變速箱是變更傳動比和運動方向的齒輪箱。位于離合器與中央傳動之間。主要功用是:在發動機轉速和扭矩不變情況下,改變車輛的驅動力和行駛速度(換檔);使車輛可以倒退行駛(換向);發動機可以不熄火停車(空檔)。根據傳動型式,齒輪式變速箱可分為雙軸式、三軸式、組成式三種。雙軸式具有兩根主要軸(不包括倒檔軸),只經過一對齒輪減速。三軸式具有三根主要軸(第一軸、中間軸、第二軸),要經過兩對齒輪減速。組成式由兩個變速箱串聯或并聯組成,以便用較少的齒輪獲得較多的檔位。

汽車行駛中,為適應不同的工況,需要汽車的驅動力和車速在一定的范圍內變化,而現有發動機的轉矩和速度變化范圍無法達到這一要求,因此而設置變速箱。
其作用如下:
1、改變發動機和車輪之間的傳動比,使發動機在最佳工況工作下,擴大發動機傳遞到驅動輪上的扭矩和轉速,并得到不同的速度;
2、使汽車能倒退行駛;
3、設置空檔。

變速箱基本結構:1-輸入軸離合器、2-輸入軸、3-輸入軸第一主動齒輪、4-輸入軸第二主動齒輪、5-輸出軸前段、6-輸入軸倒檔主動齒輪、7-鎖止離合套驅動軸、8-中間軸、9-鎖止離合套、10-輸出軸前段花鍵、11-輸出軸后 段花鍵、12-輸出軸離合器、13-輸出軸后段、14-鎖止離合套回位彈簧、15-鎖止離合套撥動軸、16-倒檔變速軸、17倒檔滑動齒輪、18-輸出軸第二滑動齒輪、19-輸出軸第一滑動齒輪(見圖1)

各工況變速箱的工作情況分述如下:

前進擋階段:

當車輛處于前進狀態時,輸入軸離合器及輸出軸離合器均結合,輸出軸第一滑動齒輪嚙合在輸入軸第一主動齒輪上,輸入軸驅動輸出軸前段轉動,輸出軸前段驅動輸出軸后段轉動,發動機動力能夠順利輸出到車輪。

車輛換擋階段 :

當車輛處于換擋狀態時,駕駛員分離輸入軸離合器變速箱輸入軸失去動力;車輪變成主動件,動力會反向輸入給變速箱,這時由于輸出軸離合器單向傳動的特點,反向驅動的輸出軸離合器處于分離狀態,此時,變速箱輸入軸與變速箱輸出軸前段處于失去驅動力的狀態,輸出軸滑動齒輪通過撥叉實現與輸入軸上輸入軸第二主動齒輪的嚙合,完成平順換擋操作。

倒檔階段:

當車輛需要后退時,輸入軸離合器分離,倒檔滑動齒輪通過撥叉與倒檔中間齒輪嚙合,倒檔中間齒輪與輸入軸倒檔主動齒輪相嚙合,同時,倒檔變速軸與鎖止離合套撥動軸相聯動,使鎖止離合套通過其內的鎖止離合套內花鍵將輸出軸前段與輸出軸后段鎖止到一起,實現輸出軸后段的轉動。

發動機制動階段:

當車輛下坡,需要發動機制動時,駕駛員單獨操縱鎖止離合套,鎖止輸出軸前段和輸出軸后段,再掛接前進一擋,車輛就具有發動機制動功能。

自動變速箱在國際上已成為主流,主要有 AT、AMT、CVT 和 DCT 等類型。

AT 變速箱前期傳動系統以 4AT 為主,朝多方向發展,如 6AT、8AT。AT 具有換擋平穩、舒適性好、傳遞功率能力強等特點,但其燃油經濟性差,制造成本高。

AMT 是在傳統的手動變速器基礎上,只改變了手動操作部分,通過電子控制的自動操縱系統來實現自動換擋。AMT 的結構簡單,成本低,燃油經濟性好,但其舒適性差,自動化控制難度大。

CVT 是真正意義上的無級變速器,零件少、體積小,具有效率高、低油耗的優點,還可以作為動力藕合兼變速器匹配在混合動力汽車上。但其存在制造復雜、投資大、傳動帶易損壞且壽命短等缺點。

DCT 采用了兩個離合器的結構,換擋過程與 AT 類似。DCT 繼承了手動變速器燃油經濟性好、質量高等優點,在換擋過程中不存在動力中斷,換擋舒適性好。

IVT 現已有很多公司在積極研發或已產業化,或許會成為將來發展的新方向。

吉孚采用新型環保技術研發的錐環式無級變速箱(Cone-Ring Transmission,簡稱 KRG)是一種無級變速箱,它有著廣泛的性能匹配范圍。KRG 在設計時刻意避免采用液壓泵,僅僅使用簡單和耐用的零部件來實現機械控制。與傳統的 CVT 相比,KRG 變速系統的設計更加簡單且,零件加工精度沒有 CVT 的零件要求不高,制造成本低,大多數零件均為標準件,而且錐體用的材料為普通鋼,生產成本低。KRG 最大優勢是零部件非常少,并且耐用。KRG 與普通無級變速箱相比,變速響應快,操作舒適,可與 DCT 相媲美。低制造成本,低排放,KRG 或將成為未來技術發展的趨勢。

目前在眾多混動車上搭載了電子無級變速器 ECVT。ECVT 是由一套行星齒輪組和多個電機組成,通過行星排上的行星齒輪、離合器外加調速電機來實現變速。 相比于普通 CVT,ECVT 沒有液力變矩器、鋼帶等結構,結構更為簡單,其結構可以做的更緊湊。由于沒有液力變矩器等動力耦合部件,采用直接傳動,因此 ECVT可以具有較高的傳動效率和經濟性。同時由于沒有鋼帶等因素制約,ECVT 可以直接承受比普通 CVT 變速器更大的扭矩。ECVT 由于沒有液力變矩器緩沖,完全依靠電機調速,對于多個電機、離合器等的協作要求非常高,因此控制軟件 TCU 也比普通 CVT變速器復雜的多。另外,ECVT 對于控制電機的可靠性、功率與運行精度要求也非常高, 其上的電機一旦失效,變速器就會完全停擺,這也是 ECVT 潛在的風險之一。

1、及時檢查變速箱

要及時檢查變速箱內油液的液量,保證其維持在規定的范圍內,并且根據實際工作情況及時進行補填,補填時需要保證新加入的油液是同一種油液,更換油液時要趁著變速箱工作時,及時放出里面之前的油液,并且進行清洗。要定時檢查變速箱齒輪的工作狀態,保證齒輪之間嚙合在最佳的狀態下,并且及時進行清理,保證齒輪與軸之間配合完善。

2、及時檢查變速箱不同連接部位的狀態

日常維護過程中,要對變速箱各連接部位的狀態進行檢查,及時發現是否出現松動、磨損損壞等故障。連接部位出現松動時要及時擰緊,損壞位置及時進行修復更換。及時檢查軸端面油封與外部結合部位是否出現漏油滲油狀況,及時更換失效的油封與紙墊。

3、變速箱結構部件的維護

變速箱的日常維護要注重變速箱結構件的維護,要注重對變速箱齒輪、軸承以及不同軸之間的維護。要及時檢查變速箱齒輪是否發生磨損、打齒以及嚙合發生錯誤等問題。要加強軸承的檢查,注意軸承軸向或者徑向間隙過大、隔套磨損等問題。對于變速箱內結構件要做到正確養護與檢查,保證其運行在最佳狀態下,并且能夠及時發現問題并解決。

4、養成良好的駕駛習慣

日常使用過程中,要養成良好的開車習慣。在進行換擋時,操作變速操縱桿不能太用力,要采用規定的方法防止打壞齒輪、損壞操縱桿撥叉以及損壞操縱桿等問題。換擋時要保證離合器徹底踩下后才可以操縱操縱桿,防止打壞齒輪。在進行作業時,頻繁換擋時不能過快踩抬離合器,防止傳動件遭受較大沖擊而導致齒面剝落甚至是傳動花鍵折斷。在運輸過程中,不可以采取突然抬起離合器踏板的方法獲取大的驅動力來克服大載荷或障礙的困擾,減少齒輪沖擊而造成的磨損。

長期使用過程中,因換擋頻繁,使變速箱中的零部件不可避免地要發生磨損、變形,導致變速箱掛擋困難、自動脫擋、運轉中發出噪音等故障現象,影響使用。所以在日常使用中,要經常對變速箱工作情況進行全負荷操作檢查,觀察變速箱傳動是否平穩,有無異常間隙及雜聲,及時找出原因進行調整或修理。常見故障如下所示:

掛擋困難

操縱變速桿掛擋時,感到掛擋很費力,不能順利進人擋位;或掛擋時出現打齒聲,嚴重時掛不上擋。

產生原因如下:

1、離合器分離不徹底,不能完全切斷動力。具體表現為兩個方面:一是由于操縱不當,踏板沒踏到底,造成分離不徹底,掛擋困難。這種現象常見于新手,由于不熟練,往往踏板沒踏到底就掛擋,出現掛不上擋,且齒輪發響的狀況;二是屬于離合器技術狀態較差導致的掛擋困難;

2、新車個別嚙合齒齒端粗糙,造成掛擋困難;

3、換擋撥叉松脫、彎曲,換擋叉軸彎曲、銹蝕,移動困難,撥叉軸固定撥叉的鎖定螺釘松動時,也會造成掛擋困難;

4、變速桿上的倒擋拉桿長度調整不當,掛倒擋時,致使鎖片上升高度不夠,不能順利進人倒擋位置。

自動脫檔

自動脫擋常見有兩種情況。一種是在行駛中,稍抬加速踏板,擋位就跳回到空擋位置;另一種是在上坡負荷加大時,擋位立即跳回到空擋位置,這種情況下,如果重新掛擋未掛上,很容易形成溜坡,發生嚴重的事故。

產生原因如下:

1、撥叉彈簧彈力減弱或折斷,使自鎖定位失靈;

2、撥叉鎖定螺釘松動,撥叉軸定位槽或自鎖裝置的鋼球磨損,不能將變速桿可靠定位;

3、撥叉有效行程小或撥叉彎曲變形,導致齒輪嚙合不到位,受力后易脫擋;

4、撥叉端面磨損嚴重,撥叉端面與滑動齒輪環槽間隙過大,滑動齒輪易前后移位而自動脫擋;

5、齒輪工作面磨損成錐形,使齒輪嚙合間隙過大,易產生軸向推力,致使滑動齒輪脫開嚙合;

6、齒輪與軸的花鍵磨損,鍵槽間隙過大,使齒輪在傳動中擺動,滑動齒輪易脫離嚙合位置;

7、軸承磨損、軸承松曠,軸承與軸內圈滑轉、軸承與箱體座孔外圈滑轉,軸向間隙過大,都使齒輪軸產生傾斜和齒輪軸發生位移,導致齒輪受力后自動脫離嚙合。

變速箱異常響聲

變速箱異常響聲有兩種情況:一種是在空擋位置時出現異響;另一種是在行駛中換擋時出現異響。

產生原因如下:

1、齒輪油油量不足或齒輪油質量太差;

2、齒輪齒面嚴重磨損,使嚙合間隙過大;

3、齒輪輪齒疲勞剝落或崩邊崩角;

4、中間軸、第二軸過度磨損,或是花鍵軸和齒輪內花鍵磨損嚴重,間隙過大;軸彎曲或軸上鎖止件松動;

5、軸承松動或保持架損壞;

6、撥叉的非工作部位接觸、碰擦;

7、修理時不是成對更換齒輪,而是單個更換新齒輪。

變速箱自動跳擋
發生跳擋故障時,保證變速器操縱桿仍然在該擋 位的前提下熄火發動機。首先判斷是否正確調整操縱機構,然后對變速器與同步器的齒輪嚙合情況進行開 箱檢查。如果出現嚙合異常的現象,對軸承與撥叉進行檢查,如果軸承磨損嚴重或者撥叉槽間隙過大,則應該及時更換。如果嚙合情況沒有問題,那么檢查操縱鎖止機構是否出現鎖止不良情況,并且根據出現的問題及時進行更換。檢查變速叉定位是否準確,如果產生誤差,對變速叉軸定位球的位置與彈簧進行檢查,如果彈簧出現問題,應該及時進行更換。如果是因為變速器外殼松動,應該按照規定力矩要求進行螺栓固定。

變速箱過熱
為解決變速箱過熱問題,應從以下3點采取措施。

①變速箱在日常工作時,應該及時觀察變速箱潤滑油的液量,保證液量在規定的范圍內。

②變速箱在裝配時,應該按照裝配規定,采取準確的方法來進行軸承的配合,并且進行多次調試保證安裝準確性。

③在日常的工作中應該盡量避免長時間高負荷運行,要確保其變速箱工作的時效性。

變速箱內出現異常聲音
為避免變速箱發出異常聲音,在拖拉機日常運行過程中要做到以下3點。

①及時檢查變速箱潤滑油的油量以及潤滑油品質,保證潤滑油的規定用量,同時要保證潤滑油的品質。

②對變速箱要做好日常檢查, 對于齒輪要及時進行檢修,對有問題部件要及時進行修復或更換。

③對變速箱內部零件使用一段時間后要進行檢查,保證每一個零件都工作在最優的狀態。

無法掛擋或掛擋困難
出現無法掛擋或掛擋困難時應該從以下4方面進行維修。

①離合器踏板踩下,搬動操縱桿如果感到齒輪移動困難,嚙合出現問題,表明變速箱操縱機構部件出現問題,要針對出現問題的部件進行更換,并且更換以后要進行磨合,保證工作正常。

②如果換擋時,每個擋位都難以掛上甚至有明顯的撞擊聲,則表明離合器分離不徹底。

③針對變速箱操縱機構倒擋拉桿的位置有問題,要及時調整變速桿位置,并且及時檢查操縱機構緊固螺母是否出現問題并采取措施進行修復。

④由于部分特殊新車變速箱齒輪嚙合狀況較差,應該對新車變速箱進行磨合,這樣才能保證新車工作時的安全性。

亂擋
解決亂擋問題要做到以下4點。

①駕駛員在操縱換擋桿時,應該按照正常的要求進行,如果操縱桿出現變形,要及時更新修正甚至更換。

②如果可以同時掛上兩個擋位,則表明互鎖機構失效,應該及時進行修復或者更換。

③如果出現在擋位上無法換擋,或者操縱桿位置變化范圍稍小就會掛上某個擋位,則表明操縱桿下端鋼球與之配合的凹槽或者變速叉凹槽出現嚴重磨損,應該及時對出現問題的部件進行更換。

④要及時更換固定齒輪的鍵與齒輪,更換定位彈簧,采用聯鎖裝置,針對同時掛兩個擋與自動掛擋問題進行修正。

變速箱漏油
針對變速箱漏油故障,由于是部件損壞問題,所以可以采取以下措施。

①按時檢查變速箱油封,檢查 其是否出現損壞、老化等問題。

②及時檢查油塞排氣孔是否出現堵塞,如果被堵塞要及時進行疏通。

③要按時對變速箱殼體進行檢查,如果發現變速箱殼體出現裂縫等問題,要及時進行修復甚至是更換。

④要保證變速箱內油液在正常的油液水平下,并且擰緊密封墊。