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变速器的解体与装配


一、变速器的组成及其工作原理

1.变速器

南京依维柯S系列汽车均采用五档变速器,其中五个前进档一个倒档以28026变速器为例,变速器由输入轴(第一轴)、输出轴(第二轴)、中间轴及安装在轴上的若干个齿轮和同步器组成。上述各轴通过轴承安装在变速器壳体上,传动原理如图9-1

一档动力传递路线:16向左,动力由1-7-11-5输出;

二档动力传递路线:15向右,动力由1-7-10-4输出:

三档动力传递路线:15向左,动力由1-7-9-3输出;

四档动力传递路线:14向右,动力由1-7-8-2输出;

五档动力传递路线:14向左,动力由第一轴直接传给输出轴;

倒档动力传递路线:16向右,动力由1-7-12-13-6输出。

其剖面如图9-2,第一轴(输入轴)的前端通过轴承安装在曲轴后端的中心孔内,后端用轴承安装在变速器壳体17的前壁孔内,轴上的齿轮1与中间轴齿轮7构成常啮合齿轮,一轴前端的花键上套有离合器从动盘总成,当离合器处于接合时,发动机的动力通过从动盘传给变速器。

第二轴(输出轴)的前端通过滚针轴承支承于第一轴后端内孔中,飞溅上来的润滑油通过一轴齿轮1上的径向油孔对该滚针轴承进行润滑,后端用轴承安装在变速器壳体18的后壁内,轴上有五个齿轮2、3、4、5、6,均通过滚动轴承空套在轴上,可在轴上自由旋转,它们与中间轴上的对应齿8、9、10、11、12,构成常啮合齿轮。轴上安装三个同步器14、15、16,计有五个同步器齿环,三个同步器的花键毂与轴用花键连接,同步器中的接合套可使花键毂上的外花键齿和轴上相应齿轮上的接合齿圈相连接,使中间轴传来的动力通过齿轮、接合套、花键毂传给第二轴,实现了动力的输出,第二轴后端还装有车速里程表传动轴主动齿轮,通过从动齿轮及软轴可带动车速里程表工作。

中间轴两端分别用轴承安装在变速器壳体17、18的孔内,轴上的六个齿轮7、8、9、10、11、12与轴制成一体,各个齿轮与第一轴、第二轴和倒档轴上的相应齿轮常啮合。发动机的动力由第一轴输入经中间轴,按不同档位要求传给第二轴,通过第二轴将动力输出,倒档轴支承于变速器壳体两孔中,倒档齿轮用滚针轴承安装在倒档轴上分别与中间轴和第二轴上的对应齿轮啮合,当推入倒档时,由第一轴到第二轴的传动分别由三对传动副1和7、12和13、13和6(参见图9-1)参与传动。使得第一轴和第二轴的旋转方向相反,从而实现了汽车倒车。

2.同步器

依维柯S系列汽车变速器全部前进档装有锁环式惯性同步器。28026同步器的基本结构与CA1091的基本相同,如图9-3,花键毂15以内花键套装到第二轴外花键上后,即用卡环18将其轴向固定,花键毂的外花键与接合套7的内花键相啮合,在花键毂两端与齿圈3和9之间,各有一个青铜制成的锁环(即同步环)4和8,锁环上有断续的短花键齿圈,花键齿的断面轮廓尺寸与齿圈3、9及花键毂15上的外花键齿均相同,两个锁环上的花键齿,在对着接合套的一端,都制有倒角(即锁止角),且与接合套齿端的倒角相同,锁环具有与齿圈3和9的锥形摩擦面锥度相同的锥面,锥面上制出细密的螺旋槽,以便两摩擦锥面接触后破坏油膜,增加锥面间的摩擦系数。三个销钉5通过弹簧16分别插入在花键毂的通孔中,在销钉上压装着起定位作用的止动销6,止动销的圆柱面正好嵌在接合套中部凹槽中,起到空档定位作用,销钉圆柱面部分正对着锁环凸起部的端面,锁环的凸起部分别伸入到花键毂的三个通槽中,只有当凸起部位于通槽的中央时,接合套与锁环的齿方可能接合。

设变速器由四档换入五档(直接档),锁环式惯性同步的工作原理如图9-4所示,当接合套7刚从四档退到空档时(如图9-4a),齿圈3和接合套7(连同锁环4)都在其本身及其所联系的一系列运动件的惯性作用下,继续沿原方向(如图中箭头所示)旋转,此时锁环被花键毂带动,保持相同转速。由于锁环在轴向是自由的,故其内锥面与齿圈3的外锥面并不接触。

若要挂入五档,接合套7在拨叉带动下左移,并带动止动销6一起左移,当销钉的圆柱面左端与锁环4凸起部右端接触时,并带动锁环移向齿圈3,当具有转速差的两锥面一经接触便产生摩擦作用(如图9-4b)。齿圈3即通过摩擦作用带动锁环4相对于接合套快转一个角度,直到锁环的凸起部与花键毂15通槽的另一端接触时,锁环又与接合套同步转动。此时接合套的齿与锁环的齿较锁环凸起部位于花键毂通槽中央时错开了约半个齿厚(花键毂通槽宽度为锁环凸起部的宽度加上接合套的一个齿厚),从而使接合套的齿端倒角与锁环相应的齿端倒角正好相抵触而不能进入啮合。

显然若要能进入啮合,锁环必须相对于接合套后退半个齿厚的角度。此时由于驾驶员始终对接合套施加一个轴向力,于是在锁环齿端倒角面上产生正面压力N,力N可分解为轴向力P和切向力Q。切向力Q所形成的力矩有力图使锁环相对接合套向后退转的趋势,此力矩被称之为拨环力矩。轴向分力P则使锁环4和齿圈3二者的锥面继续压紧,保持所产生的摩擦力矩的作用,从而使齿圈3的转速和锁环4的转速迅速达到一致,在此,由于锁环4所连系着的运动件惯量大,故可看成是齿圈3的转速在摩擦力矩的作用下趋同于锁环4的转速,因为齿圈3是减速旋转,根据惯性原理,其产生的惯性力矩方向与旋转方向相同。此惯性力矩通过摩擦锥面作用到锁环上,阻止锁环相对接合套向后退转,称此力矩为惯性力矩,亦即在锁环上作用着两个方向相反的力矩,在设计时,选择合适的参数就能保证惯性力矩大于拨环力矩,这两个力矩比的大小只与结构参数有关,而与驾驶员的操纵力无关,因此可靠地阻止了同步前进入啮合。这种锁止作用是齿圈3的惯性力矩造成的,因此称之为惯性式同步器。

只要驾驶员继续加力于接合套上,摩擦作用就迅速的使齿圈3转速降到与锁环4转速相同,即两者同步,此时惯性力矩消失,而拨环力矩依然存在,因此锁环4在拨环力矩的作用下相对于接合套向后退转一个角度,从而使锁环上凸起部位于花键毂通槽的中央,两个花键齿圈端部不再抵触,接合套压下止动销继续左移,而与锁环的花键齿圈进入啮合(图9-4c),锁环的锁止作用消失。

接合套与锁环接合后,轴向力不存在,锥面间的摩擦力矩也就消失,如果此时接合套花键齿圈3的花键齿发生抵触,如图9-4c所示,则与上述相似,作用在齿圈3花键齿端斜面上的切向分力,使齿圈3及其相连零件相对于锁环及接合套转过一个角度,使接合套与齿圈3进入啮合(图9-4d),而最后完成了换入五档(由低速档换入高速档)的全过程。反之,如果由高速档换入低速档,上述过程也适用,但此时齿圈9和齿轮10是被加速到与锁环8(亦即接合套7)同步,从而使接合套先后与锁环及齿圈9进入啮合而完成换档过程。

3.换档机构

依维柯S系列变速器的换档机构是依维柯的一项专利,其特点是三个拨叉安装在同一根拨叉轴上,参见图9-6

拨叉轴的右端安装着轴叉3,叉头与换档杆下端球形连接,换档杆可使叉轴绕轴心线摆动和前后移动。如图9-5,一档、倒档拨叉5,二档、三档拨叉6,四档、五档拨叉9松套在拨叉轴上,三个拨叉上均有一个与锁销7配套的缺口,拨叉摆动不同角度,使锁销7与某一拨叉缺口相啮合,前后移动拨叉轴,通过锁销7与拨叉上的缺口实现接合套的移动。

自锁装置由自锁销11和弹簧10组成,拨叉轴上有三个凹槽,在弹簧的作用下,自锁销卡在凹槽中,如拨叉轴需要轴向移动,则要克服弹簧弹力,从而实现定位。

互锁装置由互锁块8和互锁块定位销组成,定位销2安装在变速器壳上,其上的凹槽卡在互锁块8的凸起上,互锁块只能绕轴心摆动而不能轴向移动,而互锁块凸起部分与三个拨叉的缺口相啮合,只有互锁块8上的缺口通过锁销7带动和某一拨叉相对时才可以轴向移动,而另外两个拨叉的凹槽卡在互锁块上不能轴向移动,从而达到互锁目的。[TOP]

二、变速器的解体

1.箱体的分解

1)将支架2固定在离合器罩1上,然后将它们固定在翻转架3上,放去润滑油,如图9-7所示;

2)拧下螺钉,拆下第一轴轴承盖;

3)用专用工具2锁住第二轴凸缘1,挂上档,然后用套筒扳手3拧下槽母5,再从轴承5上拆下弹性挡圈4,最后再脱开档,如图9-8所示;

4)用套筒扳手2拧下第二轴凸缘固定螺母,拆下专用工具3,取下第二轴凸缘1,如图9-9所示;

5)拆下取力口盖3,换档杆支座1和后盖2,如图9-10所示。

6)拆下弹性销3,然后拆下拨叉轴头1,从第二轴5上拆下槽形轮4,如图9-11所示;

7)用钳子1拆下轴承3的弹性挡圈2,如图9-12所示;

8)拆下自锁装置1,拆下互锁块定位销2,如图9-13所示;

9)拆下螺钉1,再将它拧进倒档轴2,然后抽出倒档轴,如图9-14所示;

10)抽出倒档轴5后,继而可以取出止推垫片1,倒档齿轮4以及圆柱子轴承2和垫圈3,如图9-15所示;

11)拆下离合器罩3与变速器壳1之间的连接螺钉,将变速器垂直放置,然后拆下变速器壳1(连同中间轴轴承外圈2),如图9-16所示;

12)同时取出中间轴1,第二轴2,第一轴以及拨叉轴3和拨叉,如图9-17所示;


2.第二轴的分解

1)先将第二轴2夹紧在台钳上,拆下四五档啮合套1,注意避免丢失并取出止动销4,销钉和弹簧5,如图9-18

2)拆下弹性挡圈5,然后用专用工具1拉出同步器花键毂6,同步环7和四档齿轮8,如图9-19

3)取出圆柱滚子轴承1,拆下弹性挡圈2,如图9-20

4)用专用工具1,拉出衬套5和三档齿轮6;取出圆柱滚子轴承7,同步环8和二三档啮合套11,注意避免丢失并取出止动销9,销钉10和弹簧,如图9-21

5)用专用工具4,拉出二档齿轮3,同步环2和同步器花键毂1;取出二档齿轮的圆柱滚子轴承,如图9-22

6)翻转第二轴,用专用工具3,拉出球轴承1,垫片和倒档齿轮2,如图9-23

7)取出倒档齿轮的圆柱滚子,拆下弹性挡圈1;取下一、倒档齿轮啮合套2。注意避免丢失,并取出止动销3、销钉和弹簧,如图9-24

8)用专用工具4,拉出一档齿轮3,同步环2和同步器花键毂1,取出一档齿轮的圆柱滚子轴承,如图9-25

3.第一轴的分解

用专用工具6从第一轴1上拉出球轴承的内、外圈5和2,如图9-26,其第一轴的分解见图9-27

4.中间轴的分解

用专用工具从中间轴2上,拉出其两端轴承1和3,如图9-28

5.换档杆支架的分解

1)从换档杆支座1上拆下边盖3,然后取出导向套4以及弹簧5和6。由于两只弹簧的刚性不同,因此拆下弹簧后,应做上记号,以示其装配位置,如图9-29

2)拧下螺套7,取出销钉2和换档杆支承圈;

3)拆下弹性卡簧13,然后取出垫片11,衬套12,弹簧10,弹簧座9和换档杆8。[TOP]

三、变速器的装配

1.中间轴的装配

用专用工具1,装上两圆锥滚子轴承的内圈2和4,如图9-30

2.第一轴的装配

用专用工具1装上球轴承4的内圈2和5及其外圈,如图9-31

3.第二轴的装配

1)将第二轴1夹紧在台钳上,装上圆柱滚子轴承2,一档齿轮4和同步环3,如图9-32

2)将一档同步器花键毂2加热至90-120℃,然后用专用工具1将它装到第二轴上,安装时应注意使止动销挡圈的安装面朝上,如图9-33

3)装上厚度合适的弹性挡圈1,使它与槽间没有轴向间隙;装上一、倒档啮合套3,使其有外倒角的一面朝向一档齿轮4,如图9-34

4)装上止动销4的回位弹簧和销钉,然后装上止动销及其弹性挡圈3,如图9-35

5)装上圆柱滚子轴承3倒档齿轮2和垫片1,垫片的倒角应朝上,如图9-36

6)用专用工具1装上轴承4的内圈2及其外圈3,如图9-37

7)翻转第二轴,装上圆柱滚子轴承1,二档齿轮3和同步环2,如图9-38

8)将二三档同步器花键毂2加热至90-120℃,然后用专用工具1将它装上,如图9-39

9)装上二三档啮合套2,使其有倒角的一面向上,装上止动销3的回位弹簧和销钉,再装上止动销本身,装上圆柱滚子轴承4,如图9-40

10)装上同步环4的三档齿轮3,将衬套2加热到大约85℃,然后用专用工具1将它装上,装上厚度合适的弹性挡圈5,使其与槽间无轴向间隙,如图9-41

11)装上圆柱滚子轴承1,四档齿轮3和同步环2,如图9-42

12)将四五档同步器花键毂加热至90-120℃,然后用专用工具将它装上,使其有环形槽的一面朝上箭头所指,装上厚度合适的弹性挡圈3,使它与槽间没有轴向间隙,如图9-43

13)装上四五档啮合套1使其有倒角的一面朝上,装上止动销4的回位弹簧3和销钉,然后装上止动销本身,如图9-44

4.变速器壳的装配

1)在离合器罩1上装上圆锥滚子轴承的外圈2,如图9-45

2)在离合器罩4中,同时装入中间轴1,第二轴2,第一轴,拨叉轴3及拨叉,如图9-46

3)在变速器壳1与离合器罩3的接合面上涂上密封胶,然后装上变速器壳连同中间轴轴承外圈2,如图9-47

4)装上止推垫片1,倒档齿轮4,圆柱滚子轴承2和垫片3,然后插入倒档轴5,并用螺钉6将它固定在变速器壳上,如图9-48

5)装上互锁块的定位销2,同时检查其叉形端是否正确地卡在锁块上,装上自锁装置1,如图9-49

6)用钳子1装上球轴承3的弹性挡圈2,如图9-50

7)装上拨叉轴头1并用弹簧销3将它固定,装上槽形轮4,如图9-51

8)调整中间轴轴承轴向间隙,中间轴圆锥滚子轴承轴向间隙调整垫片的厚度S,应按下述方法确定;

(1)将压板3装在变速器壳2上,并用螺母5将其一端压紧在圆锥滚子轴承外圈上,如图9-52

(2)一边转动第二轴4,一边用扭力计1将螺母5拧紧,力矩为4.9N·m;

(3)松开螺母5;

(4)分两步重新拧紧螺母:第一步2.5N·m,第二步4.9N·m

(5)将百分表3装在表座上,然后在变速器壳2上将其调零,在直径的两端点处测量尺寸A,并记录测量值,尺寸A为轴承外圈1的端面突出于变速器壳体表面的高度,如图9-53

(6)以一定的预行程对百分表2进行调零,然后在直径的两端点处测量尺寸B,尺寸B为变速器后盖1上圆锥滚子轴承外圈座的深度,如图9-54

(7)为了使两圆锥滚子轴承间的间隙为零,调整垫片装在圆锥滚子轴承外圈与后盖之间)的厚度为:S=(A+C)-B

式中A、B——测量结果的平均值;

    C=0.075mm,变速器的弹性变形。

注:作为备件,有不同厚度的调整垫片,其间隙为0.05mm,选择垫片时,对28026,应依据计算结果向下取值,对28024向上取值;

9)用专用工具装上变速器后盖油封,为了确保前、后油封的密封性能,装配前,应在油封的内缘S上抹上润滑油脂,并且在其外缘上涂以密封胶,另外拧紧在通孔位置的固定螺钉的螺纹端部也应事先涂以密封胶;

10)在变速器后盖的安装面上涂上密封胶,再在后盖上放上调整垫片其厚度已按上述方法确定,然后装上后盖;

11)装上取力口盖,并暂时装上换档杆支座;

12)用专用工具锁住凸缘,然后按规定力矩拧紧凸缘螺母;

13)用钳子装上轴承4的弹性挡圈2,挂上档,用专用工具锁住第二轴,然后用套筒扳手1,按规定力矩拧紧螺母3,如图9-55

14)用专用工具装上油封;

15)在第一轴轴承盖1的安装面上涂上密封胶,然后将它装上,注意使其上的油槽2与离合器罩4上的油孔3相重合,如图9-56,在第一轴轴承盖固定螺钉的螺纹端部涂上密封胶,然后按规定力矩将螺钉拧紧。[TOP]


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