为了适应现代汽车对驾驶舒适性、环保性能要求的不断提高,变速器技术有了进一步的改进。为了使变速器能更平稳地运行,变速器内添加了更多的齿轮组。这样,变速器能更好地适应各种发动机的特点,它也间接地利用了转矩降低来减少废气排放量。
如图2-87所示,六速手动变速器02M是一款新产品:这是一款适应横置发动机的六速两输出轴式变速器。两输出轴式变速器严格意义上来说没有这种称谓,但是,随着02M变速器的出现,两输出轴这个名字被越来越多的人熟悉,我们也就姑且把这种变速器称为两输出轴式变速器。
02M是一款横置紧凑型六速手动变速器。那么,它是如何实现紧凑的呢?
在传统的手动变速器上,一根输入轴将动力传递给一根输出轴,档位越多,变速器输入轴和输出轴上的齿轮就越多,其结果是变速器的轴向尺寸变长。而02M变速器使用了两根输出轴,这样所有档位的变速齿轮就布置在两根输出轴上,变速器的整体轴向尺寸变短,如图2-88所示。在本学习内容中,将向您讲解02M变速器的结构及传动原理。
表2-3所示为02M六速两输出轴式变速器的技术参数,表2-4所示为02M六速两输出轴式变速器与发动机配合使用表及其各档传动比。
图2-87 02M六速两输出轴式变速器
图2-88 02M六速两输出轴式变速器结构图
表2-3 02M六速两输出轴式变速器技术参数
表2-4 02M六速两输出轴式变速器与各发动机的配合表
从表2-4可以看出,02M变速器与两种类型的发动机配合使用。所配合使用的发动机类型不同,变速器的安装角度也不同。
1)如图2-89所示,如果与L4型发动机配合使用,则变速器向后倾斜15°。
2)如图2-90所示,如果与VR6型发动机配合使用,则变速器向前倾斜8°。
1.变速器结构
在传统的手动变速器上,一根输入轴将动力传递给一根输出轴,档位越多,变速器输入轴和输出轴上的齿轮就越多,其结果是变速器的轴向尺寸变长。
所谓的短变速器,其中一个典型的代表就是02M变速器,它使用了两根输出轴,这样所有档位的变速齿轮就布置在两根输出轴而不是一根输出轴上。用两根输出轴取代传统的一根输出轴来实现短的、紧凑的变速器是不够的,它仍然需要找到一种方法——在不需要更多组件的情况下将转矩传递给两根输出轴。这个问题是由单齿轮双传动来解决的。在这种情况下,输入轴上一个固定的齿轮可以驱动输出轴1和输出轴2上的两个滑动齿轮。
图2-89 与L4型发动机配合使用
图2-90 与VR6型发动机配合使用
为了实现不同的传动比,各档位的滑动齿轮拥有不同的直径,因此,也就有了不同齿数的滑动齿轮。通过换档操纵机构的控制,可以实现6个前进档和1个倒档。具体结构讲解如下:
(1)输入轴 如图2-91所示,输入轴前面花键部分安装离合器的从动盘,以接受发动机的动力。输入轴上的齿轮设计为固定齿轮,即它们永久地连接在输入轴上。这些齿轮包括1/倒档主动齿轮、2档主动齿轮、3档主动齿轮、4/6档主动齿轮和5档主动齿轮。只要发动机运转,所有档位的主动齿轮就一直转动。
图2-91 输入轴结构图
(2)输出轴 如图2-92所示,02M变速器有两根输出轴。在每根输出轴上,除输出齿轮固定在输出轴上外,其他的档位齿轮均通过滚针轴承空套在输出轴上,并可以自由旋转,因此,它们也被称为滑动齿轮。同步器中的接合套可通过接合齿圈将滑动的档位齿轮刚性地连接到输出轴上,这样,便可在输入轴相应齿轮的带动下形成我们所需要的档位。
两根输出轴的滑动齿轮安装情况如下:
1)输出轴1:1档从动齿轮、2档从动齿轮、3档从动齿轮和4档从动齿轮。
2)输出轴2:5档从动齿轮、6档从动齿轮和倒档从动齿轮。
图2-92 输出轴结构图
(3)倒档轴 两个旋向相反的倒档惰轮1和倒档惰轮2安装在一根倒档轴上。(www.xing528.com)
图2-93所示为各个轴的安装位置示意图。
图2-93 各轴安装位置示意图
2.变速器各档位动力传递原理
发动机旋转、离合器接合时,输入轴上各档位的主动齿轮转动,输出轴上各档位的从动齿轮空转。此时,各档同步器的接合套处于中间位置,输出轴不转,变速器处于空档位置。
(1)1档动力传递原理 如图2-94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上的1档从动齿轮的接合齿圈与花键毂连接,则1档从动齿轮与输出轴1刚性连接,1/2档同步器处于工作状态。随后,驾驶人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/倒档主动齿轮→输出轴1上的1档从动齿轮→1/2档同步器已工作→输出轴1→输出齿轮1→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2-95所示,2档时,1/2档同步器的接合套向右移动,将输出轴1上的2档从动齿轮的接合齿圈与花键毂连接,则2档从动齿轮与输出轴1刚性连接,1/2档同步器处于工作状态。
图2-94 02M变速器1档动力传递路线图
图2-95 02M变速器2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2档主动齿轮→输出轴1上的2档从动齿轮→1/2档同步器已工作→输出轴1→输出齿轮1→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。
(3)3档动力传递原理 如图2-96所示,3档时,3/4档同步器的接合套向左移动,将输出轴1上的3档从动齿轮的接合齿圈与花键毂连接,则3档从动齿轮与输出轴1刚性连接,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→输入轴3档主动齿轮→输出轴1上的3档从动齿轮→3/4档同步器已工作→输出轴1→输出齿轮1→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。
图2-96 02M变速器3档动力传递路线图
(4)4档动力传递原理 如图2-97所示,4档时,3/4档同步器的接合套向右移动,将输出轴1上的4档从动齿轮的接合齿圈与花键毂连接,则4档从动齿轮与输出轴1刚性连接,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→输入轴4/6档主动齿轮→输出轴1上的4档从动齿轮→3/4档同步器已工作→输出轴1→输出齿轮1→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2-98所示,5档时,5/6档同步器的接合套向左移动,将输出轴2上的5档从动齿轮的接合齿圈与花键毂连接,则5档从动齿轮与输出轴2刚性连接,5/6档同步器处于工作状态。
图2-97 02M变速器4档动力传递路线图
图2-98 02M变速器5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5档主动齿轮→输出轴2上的5档从动齿轮→5/6档同步器已工作→输出轴2→输出齿轮2→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)6档动力传递原理 如图2-99所示,6档时,5/6档同步器的接合套向右移动,将输出轴2上的6档从动齿轮的接合齿圈与花键毂连接,则6档从动齿轮与输出轴2刚性连接,5/6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4/6档主动齿轮→输出轴2上的6档从动齿轮→5/6档同步器已工作→输出轴2→输出齿轮2→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。
(7)倒档动力传递原理 如图2-100所示,倒档时,倒档同步器的接合套向左移动,将输出轴2上的倒档从动齿轮的接合齿圈与花键毂连接,则倒档从动齿轮与输出轴2刚性连接,倒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1/倒档主动齿轮→倒档轴上的倒档惰轮1→倒档轴上的倒档惰轮2→倒档同步器已工作→输出轴2上的倒档从动齿轮→输出轴2→输出齿轮2→主减速器主动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→驱动轮,汽车倒向行驶,实现倒车功能。
图2-99 02M变速器6档动力传递路线图
图2-100 02M变速器倒档动力传递路线图
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