24),也称遥控式换挡机构或换挡操纵装置。其一般由两大部分组成，一部分是变速器内部的杆系部分，另一部分是外部的远距离操纵部分 它们通过控制拨叉轴的运动及变速器壳体内的操纵机构连接实现选挡和换挡。内部杆系与直接操纵式变速操纵机构相似，外部远距离操纵部分可由杆或拉线组成。 01 02 2)远距离操纵式变速操纵机构 手动变速器原理 2)远距离操纵式变速操纵机构 远距离操纵式变速操纵机构包括杆式远距离变速操纵机构和拉线式远距离变速操纵机构。 (5)变速器操纵机构 手动变速器原理 3)杆式远距离变速操纵机构 杆式远距离变速操纵机构(由换挡操纵杆、防护罩、换挡机构支座和换挡连接杆组成。沈阳金杯、上海大众桑塔纳的手动变速器采用的都是杆式远距离操纵机构。 (5)变速器操纵机构 手动变速器原理 4)拉线式远距离变速操纵机构 拉线式远距离变速操纵机构如图所示。上海大众波罗的手动变速器采用的就是拉线式远距离变速操纵机构。 (5)变速器操纵机构 手动变速器原理 操纵机构损坏的主要体现：操纵机构损坏时，常出现拉线磨损、变速杆手柄磨损或开裂、防护装置老化等情况，因此主要更换的零件有拉线组件、变速杆手柄、防护装置等，如图所示。 (5)变速器操纵机构 (a)换挡杆手柄；(b)换挡杆防尘罩；(c)换挡拉线 课堂小结 手动变速器是指通过拨动变速杆改变变速器内的齿轮啮合状态，改变传动比，从而达到变速目的的一种变速器。 捷达轿车采用齿轮常啮合同步器式手动变速器，通过拨叉机构使同步器接合，从而使齿轮与输入或输出轴相连 01 02 手动变速器结构 2.手动变速器原理 小试牛刀 下列哪项不是变速器的主要功用？ A.改变传动比，扩大驱动轮的转矩和转速范围 B.提供倒挡，使汽车能倒退行驶 C.改变发动机的旋转方向 D.利用空挡中断动力传递 答案：C 解析：变速器并不改变发动机的旋转方向，而是通过齿轮结构实现车轮的旋转方向改变（如倒挡），发动机的旋转方向始终保持不变。 小试牛刀 下列关于手动变速器的说法正确的是： A.通过液压系统自动完成换挡 B.通过拨动变速杆改变齿轮啮合状态实现变速 C.不需要离合器配合工作 D.只能用于高档轿车 答案：B 解析：手动变速器通过驾驶员操作变速杆，改变齿轮啮合状态来实现变速，需配合离合器使用。 小试牛刀 汽车变速器按照变速方式可分为以下哪三种？ A.手动、自动、液压 B.手动、自动、无级（CVT） C.手动、电动、自动 D.自动、无级、双离合 答案：B 解析：原文明确指出变速器按变速方式分为手动、自动和无级（CVT）三种。 小试牛刀 变速器的“自锁装置”主要作用是： A.提高换挡速度 B.防止变速器自行挂挡或脱挡 C.增加传动比 D.降低噪音 答案：B 解析：自锁装置通过钢珠与定位槽配合，防止因振动等原因导致变速器自行挂挡或脱挡。 小试牛刀 手动变速器的核心部分是： A.离合器 B.变速执行机构 C.减速输出机构 D.发动机 答案：B 解析：变速执行机构是手动变速器的核心部分，负责实现不同挡位的变速输出。 小试牛刀 下列关于无级变速器（CVT）的说法正确的是： A.只能用于低档轿车 B.通过齿轮啮合实现变速 C.在部分高档轿车中也有应用 D.不能实现倒挡功能 答案：C 解析：无级变速器（CVT）在部分高档轿车（如奥迪、本田）中已有应用，具有平顺性好等优点。 小试牛刀 手动变速器按变速轴数目可分为： A.单轴式和双轴式 B.二轴式和三轴式 C.三轴式和四轴式 D.多轴式和少轴式 答案：B 解析：手动变速器按变速轴数目可分为二轴式和三轴式两种。 小试牛刀 关于变速器的“空挡”功能，下列说法正确的是： A.用于提高车速 B.用于增强爬坡能力 C.用于中断动力传递 D.用于改变传动比 答案：C 解析：空挡的作用是中断动力传递，便于发动机起动、怠速或进行换挡操作。 作业布置 1.简述变速器自锁装置。 2.简述同步器的原理。 3.简述挡位动力传递路径。 感谢您的聆听 中职教育XX版 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $