汽车变速器结构认识与拆装

能力标准

学完本任务，你应获得以下能力：

①能正确认识变速器的结构。

②能对变速器实施拆装。

任务描述

请以下列任务为指导，完成相关知识的学习和实施练习：

①认识变速器的变速传动机构，识别传动机构部件的安装位置。

②认识同步器。

③认识变速器的操纵机构，识别操纵机构部件的安装位置。

④实施手动变速器的拆装练习。

相关知识

变速器的功用与工作原理

汽车上采用的大多是往复活塞式发动机，其转矩和转速变化范围较小，而汽车实际行驶的道路条件非常复杂，要求汽车的牵引力和行驶速度必须能够在相当大的范围内变化。另外，活塞式发动机的旋转方向是一定的，而汽车在实际行驶的过程中常常需要倒车行驶。为此，在汽车传动系统中设置了变速器。

（1）变速器的功用

1）改变传动比

改变传动比即改变汽车的行驶速度和驱动力。汽车在行驶的过程中，受道路和气候条件等各种使用条件的限制，车速和驱动力在很大范围内不断地变化，而发动机输出的转速和转矩的变化范围有限，因此，可通过变速器来改变传动比，改变发动机的转矩和转速，使作用在驱动轮上的驱动力足以克服各种外界的阻力，保证汽车正常行驶。

2）改变汽车的行驶方向

变速器设有倒车挡，在保证发动机旋转方向不变的情况下，能使驱动轮反向旋转。

3）切断动力传递

在发动机不停止运转的情况下，可切断发动机的动力输出，便于汽车的启动、怠速和换挡。

（2）变速器的类型

1）按传动比变化分

①有级式变速器。采用齿轮传动，具有若干个传动比一定的挡位。一般汽车采用3～6个前进挡和一个倒挡。

注意：变速器挡数为前进挡的个数。

②无级式变速器。采用液力变扭器传动，传动比可在一定的数值范围内连续变化。常用的无级式变速器有电力式和液力式两种。电力式无级式变速器的变速传动部件为直流串励电动机，除了在无轨电车上应用外，在超重型自卸车传动系统中也有广泛的应用。液力式无级式变速器的变速传动部件是液力变矩器。

③综合式变速器。由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成，传动比可在几个范围内连续变化。

2）按操纵方式分

①强制操纵式手动变速器。通过驾驶员用手操纵变速杆来选定挡位，并直接操纵变速器的换挡机构进行挡位变换。齿轮式有级变速器大多数都采用的是这种换挡方式。

②自动操纵式自动变速器。这种变速器的传动比的选择是换挡时自动进行的。就是机械变速器挡位的变换是借助反映发动机负荷和车上的信号系统来控制换挡系统的执行元件而实现的，驾驶员只需要操纵加速踏板控制车速。

③半自动操纵式变速器。半自动操纵式变速器有两种形式：一种是常用的几个挡位自动操纵，其余挡位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换挡。

（3）手动变速器普通齿轮传动的基本原理

普通齿轮变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动来实现转速和转矩的改变。由齿轮传动的原理可知，一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以变速，而且两齿轮的转速与其齿数成反比。设z1、n1、M1为主动齿轮的参数，z2、n2、M2为从动齿轮的参数，则传动比为主动齿轮（即输入轴）转速与从动齿轮（即输出轴）转速之比值，即

如图5.24（a）所示，当小齿轮为主动齿轮（即z1＜z2），带动大的从动齿轮转动时，则输出轴（从动齿轮）的转速就降低，即n2＜n1，i＞1称为减速传动。如图5.24（b）所示，当以大齿轮为主动齿轮（即z1＞z2），带动小的从动齿轮转动时，则输出轴（从动齿轮）的转速就升高，即n2＞n1，i＜1称为加速传动。这就是齿轮变速的基本原理。

一对齿轮传动只能得到一个固定的传动比，从而得到一种输出转速，并构成一个挡位。为了扩大变速器输出转速的变化范围，普通齿轮式变速器通常都采用多组大小不同的齿轮啮合传动，这样就构成了多个不同的挡位，对应不同的挡位，均有不同的传动比值，从而得到各种不同的输出转速。

前进挡一般为降速挡，传动比i＞1；传动比i＝1的挡位称为直接挡；少数汽车具有超速挡，即i＜1。

图5.24　手动变速器的工作原理

变速器传动比小的挡位称为高挡，传动比大的挡位称为低挡。变速器每次只能以一个挡位工作。

根据齿轮传动的原理，齿轮传动的转矩与其转速成反比。由此可见，齿轮式变速器在改变转速的同时，也改变了输出转矩。挡位越低，传动比越大，输出转速越低，则输出转矩越大；反之，挡位越高，传动比越小，输出转速越高，则输出转矩越小。汽车变速器就是通过变换各挡传动比来改变输出转矩，以适应汽车行驶阻力的变化。

变速器的变速传动机构

变速传动机构是变速器的主体。按手动变速器工作轴（不包括倒挡轴）的数目分，有两轴式手动变速器和三轴式手动变速器。

（1）两轴式变速器

两轴式变速器多用于发动机前置、前轮驱动的轿车。其特点是输入轴与输出轴平行，无中间轴，各前进挡经过一对齿轮传递动力，输出轴的输出端直接制有主减速器主动齿轮。

所有各前进挡都有一对齿轮啮合传动，其主动齿轮都安装在输入轴上，从动齿轮都安装在输出轴上，各挡的传动比都等于该挡从动齿轮齿数与主动齿轮齿数之比值。变速器在前进挡时，其输出轴旋转方向与输入轴旋转方向相反；倒挡则是在输入轴与输出轴之间加装一根倒挡轴和倒挡齿轮，使其输出轴的方向与前进挡的方向相反，从而使汽车倒车行驶。目前，我国常见的国产轿车均采用发动机前置、前轮驱动，如桑塔纳、捷达和富康等。

前置发动机又有纵向布置和横向布置两种形式，故与其配用的两轴式变速器也有两种不同的形式。

1）发动机纵向布置的两轴变速器

①结构

图5.25所示为发动机纵向布置的传动系统布置示意图。主减速器齿轮和差速器齿轮布置在离合器和变速器之间，主减速器齿轮为一对圆锥齿轮。

变速器有两个系列：一种是四挡变速器，另一种是五挡变速器。五挡变速器是在四挡变速器的基础上改进的，其结构形式与四挡变速器基本一致，所不同的是五挡变速器比四挡变速器多了一对常啮合齿轮和一个五挡同步器。图5.26所示为两轴式变速器实物图。图5.27为变速器传动机构示意图。图5.27中，输入轴的一、二挡齿轮与轴一体，三、四、五挡齿轮通过轴承空套在轴上，倒挡主动齿轮与轴一体。输出轴的一、二挡齿轮通过轴承空套在轴上，三、四、五挡齿轮与轴通过花键连接。一、二挡同步器装在输出轴上，三、四挡同步器和五挡同步器装在输入轴上。变速壳体的右端装有倒挡轴，倒挡中间齿轮通过滚针轴承套装在倒挡轴上。

②动力传递路线

a.空挡：挂挡时，各个接合套均处于中间位置。当动力输入时，输入轴旋转，固定在输入轴上的一、二挡及倒挡的主动齿轮与之同步旋转，三、四、五挡主动齿轮处于空转状态。一、二挡及倒挡的从动齿轮随输入轴而在输出轴上空转，输出轴不被驱动，汽车处于静止或者空挡滑行状态。

b.一挡：变速器操纵杆从空挡向左、向前移动，实现：输入轴➝输入轴一挡齿轮➝输出轴一挡齿轮➝输出轴上一、二挡同步器➝输出轴➝动力输出。

图5.25　发动机纵向布置的传动系统布置示意图

c.二挡：输入轴➝输入轴二挡齿轮➝输出轴上一、二挡齿轮➝输出轴上一、二挡同步器➝输出轴➝动力输出。

d.三挡：输入轴➝输入轴上三、四挡同步器➝输入轴三挡齿轮➝输出轴三挡齿轮➝输出轴➝动力输出。

e.四挡：输入轴➝输入轴上三、四挡同步器➝输入轴四挡齿轮➝输出轴四挡齿轮➝输出轴➝动力输出。

f.五挡：输入轴➝输入轴上五挡同步器➝输入轴五挡齿轮➝输出轴五挡齿轮➝输出轴➝动力输出。

g.倒挡：输入轴➝输入轴上倒挡齿轮➝倒挡轴上倒挡齿轮➝输出轴倒挡齿轮➝输出轴➝动力反向输出。

图5.26　两轴式变速器实物图

图5.27　两轴式变速器传动机构示意图

2）发动机横向布置的两轴变速器

发动机横向布置的两轴变速器由于主减速器的主动齿轮和从动齿轮轴线平行，故采用一对圆柱齿轮，如夏利轿车，捷达轿车的传动系统。图5.28所示为发动机横向布置的两轴变速器传动系统示意图。

图5.28　发动机横向布置的传动系统布置示意图

图5.29所示为捷达轿车四挡变速器结构图。变速传动机构采用的是两轴式结构，输入轴和输出轴平行安装，每挡均由一对常啮合斜齿圆柱齿轮组成。输入轴与一挡主动齿轮、倒挡主动齿轮及二挡主动齿轮制成一体。输入轴上还有三挡和四挡主动齿轮，三、四挡主动齿轮和输入轴之间安装滚针轴承。三、四挡主动齿轮之间安装有同步器。输出轴与主减速器主动齿轮制成一体。输出轴的两端均采用圆锥滚子轴承支承。输出轴上装有4个前进挡及倒挡从动齿轮，在一、二挡从动齿轮之间安装的是一、二挡同步器，倒挡从动齿轮兼起滑动换挡齿轮的作用。一、二挡同步器齿轮轮毂与该轴上的花键过盈配合。4个前进挡的从动齿轮中，三、四挡的从动齿轮用花键与输出轴连成一体，一、二挡从动齿轮通过滚针轴承自由空套在输出轴上。

图5.29　捷达轿车四挡变速器结构图

1—四挡主动齿轮；2—三、四挡同步器接合套；3—三挡主动齿轮；4—二挡主动齿轮；5—倒挡主动齿轮；6—换挡选挡杆；7—一挡主动齿轮；8—主减速器主动齿轮；9—主减速器从动齿轮；10—一挡从动齿轮；11—倒挡从动齿轮；12—二挡从动齿轮；13—三挡从动齿轮；14—速度表传动机构；15—四挡从动齿轮；16—输出轴；17—拨叉；18—输入轴；19—差速器

（2）三轴式变速器

1）三轴式变速器的结构

三轴式变速器适用于发动机前置、后轮驱动的汽车。主要由第一轴、第二轴、中间轴、壳体、变速器盖等组成。第一轴又称输入轴，前端支承在曲轴后端轴承孔内，与离合器从动盘相连，后端支承在壳体上，通过齿轮将动力传给中间轴。第二轴又称输出轴，前端用滚针轴承支承在第一轴后端孔中，后端用球轴承支承在壳体上，伸出壳体部分通过凸缘连接方向传动装置。中间轴两端均用圆柱轴承支承在壳体上，其上有各挡常啮合齿轮。图5.30（a）所示为三轴式变速器的实物图，图5.30（b）所示为三轴式变速器的结构示意图。

图5.30　三轴式变速器

1—换挡操纵杆；2—二挡换挡拨叉；3—二挡齿轮；4—输入轴；5—输入齿轮；6—常啮合齿轮；7—中间轴二挡齿轮；8—中间轴一挡齿轮；9—中间轴倒挡齿轮；10—中间轴；11—倒挡齿轮轴；12—输出轴；13—一挡和倒挡齿轮；14—一挡换挡拨叉

图5.31所示为三轴式五挡变速器变速传动装置传动示意图。该变速器有5个前进挡和一个倒挡。第一轴1一般和第一轴常啮合齿轮2制成一体，轴的前端用轴承支承在发动机飞轮的中心孔内，后端用轴承支承在变速器壳体前壁座孔中。第一轴既是变速器输入轴，又是离合器的输出轴，离合器从动盘套装在该轴前端的花键上。第一轴轴承盖26的内圆柱面切有回油螺纹，以防止变速器中的润滑油窜入离合器。第二轴14的前端用滚针轴承支承在第一轴常啮合齿轮2的内孔中，后端用轴承支承在壳体上，轴上装有一、二、三、四挡从动齿轮12、11、7、6，第二轴一挡滑动齿轮12用花键套在轴上，可以沿轴轴向滑动，二、三、四挡齿轮均通过滚针轴承自由地套在轴上，轴上还装有二、三挡及四、五挡换挡同步装置，轴的最后端的花键上装有凸缘，它与万向传动装置中的万向节叉连接。中间轴15为一根阶梯形光轴，两端用轴承支承在壳体上，其上装有一、二、三、四挡主动齿轮18、20、21、22及中间轴常啮合齿轮23，其中一挡齿轮18因尺寸小而与轴制成一体，其余齿轮均用半月键与轴连接。除了上述3根轴之外，变速器中还有一根倒挡轴16，轴的两端分别支承在壳体上和箱体内的支承上，轴被锁片固定在壳体上，其上用滚针轴承自由地套装有倒挡中间齿轮17、19，变速器中除了一、倒挡齿轮为直齿齿轮外，其余的均为斜齿齿轮。

图5.31　三轴式五挡变速器变速传动装置传动示意图

1—第一轴；2—第一轴常啮合齿轮；3—第一轴齿轮接合齿圈；4、9—接合套；5—四挡齿轮接合齿圈；6—第二轴四挡齿轮；7—第二轴三挡齿轮；8—三挡齿轮接合齿圈；10—二挡齿轮接合齿圈；11—第二轴二挡齿轮；12—第二轴一、倒挡滑动齿轮；13—变速器壳体；14—第二轴；15—中间轴；16—倒挡轴；17、19—倒挡中间齿轮；18—中间轴一、倒挡齿轮；20—中间轴二挡齿轮；21—中间轴三挡齿轮；22—中间轴四挡齿轮；23—中间轴常啮合齿轮；24、25—花键毂；26—第一轴轴承盖；27—差速器

2）五挡变速器的动力传递路线

该变速器为五挡变速器，各挡传动情况见表5.1。同步器

表5.1

（1）手动变速器的换挡方式

手动变速器的换挡装置有直齿滑动齿轮换挡，接合套换挡和同步器换挡3种。

1）直齿滑动齿轮式换挡

直齿滑动齿轮式换挡形式用在采用直齿齿轮传动的挡位。它是通过直接移动啮合齿轮副中的一个齿轮，使之与另一个齿轮进入啮合或者退出啮合，从而实现挂挡或退挡。由于直齿齿轮传动的噪声大、冲击大、承载能力低，而且极易出现打齿现象，因此，变速器中的直齿齿轮传动及滑动齿轮式换挡方式除了倒挡外已经不再应用。

2）接合套式换挡

接合套换挡装置用于常啮合斜齿轮传动的挡位。这种装置由于其接合齿短、换挡时拨叉移动量小，故操作轻便，且换挡元件受冲击的工作面增加，使得换挡冲击减小，换挡元件的寿命增长。

3）同步器式换挡

同步器式换挡是在接合套式换挡机构的基础上加装了同步元件而构成的一种换挡装置。它可以保证换挡时使接合套与待接合的齿圈的圆周速度迅速相等，即迅速达到同步状态，并防止两者在同步之前进入啮合，从而可以消除换挡的冲击，并使换挡操作平顺、简捷和轻便。目前，几乎所有的轿车均采用同步器式换挡。

（2）同步器

由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换挡位时存在一个“同步”问题。两个旋转速度不一样的齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞，损坏齿轮。因此，旧式变速器的换挡要采用“两脚离合”的方式，升挡在空挡位置停留片刻，减挡要在空挡位置加油门，以减少齿轮的转速差。但这个操作比较复杂，难以精确掌握。因此，现代汽车上广泛采用同步器，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。

1）同步器的功用

同步器的功用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换挡时间，且防止同步前啮合而产生冲击打齿。

2）同步器的构造与工作原理

①锁环式惯性同步器

A.组成

图5.32所示为锁环式惯性同步器的零件图。它主要由接合套、花键毂、锁环、滑块、定位销及弹簧组成。

花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮1、4及花键毂7上的外花键齿均相同。在两个锁环上，花键齿对着接合套8的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。3个滑块2分别嵌合在花键毂的3个轴向槽11内，并可沿槽轴向滑动。在两个弹簧圈6的作用下，滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空挡定位作用。滑块2的两端伸入锁环9和5的3个缺口12中。只有当滑块位于缺口12的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。

图5.32　锁环式惯性同步器的零件图

1—第一轴齿轮；2—滑块；3—拨叉；4—第二轴齿轮；5—锁环；6—弹簧圈；7—花键毂；8—接合套；9—锁环；10—凹槽；11—安装滑块的轴向槽；12—锁环上的缺口

B.工作原理

接合套、同步锁环和待接合齿轮的齿圈上均有倒角（锁止角），同步锁环的内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触产生摩擦。锁止角与锥面在设计时已作了适当选择，锥面摩擦使得待啮合的齿套与齿圈迅速同步，同时又会产生一种锁止作用，防止齿轮在同步前进行啮合。当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后，在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低（或升高）到与同步锁环转速相等，两者同步旋转，齿轮相对于同步锁环的转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推动下，接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合，并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换挡过程。

以三、四挡同步器为例说明其工作原理，如图5.33所示。

a.空挡位置。接合套刚从三挡退到空挡，此时，锁环是轴向自由的，故其内锥面并不接触。在圆周方向上，接合套通过滑块靠在锁环缺口的一侧，推动锁环一起旋转。此时，接合套1、锁环2随同输入轴旋转，其转速分别为n1、n2。接合齿圈3则随同输出轴旋转，其转速为n3。显然此时n1＝n2，n3＞n1，故n3＞n2。

b.第1阶段（同步开始）。如图5.33（a）所示。要挂入四挡时，操纵换挡杆沿图5.33中箭头Ⓐ所示方向推动接合套，由于接合套与同步器滑块通过滑块中心的凸起部分相啮合，将接合套的运动传给滑块，当滑块右端面与锁环3的缺口的端面接触后，便同时推动锁环压在齿轮锥形部分上（同步器锥面），以启动同步器运作。由于齿圈3与锁环2转速不相等，即n3＞n2，因此，两者一经接触便在其锥面之间产生摩擦力矩M1。齿圈3便通过摩擦力矩M1的作用带动锁环2相对于接合套1超前转过一个角度，直到锁环缺口的一侧（图5.33（a）中为下侧）压紧。移动的量等于缺口与滑块宽之差。因此，从上往下看时，接合套里的花键与同步器锁环上的花键并未处于互相啮合的位置。

图5.33　锁环式惯性同步器工作原理

c.第2阶段（同步继续及锁止过程）。如图5.33（b）所示，当换挡杆继续移动时，使得相对的接合套齿端倒角与锁环齿端倒角恰好互相抵触（由设计保证），因而接合套不能再向右移动进入啮合，即被“锁止”。由于驾驶员始终作用在接合套上一个轴向推力，于是在相互抵触的倒角斜面上产生正压力FN。FN可分解为轴向力F1和切向分力F2。F2便形成一个力图拨动锁环相对于接合套向后倒转的拨环力矩M2。同时F1则使锁环2与齿圈3的锥面进一步压紧，产生更大的摩擦力矩M1，迫使待啮合的齿圈3相对于锁环2迅速减速，以尽早与锁环同步。由于齿圈3及与其相联系的第一轴等零件的减速旋转，便产生一个与其旋转方向相同的惯性力矩，作用到锁环上，阻止锁环相对于接合套向后倒转。在待接合齿圈3与锁环2未达到同步之前，摩擦锥面的摩擦力矩在数值上就等于此惯力矩（即M1）。如果M1＞M2，锁环则不能够倒转，并通过其齿端锁止角阻止接合套进入啮合，这就是锁环的锁止作用。

d.第3阶段（完成同步）。如图5.33（c）所示，随着驾驶员继续推下换挡杆，对接合套施加推力，摩擦锥面之间的摩擦力矩就会使齿圈3的转速迅速降低，直至与接合套和锁环同步，赖以产生阻止作用的惯性力矩也就消失。此时驾驶员还在继续向前拨动接合套，故拨环力矩M2仍存在，M2使锁环及接合齿圈相对接合套向后退转一个角度，两锁止角不再接触，接合套得以继续右移与待啮合的四挡接合齿圈进入啮合。但是，如果此时接合套的花键齿恰好与齿圈的花键齿发生抵触，则作用于接合套上的轴向力在齿圈的倒角面上也将会产生一个切向分力，靠此切向分力便可拨动齿圈及与其相联系的零件相对于接合套转过一个角度，从而使接合套与齿圈进入啮合，即最终完成换入四挡的过程。

②锁销式惯性同步器

A.构造

锁销式惯性同步器的结构如图5.34所示。两个带有内锥面的摩擦锥盘，以其内花键分别固定在第一轴齿轮和第二轴四挡齿轮上，随齿轮一起转动。与之相配合的两个有外锥面的摩擦锥环，其上有圆周均布的3个锁销和3个定位销与接合套相连。锁销的两个顶端固定在摩擦锥环的孔中，而两端的工作表面的直径与接合套凸缘上相应的销孔的内径相等，其中部直径小于孔径。只有在锁销与接合套孔对中时，接合套才能沿锁销轴向移动。锁销中部和接合套上相应的销孔两端有角度相同的导角（锁止角）。在接合套上定位销孔中部钻有斜孔，内装弹簧，将钢球顶向定位销中部的环槽，以保证同步器处于正确的空挡位置。定位销两端伸入锥环内侧面，但是有间隙，故定位销可以随接合套轴向移动。

图5.34　锁销式惯性同步器工作原理

B.工作原理

锁销式惯性同步器的工作原理与锁环式惯性同步器的工作原理基本相同。以四挡换入五挡为例，接合套受到拨叉的轴向推力作用，通过钢球与定位销带动摩擦锥环向左移动，使之与对应的摩擦锥盘接触。具有转速差的摩擦锥环与摩擦锥盘接触后，靠接触面的摩擦使摩擦锥环连同锁销一起相对于接合套转过一个角度，因而锁销的轴线相对于接合套上销孔的轴线偏移，于是锁销中部导角与销孔端的导角互相抵触，以阻止接合套继续前移。在同步前，作用在摩擦锥面的摩擦力矩总是大于切向力形成的拨叉力矩，接合套被锁止不能前移，防止同步前接合套与齿圈进入啮合。同步后，惯性力矩消失，拨叉力矩使锁销、摩擦锥盘及相应的齿轮相对于接合套转过一个角度。锁销与接合套相应孔对中，接合套克服弹簧的弹力压下钢球并沿锁销轴向移动，直至与第一轴齿轮的花键齿圈接合，顺利地换入五挡。变速器的操纵机构

（1）变速器操纵机构的功用与要求

1）变速器操纵机构的功用

根据汽车使用条件，保证驾驶员能准确可靠地将变速器挂入所需要的挡位，并可随时退至空挡。

2）变速器操纵机构的要求

①设有自锁装置，防止变速器自动换挡和自动脱挡。

②设有互锁装置，保证变速器不会同时换入两个挡，以免发动机熄火或部件损坏。

③设有倒挡锁，防止误换倒挡，否则会发生安全事故。

（2）变速器操纵机构的类型和构造

变速器操纵机构根据其变速操纵杆与变速器的相互位置不同，可分为直接操纵式和远距离操纵式。

1）直接操纵式

大多数汽车的变速器布置在驾驶员座位附近，变速杆由驾驶室底板伸出，驾驶员可直接操纵。这种操纵机构一般由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴以及安全装置等组成，多集中装于变速器上盖或侧盖内。

图5.35所示为汽车六挡变速器操纵机构示意图。拨叉轴两端均支承于变速器盖上相应的孔中，可以轴向滑动。所有的拨叉和拨块都以弹性销固定于相应的拨叉轴上。三、四挡拨叉的上端有拨块。拨叉和拨块的顶部有凹槽。变速器处于空挡时，各凹槽在横向平面内对齐。叉形拨杆下端的球头即伸入这些凹槽中。选挡时可使变速杆绕其中部球形支点横向摆动，则其下端推动叉形拨杆绕换挡轴的轴线转动，从而使叉形拨杆下端球头对准所选挡位相应的拨块凹槽，然后使变速杆纵向摆动，带动拨叉轴拨叉向前或向后移动，即可实现挂挡。

图5.35　变速器操纵机构示意图

2）远距离操纵式

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，因而变速杆不能直接布置在变速器盖上，变速杆和变速器之间通常需要用连杆机构连接，进行远距离操纵。为此在变速杆与变速器之间加装了一套传动杆件构成远距离操纵的形式。它具有变速杆占据的驾驶室空间小，驾驶室乘坐方便等优点，但换挡操作的准确性和可靠性稍差。

图5.36所示为变速杆安装在驾驶室地板上的双钢索换挡装置。

图5.36　双钢索换挡装置

（3）操纵机构的安全装置

为了保证变速器能够准确地挂入选定的挡位，并且能够可靠地在选定的挡位上工作，变速操纵机构设有定位锁止装置。

1）自锁装置

自锁装置防止自动脱挡或挂挡，并保证轮齿以全齿宽啮合。

变速器的自锁装置由自锁钢球和自锁弹簧组成，如图5.37所示。每根拨叉轴的上表面沿轴向分布有3个凹槽，当任何一根拨叉轴连同拨叉一起轴向移动到空挡或某一工作挡位的位置时，必有一个凹槽正好对准自锁钢球。于是自锁钢球在自锁弹簧压力作用下嵌入该凹槽内，拨叉轴轴向位置被固定，从而拨叉连同滑动齿轮（或接合套）也被固定在空挡或某一工作挡位上，不能自行脱出。

图5.37　自锁装置

换挡时，驾驶员对拨叉轴施加一定的轴向力，克服自锁弹簧的压力将钢球由拨叉轴的凹槽中挤出推回孔中，拨叉轴和拨叉又能轴向移动。

2）互锁装置

互锁装置防止同时挂上两个挡位。

互锁装置主要由互锁钢球及互锁销组成。互锁销装在中间拨叉轴的孔中，其长度相当于拨叉轴直径减去互锁钢球的半径，互锁钢球装于变速器盖的横向孔中。在空挡位置时，左右拨叉轴在对着钢球处有深度相当于钢球半径的凹槽，中间拨叉轴则左右均开有凹槽，凹槽中开有装锁销的孔。这种互锁装置可以保证变速器只有在空挡位置时，驾驶员才可以移动任一个拨叉轴挂挡。若某一拨叉轴被移动而挂挡时，另两个拨叉轴便被互锁装置固定在空挡位置而不可能再轴向移动。

3）倒挡锁装置

倒挡锁的作用是驾驶员挂倒挡时，必须对变速杆施加较大的力，才可换上倒挡，起提醒作用，以防误挂倒挡。变速器上多采用弹簧锁销式倒挡锁。

图5.38所示为倒挡锁装置结构图。倒挡锁一般由倒挡锁销和倒挡锁弹簧组成。倒挡锁销的杆部装有倒挡锁弹簧，其右端的螺母可调整弹簧的预紧力和倒挡锁销的长度。

图5.38　倒挡锁装置

驾驶员要挂倒挡时，必须用较大的力使变速杆的下端压缩倒挡弹簧，将倒挡锁销推向右方后，才能使变速杆下端进入倒挡拨块的凹槽内，以拨动一、倒挡拨叉轴而推入倒挡。

任务实施

实施要求

☞任务目标与要求

①小组成员分工协作，利用汽车维修手册及实训资料，依据任务工作单制订工作计划，并通过小组自评或互评检查工作计划。

②认识变速器各部分的结构，识别各机构的组成，确定各部件的安装位置。

③完成手动变速器的拆装。

☞注意事项

①在任务实施过程中，严格遵守相关实验实训制度和规范的要求，注意职场健康与安全需求，做好废料的处理，并保持工作场所的整洁。

②按照正确方法使用各仪器设备，保证设备的使用安全。尤其保证垫片、螺母和小螺钉等部件不能丢失和漏装。

实施步骤

☞准备工作

①小组接受工作任务，准备汽车变速器总成、拆装工具、维修手册、汽车变速器总成示教板或解剖模型等配套器材，清理场地，做好实施准备工作。

②组长带领组内成员阅读任务工作单，查阅相关手册或指导书，合理分工，制订任务计划，并检查计划有效性。

☞实施步骤

①依照任务工作单的引导，观察认识所用变速器解剖模型的主要机构及系统组成，查找各主要部件的安装位置，并填写任务工作单。

②合理选择工具，并正确使用各类工具完成变速器的拆装。拆装过程中，请参考维修手册，严格按照相关技术标准和要求完成拆装任务。

（1）变速器的拆卸

①拆卸五挡齿轮罩盖，如图5.39所示。

②拆下倒挡轴固定螺栓，拆下两个法兰轴，拆下换挡轴，将变速器壳体紧固螺栓按对角线交叉法旋松并卸下，将变速器壳体小心向上撬起，取下变速器壳体，如图5.40所示。

③取出差速器，如图5.41所示。

④取下主减速齿轮及倒挡齿轮，如图5.42所示。

⑤拆下拨叉，如图5.43所示。

⑥取下输入轴和输出轴，如图5.44所示。

（2）结构认识

①对输入轴和输出轴进行解体。

图5.39　拆卸齿轮罩盖

图5.40　拆卸变速器壳体盖

图5.41　拆卸差速器

图5.42　拆卸主减速器齿轮及倒挡齿轮

图5.43　拆卸拨叉

图5.44　拆卸输入轴和输出轴

②观察变速器输入轴、输出轴、倒挡轴、拨叉及同步器的结构特点，熟悉各零部件的名称和相互连接关系及作用。

③仔细观察变速器内齿轮啮合情况。

（3）装配

装配顺序与拆卸顺序相反。

注意

①拆装时，应注意安全。

②正确使用工具，严格遵照拆装顺序。

③装配时各轴应在空挡位置。

④装配输入轴、输出轴、主减速齿轮轴及主减速器时，注意轴承预紧力。

⑤在装入变速器壳时，注意接触面密封情况。

⑥装配好变速器操纵机构后，操纵应轻便灵活，锁止机构应能起作用。

☞评估总结

①回答指导教师提问，并接受指导教师相关考核。

②对本次任务完成过程及效果进行自我评价和小组互评，填写任务工作单。

③清洁工作场所，清点归还相关工具设备，完成本次任务。

任务工作单