汽车构造变速器操纵机构及其作用

变速器操纵机构的作用是根据汽车使用条件,保证驾驶员能准确可靠地使变速器挂入所需要的任一挡位工作、并可随时使之退到空挡。变速器操纵机构一般由变速杆、拔块、拨叉、拨叉轴以及锁止装置等组成,多集中安装于上盖或侧盖内,结构简单,操纵方便。

(一)换挡机构

如图11-27所示,为解放CAl091型汽车六挡变速器操纵机构的组成与布置示意图。拨叉轴7、8、9和10的两端均支承于变速器盖的相应孔中,可以轴向滑动。所有的拔叉和拨块都以弹性销固定于相应的拨叉轴上。Ⅲ、Ⅳ挡拨叉2的上端具有拔块。拨叉2和拨块3、4、14的顶部制有凹槽。变速器处于空挡时,各凹槽在横向平面内对齐,叉形拨杆13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,则其下端推动叉形拔杆13绕换挡轴11的轴线摆动,从而使叉形拨杆下端球头对准与所选挡位对应的拨块凹槽,然后使变速杆纵向摆动,带动拨叉轴及拨叉向前或向后移动,即可实现挂挡。

例如,横向摆动变速杆使叉形拨杆下端球头深入拨块3顶部凹槽中,再纵向摆动变速杆使拨块3连同拨叉轴9和拨叉5沿纵向向前移动一定距离,便可挂入二挡;若向后移动一段距离,则挂入一挡。当使叉形拨杆下端球头深入拨块14的凹槽中,并使其向前移动一段距离时,便挂入倒挡。

不同变速器的挡数和操纵机构的结构与布置都有所不同,因而相应于各挡位的变速杆上端手柄位置排列,即挡位排列也不相同。因此,汽车驾驶室仪表板上或操纵手柄上应标有该车变速器挡位排列图,如图11-28所示。

图11-27　六挡变速器操纵机构示意图

1—Ⅴ、Ⅵ挡拨叉;2—Ⅲ、Ⅳ挡拨叉;3—Ⅰ、Ⅱ挡拨块;4—倒挡拨块;5—Ⅰ、Ⅱ挡拨叉;6—倒挡拨叉;7—倒挡拨叉轴;8—Ⅰ、Ⅱ挡拨叉轴;9—Ⅲ、Ⅳ挡拨叉轴;10—Ⅴ、Ⅵ挡拨叉轴;11—换挡轴;12—变速杆;13—叉形拨杆;14—Ⅴ、Ⅵ挡拨块;15—自锁弹簧;16—自锁钢球;17—互锁销

图11-28　变速器挡位排列示意图

在有些汽车上,由于变速器离驾驶员座位较远,则需要在变速杆与拨叉之间加装一些辅助杠杆或一套传动机构,构成远距离操纵。这种操纵机构称为间接操纵式变速器操纵机构。该操纵机构应有足够的刚性,且各连接件间隙不能过大,否则换挡时手感不明显。由于布置上的原因,它多用在轿车和轻型汽车上。

(二)锁止装置

为保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作,其操纵机构应满足如下要求:

(1)保证挂挡后,进入啮合的齿轮或花键齿以全齿宽啮合,不自行脱挡,也不自动挂挡;

(2)保证变速器不同时挂入两个挡位;

(3)保证误挂倒挡。

1.自锁装置

该装置的功用是保证滑移齿轮或接合套齿圈工作时处于全齿宽啮合,不工作时彻底脱挡,并在工作中不产生自动挂挡或脱挡现象。

如图11-29所示为东风EQ1090E型汽车变速器自锁和互锁装置。该变速器的自锁装置由自锁钢球1和自锁弹簧2组成。在变速器盖前端有三个凸起,凸起中钻有三个深孔,自锁钢球和自锁弹簧即装入其中。一般一根拨叉轴连同拨叉可以完成两个挡位的挂挡,其间位置为空挡,所以每根拨叉轴端部表面沿轴向分布三个能与自锁钢球嵌合的凹槽。当任何一根拨叉轴连同拨叉被轴向移动到空挡或某一工作挡位置时,必有一个凹槽正好对准自锁钢球1,此时在自锁弹簧的作用下,该钢球即被嵌入该凹槽内,拨叉轴连同拨叉的轴向位置亦被固定,该拨叉带动下的滑移齿轮(或接合套)被固定在空挡或某一工作挡位置,而不会因振动等原因自行脱挡。当需要挂挡或换挡时,驾驶员必需通过变速杆对拨叉轴施加轴向力直至克服自锁弹簧的压力,将自锁钢球从凹槽中挤出,拨叉轴连同拨叉才能被轴向移动到所需位置。可见,拨叉轴上相邻凹槽之间的距离,等于保证全齿宽啮合或完全退出啮合所需的拨叉轴应该移动的距离。(www.xing528.com)

2.互锁装置

对于多档变速器中拨叉轴较多,如果操纵时同时使两个拨叉轴移动,就可能会出现同时挂上两个挡的情况。该装置的功用就是为了防止变速杆同时拨动两根拨叉轴及拨叉,即防止同时挂上两个挡位,造成齿轮传动间的干涉,导致变速器无法工作甚至严重损坏。

如图11-30(a)所示,互锁装置由互锁钢球2、4和互锁销3组成。每根拨叉轴相对于自锁凹槽的侧表面均有一个深度相等的凹槽,当任何一根拨叉轴处于空挡位置时,该凹槽正好对准互锁钢球。两个钢球直径之和正好等于相邻两拨叉轴间距加上一个凹槽的深度。中间的拨叉轴上两个侧面凹槽以孔贯通,该孔内放置一根可左右移动的互锁销,其长度为拨叉轴直径减去一个凹槽的深度。

图11-29　变速器的自锁和互锁装置工作示意图

1—自锁钢球;2—自锁弹簧;3—变速器盖(前端);4—互锁钢球;5—互锁销;6—拨叉轴

图11-30　互锁装置工作示意图

(a)拔叉轴6移动;(b)拔叉轴5移动;(c)拔叉轴1移动1、5、6—拨叉轴;2、4—互锁钢球;3—互锁销

如图11-30所示,当变速器处于在空挡位置时,所有拨叉轴的侧向凹槽与互锁钢球、互锁销位于同一直线上。当移动中间拨叉轴时[图11-30(a)],轴6两侧的内钢球从其侧面凹槽中被挤出,而外钢球2和4分别嵌入拨叉轴1和5的侧面凹槽中,因而将轴1和5锁定在空挡位置。若要移动拨叉轴5,应先将拨叉轴6退回到空挡位置[图11-30(b)],于是在移动拨叉轴5时,钢球4便从轴5的凹槽中挤出,同时通过互锁销3和其他钢球将拨叉轴6和1锁定在各自的空挡位置。同理,当移动拨叉轴1时,拨叉轴6和5被锁定在空挡位置[图11-30(c)]。由此可见,当驾驶员用变速杆移动某一拨叉轴挂挡时,互锁装置便自动锁止其余的拨叉轴。

现在,在有的汽车上采用了框板式互锁装置,根据变速器挡位的多少及合理地换挡操作规律,导向框板是一块具有特定形状的导向槽限位板,每条导向槽对准一根拨叉轴。由于变速杆下部只能在导向槽中移动,从而保证了不会同时拨动两根拨叉轴,也就不会同时挂上两个挡。

图11-31　东风EQ1090E型汽车变速器倒挡锁止装置

1—倒挡锁销;2—倒挡锁弹簧;3—倒挡拨块;4—变速杆

3.倒挡锁止装置

该装置的功用是,驾驶员挂倒挡时,必须使用较大的力,才能够换上倒挡,起到提醒作用,避免因车辆在起步时或在前进行使中误挂倒挡,变速器轮齿间将发生极大冲击,导致零件损坏,甚至造成人机安全事故。

图11-31所示为东风EQ1090E型汽车五挡变速器中的倒挡锁止机构,它由Ⅰ挡和倒挡拨块3中的倒挡锁销1和倒挡锁弹簧2组成。锁销在弹簧的作用下伸进拨块3的凹槽中,驾驶员要挂Ⅰ挡或倒挡时,必须花费较大的力使变速杆4的下端压缩弹簧,将锁销推向右方后,才能使变速杆下端进入拨块的凹槽中,以拨动Ⅰ挡、倒挡拨叉而挂入Ⅰ挡或倒挡。由此可见,它能起到提醒驾驶员注意的作用。