【任务引入】
案例：某手动挡轿车出现挂不上挡、不能前进只能倒退的故障。具体故障表现为：轿车的驾驶员换挡过猛，使汽车突然挂不上挡了。试了所有的前进挡，都不能使汽车前进行驶，只有倒挡能够行驶。维修人员分析认为该车五个挡位同时损坏的可能性极小，很可能是操纵机构出现问题。经检查发现，果然是操纵机构错位导致了上述故障的发生。经过调整后试车，变速器各挡位功能恢复正常。
变速器的功能是要实现汽车变速、变扭矩以及倒车，以使汽车适应各种发动机工况和行驶路况。那么它是如何实现这些功能的？操纵机构又是如何工作的？变速器及其操纵机构的故障对汽车又有哪些影响？
本任务将对变速器做全面介绍，要求了解变速器的作用、类别以及操纵机构的结构和工作原理，掌握变速器的结构、各挡位的动力传递路线、同步器的工作原理、日常检修项目以及常见故障的诊断与排除。
【任务相关知识】
2.3.1 变速器概述
（1）变速器的功能和要求
变速器最重要的一个特点是可以改变输入和输出转速的速比，它要在驾驶者的操纵下，与发动机以及驱动桥配合完成汽车的起步、加速等各种行驶需求，同时还要兼顾节油及降噪的要求，其具体功能主要包括以下几个方面：
第一，实现变速变扭。即通过改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时，使发动机在最有利（功率较高而油耗较低）的工况下工作。
第二，实现中断动力传递。中断发动机向驱动桥的动力传递，以使发动机能够起步、怠速，满足汽车暂时停车的需要。
第三，实现倒车。在发动机旋转方向不变的条件下，使汽车能反向行驶。
为实现以上功能，变速器应满足以下要求：
①拥有足够的挡位与合适的传动比，满足使用要求，提高经济性和生产率。
②工作可靠、传动效率高，使用寿命长，结构简单、维修方便。
③操纵轻便可靠，不允许出现乱挡、跳挡、脱挡等情况。
④动力换挡要求换挡平稳，传动效率高。
（2）变速器的分类
变速器通常按传动比的变化情况和操纵方式的不同分类。其中，按传动比的变化情况划分，变速器可分为有级式变速器、无级式变速器和综合式变速器三种。
①有级式变速器：有几个可供选择的固定传动比，采用齿轮传动。其按所用轮系形式不同又可分为齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和轴线旋转式变速器（即行星齿轮变速器）两种。
②无级式变速器：传动比可在一定范围内连续变化，目前的无级变速器一般都是采用金属带传动动力，通过主、从动带轮直径的变化实现无级变速。
③综合式变速器：是由无级变速的液力变矩器和有级齿轮式变速器组成的，一般都是由电脑来自动实现换挡，所以多把这种变速器称为自动变速器。这种变速器的传动比可在最大值与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。
按操纵方式划分，变速器可以分为手动挡式变速器、自动操纵式变速器和半自动操纵式变速器三种：
①手动挡式变速器：靠驾驶员直接操纵变速杆进行换挡。这种变速器换挡机构简单，工作可靠，齿轮式变速器多采用这种换挡方式。
②自动操纵式变速器：传动比的选择和换挡是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板和制动踏板，变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现挡位的变换。
③半自动操纵式变速器：即手动自动一体化操纵，可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，由执行机构自行换挡。
（3）普通齿轮变速器的基本工作原理
普通齿轮式变速器可实现变速、变矩和改变旋转方向的功能，下面分别介绍它们的原理及换挡原理。
1）变速变矩原理
图2.38所示为普通齿轮传动的变速原理，一对齿数不同的齿轮啮合传动时，若小齿轮为主动齿轮，带动大齿轮转动，转速则降低，称为减速传动，如图2.38（a）所示。同理，若大齿轮驱动小齿轮时，转速升高，则称为增速传动，如图2.38（b）所示。汽车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。
图2.38 齿轮传动原理
设主动齿轮转速为n1，齿数为z1；主动齿轮转速为n2，齿数为z2。主动齿轮（输入轴）转速与从动齿轮（输出轴）转速之比值称为传动比。传动比用字母i12表示，即有
图2.39所示为两级齿轮传动原理示意图，第二级主动齿轮与第一级从动齿轮同轴（即n2=n3）。第一级齿轮对中的主动齿轮驱动第一级从动齿轮转动，进而驱动第二级从动齿轮转动并输出动力。
此时，由第一级主动齿轮传到第二级从动齿轮的传动比为
图2.39 两级齿轮传动原理
也可以总结为
汽车变速器某一挡位的传动比就是这一挡位各级齿轮传动比的乘积。
另外，齿轮啮合点的受力相等，而齿轮半径不相等（齿轮半径比约等于齿轮齿数比），因此齿轮的传动不仅要变速，也要变矩，降速则增矩，增速则降矩。汽车变速器就是利用这一关系，通过改变传动比来适应汽车行驶阻力变化需要的。
2）变向原理
如图2.40所示，通过增加一级齿轮传动副可实现倒挡。在前进挡，主动齿轮与从动齿轮直接啮合，动力由输入轴传给输出轴，两轴的转动方向相反。而在倒挡，动力由输入轴传给倒挡轴，再由倒挡轴传给输出轴，经过两对齿轮传动，输入轴与输出轴转动方向相同，即实现了变向传动。
图2.40 变向原理图
3）换挡原理
从前述可知：当传动比i>1时，为降速增扭传动，其挡位称为降速挡；当i<1时，为增速降扭传动，其挡位称为超速挡；当i=1时，为等速等扭传动，其挡位称为直接挡；当i<0时，为变向传动，其挡位称为倒挡。
习惯上把变速器传动比值较小的挡位称为高档，传动比值较大的挡位称为低挡；变速器挡位的变换称为换挡，由低挡向高挡变换称为加挡（或升挡），反之称为减挡（或降挡）。变速器就是通过驾驶者操作挡位的变换来改变传动比，从而实现多级变速。
2.3.2 手动变速器换挡操纵机构结构、原理与拆装
（1）操纵机构的结构与原理
变速器操纵机构的功用是保证驾驶员根据汽车使用条件，准确、可靠地使变速器挂入所需挡位工作，并可随时退入空挡。为使变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，对操纵机构提出下列要求：
第一，能防止变速器自动换挡和自动脱挡，因此在操纵机构中应设有自锁装置。
第二，能保证变速器不会同时挂入两个挡位，以免造成发动机熄火或零部件的损坏，因此在操纵机构中应设有互锁装置。
第三，能防止误挂倒挡，因此在操纵机构中应设有倒挡锁装置。
1）换挡操纵机构的结构类型
变速器操纵机构根据其变速杆与变速器相互位置的不同，可分为直接操纵式和远距离操纵式两种类型。
①直接操纵式
直接操纵式的操纵机构多用于发动机前置后轮驱动的车辆中，变速器布置在驾驶员座椅附近，变速杆由驾驶室地板伸出，驾驶员可以直接操纵。
图2.41所示为直接操纵式操纵机构的组成结构，主要由变速杆、换挡轴、叉形拨杆、自锁和互锁装置、挡位拨块、拨叉以及拨叉轴组成。
图2.41 直接操纵式操纵机构
1—5/6挡拨叉；2—3/4挡拨块；3—1/2挡拨块；4—5/6挡拨块；5—1/2挡拨叉；6—倒挡拨叉；7—5/6挡拨叉轴；8—3/4挡拨叉轴；9—1/2挡拨叉轴；10—倒挡拨叉轴；11—倒挡拨块
拨叉轴的两端均支承于变速器盖的相应孔中，可以轴向滑动。所有的拨叉和拨块都以弹性销固定于相应的拨叉轴上，拨叉拨块的顶部制有凹槽。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，带动拨叉轴及拔叉向前或向后移动，即可实现挂挡。
例如，横向摆动变速杆使叉形拨杆下端的球头伸入1/2挡拨块3顶部的凹槽中，拨块3连同拨叉轴9和拨叉5即沿纵向向前移动一定距离，便可挂入2挡；若向后移动一段距离，则挂入1挡。当使叉形拨杆下端球头伸入拨块11的凹槽中，并使其向前移动一段距离时，便挂入倒挡。
各种变速器由于挡位数及挡位排列位量不同，其拨叉和拨叉轴的数量及排列位置也不相同。
②远距离操纵式
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安装一些辅助杠杆或一套传动机构，构成远距离操纵机构。这种操纵机构多用于发动机前置、前轮驱动的轿车，由于其变速器安装在前驱动桥处，远离驾驶员座椅，需要采用这种操纵方式，如图2.42所示。
图2.42 远距离操纵式操纵机构
2）换挡锁装置的结构与原理
①自锁装置
自锁装置是用于防止变速器自动脱挡或挂挡，并保证轮齿以全齿宽啮合。大多数变速器锁止装置都是采用自锁钢球对拨叉轴进行轴向定位锁止的。如图2.43所示，变速器盖上钻有一个深孔，孔中装入自锁钢球和自锁弹簧，其位置正处于拨叉轴的正上方，每根拨叉轴对着钢球表面沿轴向设有三个凹槽，槽的深度小于钢球的半径。
中间的凹槽对正钢球时为空挡位置，两侧凹槽对正钢球时则处于某一工作挡位置，相邻凹槽之间的距离保证齿轮处于全齿长啮合或是完全退出啮合。凹槽对正钢球时，钢球便在自锁弹簧的压力作用下嵌入该凹槽内，拨叉的轴向位置被固定，不能自行挂挡或自行脱挡。当需要换挡时，驾驶员通过变速杆对拨叉轴施加一定的轴向力，克服自锁弹簧的压力而将自锁钢球从拨叉轴凹槽中挤出并推回孔中。拨叉轴可滑过钢球进行轴向移动，并带动拨叉及相应的接合套或滑动齿轮轴向移动，当拨叉轴移至其中一凹槽与钢球对正时，钢球又被压入凹槽，驾驶员具有很强的手感，此时拨叉所带动的接合套或滑动齿轮便被拨入空挡或另一工作挡位。
图2.43 自锁装置
②互锁装置
互锁装置用于防止同时挂上两个挡位。如图2.44所示，互锁装置由互锁钢球和互锁销组成。
图2.44 互锁装置
当变速器处于空挡时，所有拨叉轴的侧面凹槽同互锁钢球、互锁销都在一条直线上。
当移动中间拨叉铀2时，如图2.44（a）所示，拨叉轴2两侧的钢球从其侧凹槽中被挤出，而两外侧钢球则分别嵌入拨叉轴1和3的侧面凹槽中，因而将拨叉轴1和3刚性地锁止在其空挡位置。
若欲移动拨叉轴3，则应先将其退回到空挡位置。于是在移动拨叉轴3时，钢球便从拨叉轴3的凹槽中被挤出，同时通过互锁销和其他钢球将拨叉轴1和拨叉轴2锁止在空挡位置，如图2.44（b）所示。
同理，当移动拨叉轴1时，则拨叉轴2和3被锁止在空挡位量，如图2.44（c）所示。
由此可知，互锁装量工作的机理是当驾驶员用变速杆推动某一拨叉轴时，自动锁止其余拨叉轴，从而防止同时挂上两个挡位。
③倒挡锁装置
倒挡锁装置的作用是防止误挂入倒挡，图2.45所示即为常见的锁销倒挡锁装置。当驾驶员想挂倒挡时，使变速杆下端压缩倒挡锁弹簧，必须用较大的力克服弹簧力，将锁销推入锁销孔内，才能使变速杆下端进入倒挡拨块的凹槽中进行换挡。由此可见，倒挡锁的作用是使驾驶员必须对变速杆施加更大的力才能挂入倒挡，起到警示注意作用，以防误挂倒挡。
（2）换挡操纵机构的拆装
图2.45 倒挡锁装置
下面以比亚迪F3车辆上的二轴式变速器为例，介绍变速器操纵机构及相应附属机构拆装和检修的步骤和方法。其操纵机构为远距离操纵式，图2.46至图2.48所示即为该变速器总成以及操纵机构的拆卸和安装流程（步骤按照图中括号内的数字进行），图中螺栓的拧紧力矩均为装配时的标准拧紧力矩。
图2.46 手动变速器的拆卸和安装流程图（一）
1）离合器壳体和变速器壳体的拆装要领
①离合器壳体的拆装
当需要更换离合器壳体时，按图2.49所示的拆装流程进行。其中，圆柱滚子轴承的拆装要用专用工具进行，按图2.50所示进行。
图2.47 手动变速器的拆卸和安装流程图（二）
图2.48 手动变速器的拆卸和安装流程图（三）
离合器壳体装配时的操纵要领如下：
a.衬套的安装。要注意将衬套一直压入如图2.51所示的位置，不要让它的开槽面碰到放气槽。
图2.49 离合器壳体的拆装流程
图2.50 圆柱滚子轴承的拆装
图2.51 衬套的安装
b.圆柱滚子轴承的安装。要将其外圈压入，使型号刻印侧成为图2.52所示方向。
c.油封的安装。安装前要在其唇部涂抹变速器油，如图2.53所示。油封的安装也需要专用油封安装工具，如图2.54所示。
图2.52 圆柱滚子轴承的压入
图2.53 在油封唇部涂抹变速器油
②变速器壳体的拆装
当需要更换变速器壳体时，按图2.55所示的拆装流程进行。
其衬套、油封以及轴承的安装与离合器壳体的一致，在此不再赘述。
变速器壳体与离合器壳体装配在一起时，要涂抹密封胶，涂抹位置在图2.56所示的变速器壳体位置。变速器壳体的安装注意事项：第一，要在密封胶未干时迅速地装好变速器壳体（在15 min内）；第二，变速器壳体安装好后，在1 h内不要让密封部位接触到油类。
图2.54 安装油封
图2.55 变速器壳体的拆装流程
2）换挡拨叉机构的拆装要领
①倒挡中间齿轮轴的拆装
将3/4挡同步器啮合套向4挡侧移动，如图2.57所示，将倒挡中间齿轮轴拆下。
安装时，也要先如图2.57所示那样将3/4挡同步器啮合套向4挡侧移动，然后将倒挡中间齿轮轴上的螺孔朝着图2.58所示方向，使用螺丝起子等工具在变速器壳体上找到倒挡中间齿轮轴另一侧的中心，如图2.59所示，拧入螺栓使倒挡中间齿轮轴固定。
②3/4挡拨叉轴分总成和5/倒挡拨叉轴分总成的拆装
图2.56 变速器壳体密封胶涂抹位置
图2.57 移动3/4挡同步器滑套
图2.58 倒挡中间齿轮轴的安装位置
图2.59 在壳体上找到倒挡中间齿轮轴的中心
a.拆卸过程。
一边将倒挡换挡臂朝图2.60所示方向移动，一边拆下5/倒挡拨叉轴分总成及倒挡臂、弹性挡圈、钢球、倒挡互锁轴。
将3/4挡拨叉轴分总成朝图2.61所示方向移动，将其与拨叉同时拆下。
图2.60 5/倒挡拨叉轴分总成的拆卸
图2.61 3/4挡拨叉轴分总成的拆卸
b.安装过程。
首先按图2.62所示安装3/4挡拨叉轴分总成，并将拨叉卡入3/4挡同步器卡槽内。
按图2.63所示位置，安装倒挡互锁轴、钢球、5/倒挡拨叉轴分总成、5/倒挡拨叉、倒挡换挡臂、弹性挡圈。
图2.62 3/4挡拨叉轴分总成的拆卸
图2.63 5/倒挡拨叉机构的安装
一边将倒挡换挡臂朝向图2.60所示相反的方向移动，一边安装5/倒挡拨叉、拨叉轴及倒挡换挡臂、弹性挡圈、钢球、倒挡互锁轴。
3）换挡控制轴总成的拆装要领
换挡控制轴总成分为选挡杆分总成和控制轴分总成两部分。
①选挡杆分总成的拆装
选挡杆分总成的拆装流程如图2.64所示。其中，防尘套的装配要注意装到图2.65所示位置。
图2.64 选挡杆分总成的拆装流程
②控制轴分总成的拆装
控制轴分总成的拆装流程如图2.66所示。其中一些零部件的拆装要领如下：
a.锁紧销的拆装。其拆装必须找准方向，拆卸时的敲出方向如图2.67所示，安装时的压入方向如图2.68所示。
b.弹簧销的安装。安装方向如图2.69所示。
c.滚针轴承的安装。将滚针轴承压入图2.70所示的尺寸，使型号刻印侧成为图示的方向。
d.通气器的安装。通气器在安装前，要先在插入部的外周上涂密封胶，如图2.71所示。安装时，使突起部朝向图2.72所示方向。(www.xing528.com)
图2.65 防尘套的安装位置
图2.66 控制轴分总成的拆装流程
图2.67 锁紧销的拆卸
图2.68 锁紧销的安装
图2.69 弹簧销的安装
图2.70 滚针轴承的安装
图2.71 涂抹密封胶
图2.72 通气器的安装
2.3.3 手动变速器变速传动机构的结构、原理
（1）变速传动机构的结构与原理
1）二轴式变速器的变速传动机构
二轴式变速器主要用于发动机前置前轮驱动的汽车。目前，常见的国产轿车均采用这种变速器。
①结构组成
图2.73所示为某前置前驱轿车的五挡二轴式变速器变速传动机构，它有5个前进挡和1个倒挡，前进挡全部采用同步器换挡。同步器的作用是使变速器在行驶过程中换挡不发生结合齿的冲击。
图2.73中每一个挡位齿轮对均包含一个换挡齿轮和固定齿轮。
输入轴也是离合器的从动轴，其前线通过滚子轴承支承在离合器完体上，后端用球轴承支承在变速器壳体上，其上有倒挡和一挡、二挡固定齿轮，安装有三挡、四挡、五挡换挡齿轮及同步器。
输出轴的前端通过滚子轮支承在离合器壳体的支承孔内，后端则通过球轴承支承在变速器壳体上。输出轴上用花键套装着三挡、四挡、五挡固定齿轮及一挡、二挡同步器的花键毂和接合套，在一挡、二挡同步器处于中间位置时，其接合套上的直齿倒挡换挡齿轮与输入轴上的倒挡齿轮，通过安装在倒挡轴上的中间齿轮的移动可以形成倒挡。倒挡轴（图中未示出）是固定式轴，其轴端以过盈配合装配于壳体上的轴承孔内，其上套装有倒挡齿轮。
图2.73 二轴式齿轮变速器变速传动机构
②动力传递路线
二轴式齿轮变速器的动力传递路线见表2.2。
表2.2 二轴式齿轮变速器的动力传递路线表
续表
2）三轴式变速器的变速传动机构
①结构
三轴式齿轮变速器用于发动机前置后轮驱动的汽车上，图2.74所示为三轴式齿轮变速器变速传动机构的示意简图。它有6个前进挡和1个倒挡。它有3根主要的传动轴，即第一轴、第二轴和中间轴，所以称为三轴式变速器。另外还有倒挡轴。该变速器中，除了一挡和倒挡外，其他挡位变换均采用了同步器。
图中序号与零部件名称对应关系如下：
2和38分别为第一轴和第二轴常啮合齿轮；5、12、20、23为同步器结合套；13、27、28、40为同步器花键毂；19、14、11、6、4分别为二、三、四、五、六挡同步器锁环；21、18、15、10、7、3和24分别为一、二、三、四、五、六挡和倒挡齿轮结合齿圈；22、17、16、9、8、25分别为第二轴一、二、三、四、五挡和倒挡齿轮；33、34、35、36、37、29分别为中间轴一、二、三、四、五挡和倒挡齿轮；32为倒挡中间齿轮。
图2.74 三轴式齿轮变速器变速传动简图
②动力传递路线
该变速器为六速变速器，各挡动力传递情况如下：
在空挡位置时，当第一轴旋转时，通过常啮合齿轮2带动中间轴及其上的各齿轮旋转。由于齿轮8、9、16、17、22和25是空套在第二轴上的，故第二轴不能被驱动。
欲挂上一挡，可操纵变速杆，通过拨叉使接合套20右移，与一挡齿轮接合齿圈21接合后，动力便可从啮合齿轮2和38，中间轴30，齿轮33、22，接合齿圈21，接合套20，花键毂28，再通过花镀连接传给第二轴。欲脱开一挡，可通过拨叉使接合套20左移，使接合套与接合齿圈21脱离啮合，则变速器退回空挡位置。
若将接合套20继续左移，使之与二挡同步器锁环19的接合齿圈和二挡齿轮接合齿圈18接合后，变速器便从一挡换入了二挡。此时，动力从第一轴依次经齿轮2、38，中间轴30，齿轮34、17，接合齿圈18，接合套20，花键毂28，最后传给第二轴。
同理，使接合套12右移到与接合齿圈15接合，可换到三挡；使接合套12左移到与接合齿圈10接合，便换上四挡；使接合套5右移到与接合齿圈7接合，则换入五挡。若使接合套5左移到与接合齿圈3接合，则换入六挡，此时动力从第一轴经齿轮2、接合齿圈3、接合套5和花键毂40直接传给第二轴，而不再经过中间轴齿轮传动，这种挡位即称为直接挡。
为实现汽车倒向行驶，中间轴的一侧还设置了一根较短的倒挡轴（图中采用展开画法，将倒挡轴画在中间轴的下方），其上空套着倒挡中间齿轮，它与第二轴倒挡齿轮25为常啮合斜齿轮。倒挡中间齿轮32与中间轴倒挡齿轮29亦为常啮合斜齿轮，使接合套23右移与接合齿圈24接合，即得倒挡。动力从第一轴经齿轮2、38，中间轴30，齿轮29、32、25，接合齿圈24，接合套23，花键轻27传到第二轴。由于增加了一个中间齿轮，故第二轴的旋转方向与第一轴相反，汽车便倒向行驶。
（2）同步器的结构与原理
目前变速器所采用的同步器几乎是摩擦式惯性同步器，惯性同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专门的机构，以保证接合套与待啮合的齿圈在达到同步之前不能接触，从而避免齿间冲击。目前所采用的摩擦式惯性同步器主要由同步装置、锁止装置和接合装置三部分组成，而按锁止装置的不同，惯性同步器又可分为锁环式惯性同步器和锁销式惯性同步器。下面以锁环式惯性同步器为例进行介绍。
1）锁环式惯性同步器的结构
锁环式惯性同步器的结构如图2.75所示，花键毂用内花键套装在第二轴外花键上，用垫圈、卡环进行轴向定位。花键毂两端与第一轴齿轮和第二轴齿轮之间各有一个青铜制成的锁环。锁环上有短花键齿圈。其花键的尺寸、齿数与花键毂、第一轴齿轮和第二轴齿轮的外花键齿相同。两个齿轮和锁环上的花键齿，靠近接合套的一端都有倒角（即锁止角），与接合套齿端的倒角相同。锁环有内锥面，与第一轴齿轮和第二轴齿轮的外锥面锥角相同。在锁环内锥面上制有细密的螺纹，当锥面接触后，它能及时破坏油膜，增加锥面间的摩擦力。锁环内锥面摩擦副称为摩擦件，外沿带例角的齿圈是锁止件，锁环上还有三个均布的缺口。三个滑块分别装在花键毂上三个均布的轴向槽内，沿槽可以轴向移动。滑块被两个弹簧的径向力压向接合套，滑块中部的凸起部位压嵌在接合套中部的环槽内。滑块和弹簧是推动件，滑块两端伸入锁环的缺口中，滑块窄，缺口宽，两者之差等于锁环的花键齿宽。锁环相对滑块顺转和逆转都只能转动半个齿宽，且只有当滑块位于锁环缺口的中央时，接合套与锁环才能接合。
图2.75 锁环式惯性同步器的结构
2）锁环式惯性同步器的工作过程
以二挡换入三挡为例来说明同步器的工作过程，如图2.76所示。
图2.76 锁环式同步器的工作原理
①空挡位置
如图2.76（a）所示，接合套刚从二挡退回空挡时，三挡待啮合齿轮、接合套、锁环以及与其有关联的运动件，因惯性作用而沿原方向继续旋转（图示箭头方向）。由于三挡待啮合齿轮是高挡齿轮（相对于二挡齿轮来说），所以接合套和锁环的转速低于齿轮的转速。
②挂挡
欲换入三挡时，如图2.76（b）所示，驾驶员通过变速杆使拨叉推动接合套连同滑块一起向左移动，滑块又推动锁环移向三挡待啮合齿轮，使锥面接触。驾驶员作用在接合套上的轴向推力使两锥面有正压力N，又因两者有转速差，所以产生摩擦力矩。通过摩擦作用，三挡齿轮带动锁环相对于接合套向前转动一个角度，使锁环缺口靠在滑块的另一侧（上侧）为止。此时，接合套的内齿与锁环上错开了约半个齿宽，接合套的齿端倒角面与锁环的齿端倒角面互相抵住。
③锁止
驾驶员的轴向推力使接合套的齿端倒角面与锁环的齿端倒角面之间产生正压力，形成一个企图拨动锁环相对于接合套反转的力矩，称为拨环力矩。这样，在锁环上同时作用着方向相反的摩擦力矩和拨环力矩，同步器的结构参数可以保证在同步前（存在摩擦力矩）拨环力矩始终小于摩擦力矩，所以在同步之前，无论驾驶员施加多大的操纵力都不会挂上挡，即产生锁止作用，如图2.76（b）所示。
④同步啮合
随着驾驶员施加于接合套上的推力加大，摩擦力矩不断增加，使三挡齿轮的转速迅速降低。当三挡齿轮、接合套和锁环达到同步转速时，作用在锁环上的摩擦力矩消失。此时在拨环力矩的作用下，锁环、三挡齿轮以及与之相连的各零件都相对接合套反转一个角度，滑块处于锁环缺口的中央，如图2.76（c）所示，此时键齿不再抵触，锁环的锁止作用消除。接合套压下弹簧继续左移（滑块脱离接合套的内环槽而不能左移），与锁环的花键齿圈进入啮合，进而再与齿轮进入啮合，如图2.76（d）所示，换入三挡。
（3）变速传动机构的拆装与检修
下面以比亚迪F3二轴式变速器为例介绍变速传动机构（图2.73所示的输入轴和输出轴）的分解和重新检修装配的过程。
1）输入轴的拆装
图2.77所示为输入轴的拆装流程图。重新装配时，所有零部件都需要用齿轮油进行润滑。
图2.77 输入轴的拆装流程
部分零部件的拆装要领如下：
①球轴承的拆装
球轴承的拆卸和安装都需要使用专用工具，如图2.78和图2.79所示。
②同步器齿毂的拆装
以5挡/倒挡同步器齿毂的拆装为例，需要将专用工具装到5挡主动齿轮上，如图2.80所示，然后拆下5/倒挡同步器齿毂。
安装5/倒挡同步器齿毂使其成为图2.81所示方向，然后按图2.82所示将齿毂压入，使同步环不啮入。
③主动齿轮轴套的拆装
以4挡主动齿轮轴套的拆装为例，需要按图2.83中所示将专用工具装到3挡主动齿轮上，拆下4挡主动齿轮轴套。其安装也需用专用工具，按图2.84所示进行。
图2.78 球轴承的拆卸
图2.79 球轴承的安装
图2.80 同步器齿毂的拆卸
图2.81 同步器齿毂安装方向
图2.82 压入同步器齿毂
图2.83 4挡主动齿轮轴套的拆卸
④同步器弹簧的安装
同步器弹簧应安装在同步环在图2.85中所示位置。
图2.84 4挡主动齿轮轴套的安装
图2.85 同步器弹簧的安装位置
⑤同步器齿套的安装
同步器齿套的安装方向应为图2.86所示方向。将同步器齿毂的深槽部与齿套的突起部对准后装上，如图2.87所示。
2）输出轴的拆装
输出轴的拆装流程如图2.88所示，其主要零部件的拆装要领与输入轴相同，可直接参照进行操作，在此不再赘述。
图2.86 齿套的安装方向
图2.87 齿套的安装
图2.88 输出轴的拆装流程
3）变速传动机构的检修
变速器传动机构的检修项目包括以下内容：
①输入轴和输出轴的检查
检查滚针轴承安装部的外圆上有没有损伤、异常磨损及烧伤的情况；检查花键毂有无损伤、是否已磨损。
②滚针轴承的检查
如图2.89所示，将输入轴、轴套和齿轮组合在一起使它们旋转时，检查旋转是否平滑及有无异常声音。如有，说明滚针轴承故障，需更换。
图2.89 滚针轴承的检查
③同步器弹簧和同步环的检查
同步器弹簧的弹性应不衰减，应无变形及折损情况，否则应更换。
应检查图2.90所示的同步环齿面和圆锥内表面：同步环的齿面应无损伤及破损；圆锥内表面应无损伤、磨损或惯纹牙不应破裂。
如图2.91所示，将同步环推向齿轮，检查间隙A，其小于极限值0.5 mm时，应更换同步环。
图2.90 同步环的检查
图2.91 同步环与同步器齿圈间隙检查
图2.92 同步器齿套与齿毂的检查
④同步器齿套和齿毂的检查
如图2.92所示，将同步器齿套与同步器齿毂组合在一起，正常情况下，它们应能平滑地滑动而无阻滞现象。
还应检查齿套内表面的前后端有无损伤，若有，应更换。更换时，同步器齿套与同步器齿毂应作为一组同时更换。
⑤各挡位齿轮的检查
齿轮的检查内容包括：斜齿轮及外齿圈的齿面应无损伤或磨损；外齿圈的圆锥面上应无粗糙不平、损伤现象；齿轮内周及前后面上应无损伤或磨损。
2.3.4 手动变速器常见故障的诊断和排除
手动变速器的常见故障主要包括跳挡、乱挡、异响、换挡困难以及漏油，相应的故障现象、原因以及诊断与排除方法见表2.3。
表2.3 手动变速器常见的故障现象、原因、诊断与排除方法
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【拓展阅读】
手动挡车辆的驾驶误区及其正确方法
手动挡车辆的驾驶误区及正确驾驶方法主要包括以下几个方面：
（1）忘记换挡
一些新手在驾驶手动挡车型时，有的人经常忘记升挡，这样会增加油耗，并且会产生很大的噪声，汽车的舒适性和燃油经济性都会降低。还有些人经常忘记降挡，这样会让发动机内产生过多积碳，引起发动机抖动、加速无力、冷启动困难等一系列故障。
因此在驾驶手动挡车型时，一定要养成一个良好的驾驶习惯，该换挡时就换挡，尽量减少低挡位行驶的时间。
（2）换挡时低头看挡杆
这也是一些新手司机或不经常开手动挡车型的司机经常爱犯的毛病之一。由于对手动挡的挡位不熟悉，或者在驾驶时容易紧张，新手司机经常会挂错挡位，所以他们会下意识地去看挡杆，但这样做会很容易引起追尾等交通事故的发生。
（3）换挡时离合踩不到底
在换挡时没有把离合器踩到底，会导致变速箱打齿，而变速箱经常打齿会缩短变速箱的使用寿命，严重时甚至会让变速箱当场报废。驾驶者换挡时之所以没有把离合器踩到底，主要是因为开车时座椅的位置不合适，导致左脚不能踏实地踩住离合。
开车前，驾驶者可以用右脚把刹车踏板踩实当作调整标准，这时如果驾驶者右腿能保持弯曲状态而且还能继续往下发力，同时也不会因弯曲而感到难受，那么距离就比较合适了。
（4）离合长时间半联动
这种情况往往是因为堵车或者其他原因造成车速太慢，一些新手害怕不好控制车辆速度而造成的。离合器长时间处在半联动状态下，会加速损伤离合器片，大大缩短离合器寿命。
在遇到堵车或倒车等需要小心控制车速的时候，可以在适当时候踩死离合器或松开离合器，只用挡位和刹车来控制车辆速度，尽量减少离合器在半联动状态下的时间。
（5）越级加挡
越级加挡的这种行为也很常见，除了操作失误所致以外，大多数时候都是驾驶员犯懒造成的。越级加挡以后，车辆处于高挡位低转速的状态，会出现车辆的动力不足、车辆加速不顺畅的现象，还会因为变速箱内齿轮的转速差过大，而对发动机有一定的损害。
（6）超车时升挡
很多新手在驾驶车辆准备超车时，往往会认为高挡位可以以更快的速度超车。其实这种观念是错误的，因为挡位越高，扭矩越小，加速时反而会让车的动力更加不足。
正确的做法应该是：在超车时可以降一挡，比如本来在四挡，准备超车时换成三挡，这样车辆会得到更大的扭矩，在加速时会得到更强的动力，反而会使车辆提速更快，等超过前车时再看情况把挡位升上去。
（7）空挡滑行
一些驾驶者误认为空挡滑行会比较省油、省力，但事实上，当车辆空挡滑行时，发动机不再对车辆进行拖拽制动，尤其是在雨、雪天气时地面比较湿滑，空挡滑行更危险，并且空挡滑行时只能用刹车来控制车速，这也会增加刹车的磨损。
（8）车未停稳就挂倒挡
多数家用车的倒挡都没有同步器，如果不停稳车就挂倒挡，会造成变速箱齿轮打齿，如果经常打齿，齿轮的齿冠就会被磨圆，齿轮间咬合就不彻底了，会造成挂挡后稍微有震动就容易掉挡的现象。
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