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宝来02T五速两轴式变速器:汽车底盘构造解析

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:大众公司成功地开发了一种超轻重量的两轴式变速器:MQ200系列的新一代02T五速手动变速器。5)标准的拉索操纵变速器。02T手动变速器是一个五速前轮驱动的紧凑型变速器,它是一个两轴式变速器,并带有附加的倒档齿轮轴。该变速器是通过换档拉索进行操纵的,离合器是液压控制的。图2-46 宝来02T五速两轴式变速器图2-47 离合器分离杆图2-48 换档轴图2-49 内操纵机构图2-50 轴承支架图2-51 外操纵机构4.轴承支架如图2-50所示,带有两个球轴承和预安装的传动机构。

宝来02T五速两轴式变速器:汽车底盘构造解析

大众公司成功地开发了一种超轻重量的两轴式变速器:MQ200系列的新一代02T五速手动变速器。新一代的变速器的开发目的为:

1)便捷精确的换档操纵。

2)最优的效率

3)重量轻。

4)模块化技术。

5)标准的拉索操纵变速器。

02T手动变速器(图2-46所示)是一个五速前轮驱动的紧凑型变速器,它是一个两轴式变速器,并带有附加的倒档齿轮轴。前进档的齿轮是螺旋槽齿轮并连续啮合,1档和2档齿轮在输出轴啮合,3档、4档和5档齿轮在输入轴上啮合。倒档齿轮是直齿,当选择了倒档时,倒档换向齿轮啮合到一个在输出轴和输入轴之间的独立的倒档轴上,输出轴的转动方向被改变。该变速器是通过换档拉索进行操纵的,离合器液压控制的。变速器能够传递达200N·m的转矩并可以与A00系列到A系列的各种发动机组合使用。

(一)变速器的结构特点

独立的模块单元以模块的形式装配,这提高了它们在系列化生产后以及在维修车间的功能性。这些模块为:

1.离合器分离杆

如图2-47所示,该模块包括离合器分离杆、分离轴承和导向套筒

2.带换档机构罩盖的换档轴

如图2-48所示,换档机构所有的锁齿、弹簧和导向元件,以及用于换档机构调整的角块都属于该模块。

3.内操纵机构

如图2-49所示,包括换档拨叉、换档板和轴承。

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图2-46 宝来02T五速两轴式变速器

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图2-47 离合器分离杆

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图2-48 换档轴

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图2-49 内操纵机构

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图2-50 轴承支架

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图2-51 外操纵机构

4.轴承支架

如图2-50所示,带有两个球轴承和预安装的传动机构。

(二)变速器操纵机构

1.外操纵机构

如图2-51所示,02T变速器上装备了远距离拉索式外操纵机构:有两根拉索连接变速杆和变速器。两根拉索将变速杆的选档和换档运动传递到换档轴上。中继杆和换档运动杆将两根拉索的运动分解成换档轴的向前、向后和旋转运动。在换档机构罩盖上有一个角块,它使换档轴按照预先设计好的位置被安装,以保证维修工作的顺利进行。因此,由拉索操纵的换档更易于调整。

2.内操纵机构

内操纵机构如图2-52所示。换档运动是从上部传入到变速器的,换档轴位于换档机构罩盖中,换档轴在选档运动中轴向运动,并在换档运动中转动,两个带有弹簧的球体将换档轴锁定位置。1、2档换档拨叉和3、4档换档拨叉是安装在球轴承上的,这些轴承增加了换档机构的运动平顺性。5档换档拨叉的轴承具有低磨损特性。换档拨叉的换档块卡入到相应齿轮副的接合套中。在换档时,换档板和换档轴上的换档拨叉由换档拨爪移动。

3.选档运动

如图2-53所示为选档运动示意图。作用在变速杆上的选档运动(左右)通过选档杆转换为选档拉索的前后运动。选档杆安装在轴承销上。通过变速器的外部机构,选档拉索的前后运动被转换为换档轴的上下运动。出于该目的,选档拉索安装在中继杆上,中继杆安装在中心轴承上并通过一个滑块与换档轴非刚性连接。在变速器内,该上下运动将换档轴上的换档拨爪定位在相应的换档板上。

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图2-52 内操纵机构

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图2-53 选档运动示意图

4.换档运动

如图2-54所示为换档运动示意图。直接的换档运动通过变速杆导块传递到换档拉索,如果变速杆在某个档位的前后方向运动,换档拉索则以与换档运动杆运动相反的方向运动。换档拉索在换档中的向前或向后的运动使得换档轴转动,可移动的滑块保持选档拉索中继杆在所选择的位置上不变化。在变速器内换档轴上的换档拨爪在转动中移动换档板。在转动中,换档轴驱动换档拨叉并转换换档接合套,档位被啮合。

5.倒档锁

如图2-55所示,在02T变速器中有一个倒档锁,作为防止无意挂入倒档的安全装置。倒档锁集成在换档壳体上,驾驶人首先必须克服倒档锁的力,然后才能选择倒档并换档。

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图2-54 换档运动示意图

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图2-55 倒档锁构图

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图2-56 倒档锁工作原理图

1)在普通的换入前进档的换档过程中,变速杆的锁止凸轮抵住互锁机构。

2)当驾驶人预挂入倒档时,变速杆克服弹簧力被压下。此时,锁止凸轮位于互锁机构的下部。

3)在随后的选择倒档的运动中,变速杆可以通过互锁机构以选择倒档。

4)当驾驶人挂入倒档后,压力弹簧将变速杆向上顶到啮合位置并保持在倒档位置。

(三)变速器换档装置

02T变速器共有3个换档装置——同步器,其同步器有两种形式:三件式和单件式。其中1档和2档的传动比大,因此,采用三件式同步器;而3档、4档和5档的传动比相对较小,因此,采用单件式同步器。其中3档、4档和5档采用的单件式同步器我们前面已经讲解过,现在只对三件式同步器进行讲解。

如图2-57所示,所谓的三件式同步器,相对于单件式同步器而言,只不过是多了两个同步环。三件式同步器主要由内同步环、中间同步环和外同步环组成。

如图2-58所示,三件式同步器位于1档和2档浮动齿轮之间。在换档过程中,齿轮副通过齿轮上的接合齿圈和同步器上的接合套进行同步,这种几乎是双倍面积的锥形摩擦面增加了同步性能约50%,同时,几乎降低了一半的换档力,其结果是极大地提高了从3档换入2档,以及从2档换入1档的操作舒适性。

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图2-57 三件式同步器结构图

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图2-58 三件式同步器的安装位置

(四)变速器传动机构(www.xing528.com)

通过分析02T变速器的结构可知,该变速器内有三根相互平行的轴:一根输入轴、一根输出轴和一根倒档轴。在每根轴上都适当地安有齿轮,相应的在齿轮与齿轮之间还适当地安装有同步器。通过换档操纵机构的控制,可以实现5个前进档和1个倒档。具体结构讲解如下。

1.输入轴

如图2-59所示,输入轴连同位于变速器壳体内的一个滚柱轴承和一个开槽球轴承安装在变速器壳体内的一个轴承总成上。为减小重量,输入轴有一个很深的钻孔。1档、2档、倒档齿轮与输入轴制成一体。3档、4档和5档齿轮是浮动的并套在滚针轴承上转动。3、4档同步器和5档同步器是通过纵向键槽与输入轴主动连接的。

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图2-59 输入轴结构图

图2-60所示为输入轴在变速器内的安装位置。

2.输出轴

如图2-61所示,与输入轴一样,输出轴支承在变速器壳体中的轴承上,为减小重量,输出轴也有一个很深的钻孔。3档齿轮、4档齿轮、5档齿轮和1、2档同步器是通过纵向键槽与输出轴主动连接的。1档和2档齿轮是浮动的并套在滚针轴承上转动。

图2-62所示为输出轴在变速器内的安装位置。

3.倒档轴

倒档轴的两端直接插入变速器的壳体内,因此,倒档轴既不转动也不轴向移动。在倒档轴上只安装有直齿式倒档惰轮,它空套在倒档轴上。在倒档过程中,倒档拨叉拨动倒档惰轮轴向移动,使其分别与输入轴上的倒档直齿轮和1、2档同步器接合套上的直齿相啮合。

4.差速器

如图2-63所示,差速器和手动变速器组合成一个整体,它位于变速器前壳体和中壳体中的两个圆锥滚子轴承中,两个不同直径的油封将壳体与法兰轴的外部隔离开。主减速器从动齿轮铆接在差速器壳体上,并与主减速器主动齿轮相啮合。当更换部件后,需要使用一个调整盘调整差速器在变速器前壳体内的轴向位置。

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图2-60 输入轴在变速器内的安装位置

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图2-61 输出轴结构图

图2-64所示为差速器在变速器内的安装位置

5.轴承支架

如图2-65所示,轴承支架模块的设计是变速器布局的一个新特点,这种模块是一个带有两个开槽球轴承的轴承支架。开槽球轴承不是直接安装在变速器壳体上的,它们是位于一个单独的轴承支架上。输入轴和输出轴的整个轴和齿轮副总成是在变速器壳体外预装到轴承支架中的。因此,它们可以很方便地安装到变速器壳体中。

用于“固定”输入轴和输出轴的两个开槽球轴承是紧凑型轴承支架的组成部分,它是压入到轴承支架中的。开槽球轴承是用一个成形板定位在设计位置上的,成形板是焊接到轴承支架上的。开槽球轴承通过独立的径向密封圈阻挡变速器油中的磨损残余物。

轴承支架及其眼镜形凸肩,被压入变速器并用六个螺栓紧固到变速器壳体上。

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图2-62 输出轴在变速器内的安装位置

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图2-63 差速器结构图

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图2-64 差速器在变速器内的安装位置

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图2-65 轴承支架结构图

6.宝来02T变速器各档位动力传递原理

(1)1档动力传递原理 如图2-66所示,当预挂入1档时,驾驶人左脚将离合器踏板踩下,此时,离合器处于分离状态。驾驶人右手将变速杆置入1档位置,此时,1、2档同步器的接合套向左移动,将输出轴1档齿轮的接合齿圈与花键毂连接,1、2档同步器处于工作状态。随后,左脚缓慢放松离合器踏板,当离合器接合后,发动机的动力经离合器传递到变速器内的齿轮传动机构上。

动力传递路线:动力经发动机曲轴飞轮→离合器→输入轴→输入轴1档齿轮→输出轴1档齿轮→1、2档同步器已工作→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→驱动轮,汽车前进行驶。

(2)2档动力传递原理 如图2-67所示,2档时,1、2档同步器的接合套向右移动,将输出轴2档齿轮的接合齿圈与花键毂连接,1、2档同步器处于工作状态。

动力传递路线:动力经发动机曲轴→飞轮→离合器→输入轴→输入轴2档齿轮→输出轴2档齿轮→1、2档同步器已工作→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→驱动轮,汽车前进行驶。

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图2-66 02T变速器1档动力传递路线图

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图2-67 02T变速器2档动力传递路线图

(3)3档动力传递原理 如图2-68所示,3档时,3、4档同步器的接合套向左移动,将输入轴3档齿轮的接合齿圈与花键毂连接,3、4档同步器处于工作状态。

动力传递路线:动力经发动机曲轴→飞轮→离合器→输入轴→3、4档同步器已工作→输入轴3档齿轮→输出轴3档齿轮→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→驱动轮,汽车前进行驶。

(4)4档动力传递原理 如图2-69所示,4档时,3、4档同步器的接合套向右移动,将输入轴4档齿轮的接合齿圈与花键毂连接,3、4档同步器处于工作状态。

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图2-68 02T变速器3档动力传递路线图

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图2-69 02T变速器4档动力传递路线图

动力传递路线:动力经发动机曲轴→飞轮→离合器→输入轴→3、4档同步器已工作→输入轴4档齿轮→输出轴4档齿轮→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→驱动轮,汽车前进行驶。

(5)5档动力传递原理 如图2-70所示,5档时,5档同步器的接合套向右移动,将输入轴5档齿轮的接合齿圈与花键毂连接,5档同步器处于工作状态。

动力传递路线:动力经发动机曲轴→飞轮→离合器→输入轴→5档同步器已工作→输入轴5档齿轮→输出轴5档齿轮→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→驱动轮,汽车前进行驶。

(6)倒档动力传递原理 如图2-71所示,当预挂入倒档时,驾驶人左脚将离合器踏板踩下,此时,离合器处于分离状态。驾驶人右手将变速杆左移并将其压下以挂入倒档位置。此时,倒档拨叉将倒档轴上的倒档惰轮向右移动,此时,倒档惰轮分别与输入轴上的倒档直齿轮和1、2档同步器接合套上的直齿相啮合,以改变输出轴的旋转方向。随后,左脚缓慢放松离合器踏板,当离合器接合后,发动机的动力经离合器传递到变速器内的齿轮传动机构上。

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图2-70 02T变速器5档动力传递路线图

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图2-71 02T变速器倒档动力传递路线图

动力传递路线:动力经发动机曲轴→飞轮→离合器→输入轴→输入轴倒档直齿轮→倒档惰轮→1、2档同步器接合套上的直齿→输出轴→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→驱动轮反转,汽车倒向行驶,实现倒车功能。

注:两轴式变速器中的两轴是指变速器的输入轴和输出轴,不包括倒档轴。通过上面的学习,我们发现前进档中的各档采用的是同步器式换档方式,因此,各档齿轮均为斜齿轮。而倒档采用的是直齿滑动式换档方式,其采用的齿轮均为直齿,这也是倒档噪声比前进档噪声大的原因所在。

(五)变速器壳体和盖

如图2-72所示,变速器前壳体和中壳体由镁金属制成。同铝制的壳体比较,镁制的壳体具有低的密度,因此,其强度也降低,但这可以通过加厚的加强筋条和增大的壁厚来补偿。其安装支架的安装点位于变速器壳体的顶部,自对准轴承支架的接合点位于变速器壳体的底部。

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图2-72 变速器壳体和盖

壳体的低材料强度要求加大螺栓的拧入深度。为防止壳体产生电化学降解作用,螺栓都必须使用涂层。

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