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任务二
检修手动变速器

手动变速器(Manual Transmission,MT)又称机械式变速器,即必须用手拨动变速杆(俗称“档把”)才能改变变速器内齿轮的啮合位置,改变传动比,从而达到变速的目的。轿车手动变速器大多为四档或五档有级式齿轮传动变速器,通常带同步器,换档方便,噪声小。手动变速器在操纵时必须踩下离合器踏板,方可拨动变速杆,如图所示。

一、相关知识

汽车需要变速器,这是由汽车发动机的物理特性决定的。任何发动机都有速度极限,转速超过这个最大值,发动机就会损坏。发动机的转矩达到最大值时,发动机的转速变化范围很小。例如,发动机可能在5500r/min时输出最大功率。在汽车加速或减速时,变速器能使发动机与驱动轮之间的齿数比发生变化。通过改变齿数比,就能使发动机转速保持在速度极限以下,并且使发动机接近最佳性能转速区,如图所示。

车辆在起步、爬坡及重负载时,需较大的驱动力,以免车辆因转矩不足而抖动,甚至熄火;而在平坦路面高速行驶时,则不需太大的驱动力,反而需要较高转速,以节省燃料;且必要时,车辆要能倒退。另外,变速器各档变速齿轮,可提高车辆的行驶性能,使发动机在最经济、有效的情况下使用,且变速段分得越多,车辆的行驶性能越理想,但速段分得太多,会导致行车操控不易,故各速段间的齿轮减速比应存在一定的关系,使行车操控方便。

综上所述,变速器须具备下列功能:

1)增加减速比,以增大车轮转矩。

2)增加车轮的转速,以节省燃料。

3)改变车轮的转动方向,实现倒车行驶。

4)利用空档的作用,切断发动机与车轮间的动力。

手动变速器包括变速传动机构和操纵机构两大部分。变速传动机构的主要作用是改变转矩的大小和方向;操纵机构的作用是实现换档。

变速传动机构是变速器的主体,按工作轴的数量(不包括倒档轴)可分为两轴式变速器和三轴式变速器,如图所示。

手动变速器使用大小不同的齿轮为发动机驱动车轮提供传动比。没有传动比的变化,发动机在低速时只能产生有限的转矩,而没有足够的转矩,车辆就不可能起步。

在正常运行条件下,发动机的动力经接合的离合器传递到变速器输入轴,变速器输入轴将动力传递给变速器齿轮,齿轮改变转矩和转速并将其传递给传动机构。在本学习任务我们将对齿轮及齿轮的传动比等内容进行介绍。

(一)普通齿轮传动的基本原理

齿轮可传递较大的动力,可以得到需要的传动比,故广泛应用在变速器等构件上,如图所示。

1)齿轮与齿轮之间的动力传递不会产生滑动,因而主动轴与被动轴的传动比可保持一定。

2)可改变转动方向:当两齿轮是外接时,两齿轮转动方向相反,但若在两齿轮间加一惰轮,则转动方向就会发生变化;而内接时,其转动方向相同。

3)可改变转矩或转速:减速比大于1时,产生减速作用,即从动轮转速变小、转矩变大;当减速比小于1时,产生加速作用,即从动轮转速变大、转矩变小。

4)齿轮与齿轮直接接触传动,所占空间较小,但两轴之间的距离不能相距太远。

齿轮传动的基本原理如图所示,一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以实现变速。

当相同齿轮为主动齿轮,带动相同齿轮转动时,输出转速不变,称为等速传动。当小齿轮为主动齿轮,带动大齿轮转动时,输出转速降低,称为减速传动。大齿轮驱动小齿轮时,输出转速升高,称为增速传动。这就是齿轮传动的变速原理。手动变速器就是根据这一原理利用若干大小不同的齿轮副传动而实现变速的。

两级齿轮传动示意图如图所示,齿轮1为主动齿轮,驱动齿轮2转动,齿轮3与齿轮2固连在一起,再驱动齿轮4转动并输出动力,此时由齿轮1传到齿轮4的传动比为

i 14 = n 1 / n 4 =( z 2 z 4 )/( z 1 z 3 )= i 12 i 34

因此,可以总结为多级齿轮传动的传动比为:

i =所有从动齿轮齿数的乘积/所有主动齿轮齿数的乘积=各级齿轮传动比的乘积

对于变速器,各档的传动比 i 就是变速器输入轴转速与输出轴转速之比。即

i = n 输入 / n 输出 = T 输出 / T 输入

i >1时, n 输出 < n 输入 T 输出 > T 输入 ,此时实现降速增矩,为变速器的低档位,且 i 越大,档位越低;当 i =1时, n 输出 = n 输入 T 输出 = T 输入 ,为变速器的直接档;当 i <1时, n 输出 > n 输入 T 输出 < T 输入 ,此时实现升速降矩,为变速器的超速档。

例如,五档手动变速器各档的传动比见表。其1~3档为降速档,4档为直接档,5档为超速档。

(二)齿轮的作用

变速器或变速驱动桥中齿轮的作用就是传递转矩。齿轮通常安装在轴上,将旋转运动从一根轴传递到另一根轴。齿轮和轴有以下3种相互作用的方式:

●轴驱动齿轮。

●齿轮驱动轴。

●齿轮在轴上自由旋转。

齿轮组既能降低转速增大转矩,也能增加转速降低转矩,还可在传递转矩时使转速不变或改变转矩传递的方向,如图所示。

1.两个齿轮的旋转

齿轮的一个基本规则是两个外侧啮合的齿轮沿相反的方向旋转,如图所示。当发动机驱动一个齿轮顺时针方向旋转时,将导致与之相啮合的另一齿轮逆时针方向旋转。如果要想使从动齿轮驱动车轮顺时针方向转动,就必须加入第三个齿轮。

2.三个齿轮的旋转

齿轮传动的另外一个基本规律是,当加入第三个齿轮后,齿轮组的输出齿轮与输入齿轮的转动方向相同,如图所示。

(三)齿轮的类型

在手动变速器中,常见的齿轮有以下3种类型,如图所示:

●直齿圆柱齿轮。

●斜齿圆柱齿轮。

●直齿锥齿轮。

1.直齿轮

直齿轮是应用于手动变速器和变速驱动桥中最简单的一种齿轮设计。直齿轮的主要优点在于它的齿轮是沿直线切削而成,所以直齿轮之间可以滑动啮合;直齿轮的主要缺点是在运行时有噪声。处于高转速状态时噪声尤为明显;直齿轮在手动变速器/变速驱动桥中一般用于倒档齿轮,如图所示。

2.斜齿轮

斜齿轮是手动变速器和变速驱动桥中最常见的一种齿轮。斜齿轮在运行时,有2个或更多的齿始终保持完全啮合状态;斜齿轮的主要优点是运行时噪声很低,而且强度比直齿轮高;斜齿轮的主要缺点是不能与相邻的齿轮滑动啮合。必须始终保持接合状态。所以斜齿轮常常被称作常档位齿轮;前进档使用的都是斜齿轮,如图所示。有些变速器也将这种齿轮用于倒档,如图所示。

3.直齿锥齿轮

直齿锥齿轮可以使相互接合的两个直齿锥齿轮以90°夹角绕轴旋转,在手动变速器中,直齿锥齿轮只用于差速器中的小齿轮和半轴齿轮,如图所示。

(四)齿轮传动比

变速器中的齿轮组从本质上说就是圆形的杠杆组,各个齿轮通过齿轮的大小和齿轮上齿的数量对力进行倍增,如图所示。

这就是发动机只产生100N·m的转矩却能移动并驱动1000kg重的车辆的原因。这要归功于齿轮传动比。齿轮传动比指的是档位齿轮齿数的比值。

如图所示,齿轮大小相同,且齿轮上的齿数也相等,左侧的主动齿轮每转动一整圈,右侧的从动齿轮也转动一整圈,两个齿轮以相同的速度旋转,由于两个齿轮尺寸相同,齿轮上的齿数也相同,所以两个齿轮以相同的转矩转动,两个齿轮唯一的差别就是旋转的方向相反,传动比是1∶1。

如图所示,左侧主动齿轮的齿数与大小明显小于右侧从动齿轮的齿数与大小,假设从动齿轮与主动齿轮的大小关系是2∶1,那么经过计算,该齿轮组的传动比是2∶1,在这个传动过程中,齿轮组实现了减速增矩。

如图所示,左侧主动齿轮的齿数与大小明显大于右侧从动齿轮的齿数与大小,假设从动齿轮与主动齿轮的大小关系是1∶2,那么经过计算,该齿轮组的传动比是1∶2,在这个传动过程中,齿轮组实现了增速,同时转矩也减半。

如图所示,两轴变速器由6个齿轮组,组成5个不同的前进档和1个倒档,其各档位的传动比如下:

●倒档齿轮传动比=3.727∶1。

●1档齿轮传动比=3.417∶1。

●2档齿轮传动比=2.136∶1。

●3档齿轮传动比=1.448∶1。

●4档齿轮传动比=1∶1。

●5档齿轮传动比=0.805∶1。

特别提示:

倒档和1、2、3档齿轮均为减速齿轮传动比。

4档的齿轮传动比为1∶1,这表示主动轮和从动轮齿轮的齿数相同,传动比也相同。因此称为直接档传动。5档齿轮传动比为0.805∶1,这说明从动齿轮转1圈时,主动齿轮转动不足1圈,主动齿轮的转速比从动齿轮的转速慢,就叫作超速齿轮传动比。超速齿轮传动比可以使传动系统的转速高于发动机转速,因为车辆在高速运动时,只需很小的转矩就可以保持车辆的行驶。因此超速齿轮传动比可以使发动机在较低的转速下运行,提高燃油的经济性。

要确定出传动系统的总传动齿轮传动比,将具体档位的齿轮传动比乘以差速器的齿轮传动比即可得出。假定车辆的差速器齿轮传动比是4.06∶1,则实际的齿轮传动比可用具体档位的齿轮传动比乘以差速器齿轮传动比,即可计算得出,1档齿轮传动比是3.417∶1,乘以差速器传动比4.06,所得的结果是13.873∶1。也就是说,在1档时,传动系统将发动机的转矩增加了13.873倍。

(五)输入轴

手动变速器输入轴总成如图所示:

1—输入轴

2—2档齿轮

3—1档齿轮

4—圆锥滚柱轴承(输入轴末端)

5—3档齿轮滚针轴承

6—3档齿轮

7—3档同步器锁环

8—3档与4档同步器总成

9—卡环

10—4档同步器锁环

11—4档齿轮滚针轴承

12—4档齿轮

13—5档齿轮

14—卡环

15—圆锥滚柱轴承(输入轴前端)

16—3档同步器齿轮

17—3档内同步器锁环

18—3档同步器锥面体

19—3档同步器外锁环

其中,16~19属于双摩擦面同步器的零件

(六)输出轴

手动变速器输出轴总成如图所示:

1—3档齿轮

2—4档齿轮

3—5档滚针轴承

4—5档齿轮

5—5档同步器锁环

6—5档与倒档同步器总成

7—卡环

8—倒档同步器锁环

9—倒档齿轮滚针轴承

10—倒档齿轮

11—圆锥滚柱轴承

(七)同步器

目前汽车中手动变速器都采用同步器进行换档。

同步器的作用是当手动变速器换档时,使接合套与待啮合的齿圈迅速同步,缩短换档时间,避免齿轮啮合时出现撞击,如图所示。

同步器几乎都是摩擦式惯性同步器,按锁止装置不同,可分为锁环式惯性同步器(如图所示)和锁销式惯性同步器。

(八)换档机构

手动变速器操纵机构功用是保证驾驶人能准确可靠地将变速器换入所需要的档位,并可随时退至空档如图所示。

变速器操纵机构按照变速操纵杆(变速杆)位置的不同,可分为直接操纵式和远距离操纵式两种类型。

1.远距离操纵式

当驾驶人座位离变速器较远或将变速杆布置在转向盘下方(某些轿车)的转向管柱上时,通常在变速杆与换档拨叉之间增加若干个传动件,以组成远距离操纵机构,如图所示。

2.直接操纵式

大多数汽车的变速器布置在驾驶人的座位附近,变速杆从驾驶室底板伸出,驾驶人可直接操纵。这种操纵机构一般由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴和安全装置等组成,多数装于变速器上盖或侧内盖,如图所示。

(九)手动变速器动力传递

手动变速器包括变速传动机构和操纵机构两部分。变速传动机构的主要作用是改变转矩的大小和方向;操纵机构的作用是实现换档,如图所示。

变速传动机构是变速器的主体,按工作轴的数量(不包括倒档轴)可分为两轴式变速器和三轴式变速器。

1.发动机横向布置的两轴式变速器

发动机横向布置的两轴式四档变速器结构。各前进档齿轮均采用同步器和常啮合斜齿轮,倒档齿轮采用直齿轮,并通过倒档惰轮改变齿轮旋转方向,如图所示。

1档:

如图所示:1-2档同步器向左移挂入一档,使1档从动齿轮与输出轴接合。动力传递路线:输入轴→1档主动齿轮→一档从动齿轮→1-2档同步器→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→车轮。

2档:

如图所示,1-2档同步器退出一档,再向右移挂入2档,使2档从动齿轮与输出轴接合。动力传递路线:输入轴→2档主动齿轮→2档从动齿轮→1-2档同步器→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→车轮。

3档:

如图所示,1-2档同步器返回空档位置,3-4档同步器向右移挂入3档,使3档从动齿轮与输出轴接合。动力传递路线:输入轴→3档主动齿轮→3档从动齿轮→3-4档同步器→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→车轮。

4档:

如图所示,3-4档同步器退出3档,再向左移挂入4档,使4档从动齿轮与输出轴接合。动力传递路线:输入轴→4档主动齿轮→4档从动齿轮→3-4档同步器→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→车轮。

5档:

如图所示,5档同步器向左移挂入5档,使5档从动齿轮与输出轴接合。

动力传递路线:输入轴→5档主动齿轮→5档从动齿轮→5档同步器→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→车轮。

倒档:

如图所示,变速杆处于倒档位置时,倒档惰轮与倒档主动齿轮、倒档从动齿轮同时啮合。倒档从动齿轮与1-2档同步器的接合套做成一体。倒档惰轮改变变速器输出轴的转动方向,实现倒车。

2.发动机纵向布置的两轴式变速器

1档:

动力传递路线图如图所示。

2档:

动力传递路线图如图所示。

3档:

动力传递路线图如图所示。

4档:

动力传递路线图如图所示。

5档:

动力传递路线图如图所示。

倒档:

动力传递路线图如图所示。

二、维修任务实施:诊断手动变速器故障

对技术人员要求:

●接收/检查修理单。

●接收用于修理的订购零件。

●在允许的时间内进行工作。

●向技师领队确认工作完成。

技师领队:

●对技术难度高的工作向技术人员提供指导和帮助。

汽车在行驶过程中,变速器各运动机件常处于高转速、大负荷条件下工作,当行驶道路复杂时,档位变换频繁,在换档过程中,由于变速器内部齿轮之间、齿轮与轴之间的相对运动的变化而发生冲击,使各机件产生磨损,尤其是装配调整不当或驾驶人操作不当,更会使磨损加剧,甚至造成机件的损坏,而导致变速器故障的产生,如图所示。在本任务我们将就手动变速器的常见故障的故障现象与原因、分析与检查的方法进行介绍。

(一)变速器换档困难

1.故障现象与原因

换档困难是指变速器换入或摘下某档位时不顺畅,或无法换档,属于机械故障。导致换档困难故障的常见原因有:

●换档拨叉轴弯曲变形。

●自锁或互锁钢球破裂。

●变速杆调整不当或损坏。

●变速器轴弯曲变形或花键损坏。

●同步器损坏或有缺陷等,如图所示。

2.分析方法

手动变速器由齿轮机构、同步器、换档机构等组成,在分析故障原因时要结合手动变速器的构造、原理对其进行逻辑分析,如图所示。例如,如果变速器在某一档位入档困难,我们可以在发动机熄火的状态下进行换档操作,如果在发动机熄火状态下换档正常,则可以判断换档操纵机构正常,故障在换档执行机构中。

3.检查方法

在离合器分离彻底、齿轮油质量和数量正常的情况下,可按下述方法进行检查与排除:

●检查变速杆及操纵机构调整是否合适,有无变形、卡滞现象。

●拆下变速器盖,检查换档拨叉轴是否弯曲变形,进而检查自锁和互锁钢球是否损坏,锁止变速叉轴弹簧是否过硬。

●如果以上检查均正常,对于安装同步器的变速器,还应检查同步器是否损坏,主要包括检查同步器锥面螺旋槽是否磨损严重,同步器是否散架,同步器滑块是否磨损过度,同步器弹簧弹力是否过弱等,如图所示。

●如果同步器正常,还应检查变速器轴是否弯曲变形,其花键是否磨损。

案例学习

一台配有手动变速器的车辆行驶10万km,换1档入档困难,如果想换入1档需要在踩下离合器踏板的状态下,首先换入2档,然后直接从2档换入1档,才能够实现。维修人员对变速器进行了拆解,但未发现问题,装复后更换了变速器油,故障依旧。

维修人员求助于技术总监,技术总监经过分析,初步判断1档同步器花键毂、锁环、齿轮接合齿有磨损,对变速器进行拆检发现同步器锁环的啮合齿磨损,最终导致换档困难。

案例分析一:换档困难

1.现象

离合器技术状况良好,但换档时不能顺利换入档位,常发生齿轮撞击声。

2.原因

1)同步器故障。

2)拨叉轴弯曲、锁紧弹簧过硬、钢球损伤等。

3)一轴花键损伤或一轴弯曲。

4)齿轮油不足或过量、齿轮油不符合规格。

3.故障诊断与排除方法

1)检查同步器是否散架、锥环内锥面螺旋槽是否磨损、滑块是否磨损、弹簧弹力是否过软等。

2)如果同步器正常,检查一轴是否弯曲、花键是否磨损严重。

3)检查拨叉轴是否移动正常。

本故障案例告诉我们,在对变速器进行拆解检查之前,首先要通过现象结合结构和原理进行逻辑性的分析,根据分析结果有目的地检查相应的零件,这样才能够有效、准确地进行维修作业。

(二)变速器脱档

汽车在某档位行驶过程中,当受到冲击载荷或某种外部振动时,变速杆自动跳到空档位置,档位齿轮脱离啮合状态,这种故障叫作变速器脱档。

1.导致故障的原因

●变速器齿轮、接合套或同步器锥面轮齿磨损过量。

●变速器轴承磨损松旷,变速器输入轴、输出轴之间轴的平行度超差。

●变速器齿轮啮合长度不足,尤其是内外齿环的啮合长度不足更易引起脱档。

●自锁装置磨损严重或弹簧过软、折断等。

●同步器锁销松动或同步器损坏等。

2.分析与检查的方法

脱档故障常出现在高档位上,在受到冲击振动时容易发生,如图所示。判定变速器有无脱档故障,可采用以下方法:

●行驶中,急剧改变车速,即突然加、减速,快踩或快抬加速踏板。

●利用汽车上坡或平路上,在中、高速行驶时踩制动踏板,“拖档”后快踩加速踏板。

●在不平道路上行驶,使汽车颠簸振动来判断有无脱档。

案例分析二:变速器脱档

1.现象

汽车在加速、减速、爬坡或剧烈振动时,变速杆自动跳回空档位置。

2.原因

1)自锁装置的钢球未进入凹槽内或挂档后齿轮未达到全齿长啮合。

2)自锁装置的钢球或凹槽磨损严重,自锁弹簧疲劳过软或折断。

3)齿轮沿齿长方向磨损成锥形。

4)一、二轴轴承过于松旷,使一、二轴和曲轴三者轴线不同心或变速器壳与离合器壳接合平面相对曲轴轴线的垂直变动。

5)二轴上的常啮合齿轮轴向或径向间隙过大。

6)各轴轴向或径向间隙过大。

3.故障诊断与排除方法

先确知跳档档位:走热全车后,采用连续加、减速的方法逐档进行路试便可确定。

将变速杆换入跳档档位,发动机熄火,拆下变速器盖,观察跳档齿轮的啮合情况。

1)未达到全长啮合,则故障由此引起。

2)达到全长啮合,应继续检查。

3)检查啮合部位磨损情况:磨损成锥形,则故障可能由此引起。

4)检查二轴上该档齿轮和各轴的轴向和径向间隙,间隙过大,则故障可能由此引起。

5)检查自锁装置,若自锁装置的止动阻力很小,甚至手感钢球未插入凹槽(把变速器盖夹在台虎钳上,用手摇动变速杆),则故障为自锁效能不良;否则,故障为离合器壳与变速器接合平面与曲轴轴线垂直变动等引起。

(三)变速器锁档

变速器锁档故障是变速器常见的故障之一,其主要原因是变速器锁止在某个档位,即便变速杆在空档位置。当变速杆在空档位置时,此时抬起离合器踏板,动力仍然能够通过变速器传递到传动机构,此时如果换入另一个档位(与故障锁止档位不同的档位),抬起离合器踏板,发动机熄火,原因是此时变速器同时换入了两个档位。

1.导致故障的原因

●变速器换档操纵机构损坏。

●变速器同步器烧结。

●变速器换档齿轮与轴之间轴承损坏等,如图所示。

2.分析与检查方法

在对锁档故障进行诊断时,首先要排除离合器与传动系统的故障,对于离合器的检查,请参见本项目第一部分的内容。在对传动系统进行检查时,应将车辆升起,使驱动轮离地,对驱动轮的运转进行检查即可判断。在排除离合器和传动系统的可能故障之后,要对变速器进行检查,与变速器其他的诊断方法类似,结合构造和原理对故障现象进行分析,确定故障点后进行维修,如图所示。

案例学习

一辆配有手动变速器的车辆出现了1档起步熄火,空档抬离合器踏板后车辆行驶的故障,经技师分析后确定为变速器内部齿轮机构出现了锁档故障,欲对变速器进行拆检。此时,车间技术总监给这位维修技师提出了一个问题:“你能否判断变速器锁档故障究竟锁的是哪个档位?”

技师听到问题后思考片刻,继续对车辆进行检查,该技师起动发动机后挂入1档缓慢抬起离合器踏板,发动机熄火,换入2档缓慢抬起离合器踏板,发动机熄火,换入3档缓慢抬起离合器踏板,发动机没有熄火并有车辆行驶的趋势。此时,技师将发动机熄火,并对技术总监说:“我现在可以确定是3档齿轮与轴之间烧结所导致的故障,并且3档同步器没有问题。”技术总监听后很满意,点点头离开了。

案例分析三:变速器锁档

1.现象

在离合器技术状况正常的情况下,变速器同时换入两个档或换需要的档位时,结果挂入别的档位。

2.原因

1)互锁装置失效:如拨叉轴、互锁销或互锁钢球磨损过度等。

2)变速杆下端弧形工作面磨损过大或拨叉轴上拨块的凹槽磨损过大。

3)变速杆球头定位销折断或球孔、球头磨损过于松旷。

总之,乱档的主要原因是变速器操纵机构失效。

3.故障诊断与排除方法

1)挂需要的档位时,结果换入别的档位:摇动变速杆,检查其摆转角度,若超出正常范围,则故障由变速杆下端球头定位销与定位槽配合松旷或球头、球孔磨损过大引起。变速杆摆转360°,则为定位销折断。

2)如摆转角度正常,仍换不上档或摘不下档,则故障由变速杆下端从凹槽中脱出引起(脱出原因是下端弧形工作面或导槽磨损)。

3)同时挂入两个档:则故障由互锁装置失效引起。

本故障案例告诉我们两点需要学习和总结的内容:第一,在分析和诊断故障时,要“求甚解”“知其然还要知其所以然”,这位技师没有确定故障点就准备进行对变速器拆检,这一点技师显然工作不到位,并对其工作经验的积累和学习不利,后在技术总监的要求下,对故障做了进一步的分析后确认了故障点的位置;第二,在对故障进行分析时,一定要对变速器构造及其工作原理非常熟悉,并结合故障现象做进一步的分析,从这一点看,这位技师的基础知识和逻辑思维能力还是很扎实的。

(四)变速器异响

通常,变速器噪声由齿轮或轴承发出。对有噪声的汽车进行路试时,要注意噪声发生时的外部情况(包括档位、车速、加速、减速等)和噪声的变化规律(包括何时变大、何时减小等)等因素。

1.齿面点蚀

如图所示,齿面点蚀是齿轮的一种常见故障,也是产生噪声的原因之一,究其原因包括:

●齿轮材质问题。

●变速器润滑不良。

●腐蚀。

●车辆长时间高负荷运转。

2.轴承损坏

轴承的噪声在负荷下也会增大,通常表现为随车速加快而增大的隆隆声,如图所示。如果噪声在换到各档时都一直存在,则很可能是主轴轴承的噪声,而不是齿轮损坏。轴承噪声诊断起来非常困难。对动力流知识的掌握能为诊断工作提供很大的帮助。维修技师应当知道,轴承在负载增大时,轴承的噪声会增加。因此,噪声可能只出现在特定的档位,噪声产生时该档位的轴承正在承受最大的压力。

案例分析四:变速器异响

1.现象

变速器异响是指变速器工作时发出的不正常的响声。

2.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,如修理时没有成对地更换齿轮。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、变速器油过稀、过稠或质量变坏;变速器内掉入异物;紧固螺栓松动;里程表软轴或里程表齿轮发响等。

3.故障诊断与排除

1)变速器发出金属干摩擦声,说明缺油或油的质量不好。应加油或检查油的质量,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)变速器工作时发出突然的撞击声,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,再分别调整怠速转速或变速杆位置,检查导向衬套与分离轴承配合的松紧度。

如经上述检查排除后,变速器仍发响,应检查各轴轴承与轴孔配合情况、轴承本身的技术状态等;如完好,再查看里程表软轴及齿轮是否发响,必要时予以修理或更换。

(五)变速器漏油

手动变速器中加注有变速器专用的润滑油,变速器漏油通常是密封不良所导致,当发现变速器漏油时,首先要判断泄漏或渗漏出的油液是不是变速器油,也有可能是机油或其他油脂。

1.故障原因

●变速器油过多。

●变速器油选用不当。

●加/放油螺栓密封不良。

●变速器通气孔堵塞。

●油封损坏。

●变速器壳体损坏,如图所示。

案例学习

一车主反映自己的汽车下方每天都可以看到一滩油迹,维修技师对其车辆进行检查时发现,变速器壳体处有很小的裂纹,因而断定变速器壳体损坏导致漏油。当技师将变速器拆下后发现,漏油位置并不是变速器壳体的裂纹,该裂纹只是变速器壳体在加工时的划痕,实际漏油的位置是发动机曲轴后油封。

案例分析五:变速器漏油

1.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。

2.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。

本故障案例告诉我们,在检查变速器漏油的故障时,首先要判断泄漏的油液是不是变速器油,否则就会出现上文中技师的情况。

(六)齿轮的检查

在手动变速器中齿轮作为传递动力的主要零件,其质量和性能直接影响变速器的使用,在对手动变速器中的齿轮进行检查时,我们要检查以下内容:

1.齿轮齿面

如图所示,齿轮在啮合运转过程中,齿面承受较大的载荷,齿面一旦出现问题势必会影响变速器性能。

2.齿轮的装配

齿轮安装在变速器中的轴类零件上,其安装质量会影响变速器装配的精度,从而影响变速器的性能。如图所示,齿轮在装配时要按照标准保持其位置误差。

(七)同步器的检查

通过同步器学习任务的介绍,我们了解到同步器的作用是在换档时使输入零件与输出零件的转速一致,从而实现换档。那么同步器的状态会直接影响手动变速器的换档质量。在装配和检修时对同步器的检查也至关重要。

1.同步器接合套的检查

如图所示为同步器接合套与换档拨叉间间隙的检查,其测量结果如超过标准值,则会对变速器换档的质量及变速器使用的稳定性造成影响。

2.接合套内圈接合齿的检查

如图所示接合套内圈的滑动啮合齿损坏,在检查过程中如果发现这种故障,要更换该零件,并同时检查与之相配合的零件是否损坏,如发现有损坏,则一同更换。

3.同步器锁环的检查

检查同步器锁环外圈齿形的状态,该轮齿的形状直接影响同步器的工作质量,其与接合套的内圈齿相互接触配合工作,如图所示。

检查同步器锁环的槽是否磨宽、啮合齿是否磨圆及内表面是否变平滑。同步器锁环内表面加工有破坏油膜的凹槽。如果磨损或磨平,必须予以更换。有些同步器锁环在内表面有摩擦材料,检查摩擦材料是否磨损过度或损坏,如图所示。

检查同步器锁环与啮合齿之间的间隙。间隙过小说明同步器锁环磨损或扭曲。确保同步器锁环与啮合齿之间的间隙符合维修手册中的规范值,如图所示。

(八)换档机构的检查

在本任务前面部分,我们介绍了手动变速器换档机构的作用和结构,换档机构的性能会影响手动变速器的使用性能,驾驶人对换档机构的感觉也是非常敏感的,所以对换档机构的检查是十分必要的。

1.换档操纵机构的检查

对换档拉索的检查如图所示,检查时需要注意:

●拉索是否有损坏,内部的钢丝是否断裂等。

●拉索是否有锈蚀。

●固定和连接是否正确。

2.变速器换档轴连接的检查

●拉索与换档轴的连接是否正确。

●换档轴是否润滑正常,有无锈蚀。

3.变速杆的检查

●倒档保护锁是否正常。

●与换档拉索是否正确。

●变速杆动作是否顺畅。

变速杆活动间隙是否符合标准。

4.换档执行机构的检查

●自锁机构是否工作正确。

●倒档锁机构是否工作正确。

●互锁机构是否工作正确。

●换档轴装配位置是否正确,工作是否正常。

●拨叉轴的技术参数是否符合标准。

●拨叉轴与拨叉是否连接正确。

(九)变速器油量检查与齿轮油更换

1.检查变速器油量

1)将车辆驶入保养沟或用顶车机(千斤顶)顶起。

2)首先检查变速器周围有无漏油迹象,如油污等。

3)如图所示,在发动机未发动情况下,拆下变速器加油塞,用手指伸入加油孔内检查油面高度,其油面高度应与加油口齐平;若是油量不足,须检查各油封、垫片及放油塞等处是否泄漏,并添加油量至规定油面高度。

2.更换变速器齿轮油

1)更换齿轮油,须在发动机达到工作温度时,熄火后更换。

2)如图所示,拆下变速器放油塞时,小心不要被高温的齿轮油烫伤;待齿轮油放除干净后,依规范力矩锁紧放油塞。

3)从加油塞或车速表小齿轮处添加规定之齿轮油(如SAE90号齿轮油),直到规定的油面高度后,锁回加油塞。

4)废油应统一回收,不可随意倾倒,以免污染环境。 fg8mB8Y1qwa7+fvAXlpK8+dZk+luVS9lHMc0ZQwwLiqjpg7aKXWIvH8stBPQPI+S

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