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第三章手動變速器3.1手動變速器概述3.2普通齒輪變速器變速傳動機構3.3變速器的操縱機構3.4同步器3.5分動器3.6手動變速器的維修3.7手動變速器的故障診斷2025/6/242第三章手動變速器

學習目標：1、熟悉手動變速器的功用及變速原理；2、了解同步器的工作原理與構造；3、變速器的操縱機構的工作原理與構造；4、了解分動器的功用及工作原理；5、手動變速器的維護與故障診斷。2025/6/243

汽車行駛條件是比較復雜的，行駛速度和行駛阻力的變化非常大，這就要求汽車的驅動力和車速能在相當大的范圍內變化，而汽車上普遍采用的動力裝置是汽油或柴油發動機，其轉矩與轉速變化范圍都較小，因此在汽車傳動系中設置了變速器來解決這一矛盾。世界上第一臺變速器是法國人1895年制造的，他采用滑動直齒輪的方式換擋。此后，為改善傳動效率，人們在此基礎上進行改進，發明了斜齒輪嚙合、接合套掛擋、同步器換擋等方法，從而提高了換擋品質。2025/6/244世界上第一臺變速器2025/6/245手動變速器（MT)2025/6/2463.1手動變速器概述

一、手動變速器的功用

1、實現變速、變矩——前進擋改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應經常變化的行駛條件，同時使發動機在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作。

2、實現倒車——倒擋在發動機旋轉方向不變情況下，使汽車能倒車行駛。

3、實現中斷動力傳動——空擋利用空擋，中斷發動機向驅動輪的動力傳遞，以發動機能夠起動和怠速運轉，滿足汽車暫時停車和滑行的需要。第三章手動變速器2025/6/247減速增扭作用增速減扭作用改變齒輪方向2025/6/248

二、手動變速器的組成

手動變速器分成以下3部分：操縱機構、傳動機構、殼體和蓋。

1、操縱機構的結構兩種結構類型：機械杠桿式和鋼索式。大多采用機械杠桿式。

2、傳動機構：齒輪、軸、軸承以及同步器組成。

3、殼體和蓋：用來安裝傳動機構和內操縱機構，同時儲存潤滑油。2025/6/249齒輪變速器的一般結構基本結構：由殼體、傳動部分和操縱部分。殼體操縱機構齒輪傳動機構2025/6/2410

三、手動變速器的分類：

1、按傳動比變化方式來分:①有級式變速器采用齒輪傳動。通常有3-5個前進擋和一個倒擋;重型貨車則有更多擋位，有的還裝有副變速器。所謂變速器擋數即指其前進擋個數。②無級式變速器

無級變速器有電力式和液力式（動液式）兩種，其傳動比在一定的范圍內可按無限多級變化。電力式變速器的變速傳動部件為直流電動機。液力式變速器的傳動部件是液力變矩器。③綜合式變速器

(自動變速器)

是指由液力變矩器和行星齒輪式有級變速器組成的液力機械式變速器，其傳動比可在最小值和最大值之間的幾個間斷范圍內作無級變化，目前應用較多。2025/6/24112、按操縱方式來分:①手動變速器簡稱MT（ManualTransmission）。通過駕駛員用手直接操縱換檔機構進行擋位變換。齒輪式有級變速器大多都采用此種操縱方式。②自動變速器簡稱AT（AutomaticTransmission）。它的傳動比選擇和換擋是自動進行的，所謂“自動”指自動控制系統能根據發動機負荷和車速的信號變化情況來自動地選定擋位，并進行擋位變換。駕駛員只需操縱加速踏板以控制車速。③手動自動一體變速器在高擋轎車上采用較多。它的擋位設計與自動擋相仿，只不過將前進檔D檔往旁邊一撥，可以通過前推后拉，實現自動的擋位切換，駕駛者可以享受到把握換擋時機的操控感。2025/6/2412自動變速器手動變速器手動自動一體變速器2025/6/24133.2普通齒輪變速器變速傳動機構操縱機構的作用：實現換擋。普通齒輪變速器由變速傳動機構和操縱機構組成。變速傳動機構：是變速器的主體部分，主要由一系列相互嚙合的齒輪副及其支承軸以及作為基礎的殼體組成，其主要作用是改變傳動比和旋轉方向。2025/6/2414

一、三軸式變速器

1、三軸式變速器的工作原理三軸式變速器通常應用于發動機前置，后輪驅動的中、輕型貨車上。三軸式五擋手動變速器2025/6/2415三軸式五擋變速器結構一、倒擋齒輪二擋齒輪三擋齒輪四擋齒輪四、五擋同步器二、三擋同步器三軸式變速器工作原理演示2025/6/2416三軸式五檔變速器結構2025/6/24171、三軸式變速器的工作原理（1）利用不同齒數的齒輪對相互嚙合，以改變變速器的傳動比。

由箱體、輸入軸、中間軸、輸出軸、倒擋軸、各擋齒輪和軸承等組成。

三軸式齒輪變速箱結構簡圖輸入軸輸出軸中間軸倒擋軸2025/6/2418變速器傳動原理2025/6/2419

（2）通過增加齒輪傳動的對數，以實現倒檔（下頁動畫）。

前進擋時，動力由第一軸直接傳給第二軸，只經過一對齒輪傳動，兩軸轉動方向相反。倒擋時，動力由第一軸傳給倒擋軸、再由倒擋軸傳給第二軸，經過兩對齒輪傳動，第一軸與第二軸轉動方向相同。

2025/6/2420實現倒擋工作原理2025/6/2421

2、傳動比

第一級齒輪傳動中，小齒輪1為主動齒輪，其轉速為n1，齒數為Z1；大齒輪2為從動齒輪，轉速為n2，齒數為Z2。這對齒輪的傳動比為：2025/6/2422

普通齒輪傳動的基本原理

傳動比：i12=n1/n2=z2/z1i12>1，減速；

i12<1，增速。

對于多級傳動：i14=?i12=n1/n2=z2/z1i34=n3/n4=z4/z3i14=i12i34=n1/n4=(z2z4)/(z1z3)i=n輸入/n輸出

=

T輸出/T輸入主動主動從動從動2025/6/24233、三軸式變速器的動力傳遞途徑2025/6/2424圖東風EQ1141G型汽車五擋變速器結構2025/6/2425三軸式變速器工作原理動畫演示2025/6/2426三軸式變速器各擋傳遞線路

動畫演示2025/6/2427三軸式五檔變速器結構一、倒檔齒輪二檔齒輪三檔齒輪四檔齒輪四、五檔同步器二、三檔同步器2025/6/2428空擋各檔換檔過程（動力傳遞路線）示意圖2025/6/2429一擋2025/6/2430二擋2025/6/2431三擋2025/6/2432四擋四、五檔同步器2025/6/2433倒擋2025/6/2434

1、基本構造及原理

第一軸（動力輸入軸）、第二軸（動力輸出軸）、倒檔軸、軸承、變速齒輪組成

（特點：輸入軸與輸出軸平行，無中間軸）。二軸式齒輪變速箱結構圖

二、兩軸式變速器

兩軸是指汽車前進時，傳遞動力的軸只有第一軸和第二軸。

大部分轎車都采用兩軸式變速器。

三軸式變速器不適用于發動機前置前輪驅動的汽車。

2025/6/24352025/6/24362025/6/24372、各檔換檔過程（動力傳遞路線）

空檔2025/6/2438一檔2025/6/2439二檔2025/6/2440三檔2025/6/2441四檔2025/6/2442五檔2025/6/2443倒檔2025/6/2444捷達轎車變速器工作原理結構簡圖2025/6/2445典型二軸式變速器工作路線

動畫演示2025/6/2446三、組合式變速器

在重型貨車上，為提高汽車的動力性和經濟性，擴大變速傳動比，并增加擋位數，常在普通變數器上再附加一個兩擋副變速器，使原來的擋位增加一倍，而成為組合式變速器。2025/6/2447

1、插入式組合變速器

插入式組合變速器一般把副變速器布置在主變速器之前，當汽車升速按由低向高換擋時，副變速器掛抵擋（L），主變速器掛一擋，接著一擋不動，副變速器掛高擋；此后，副變速器和主變速器同時換擋，一個變成抵擋L，一個換成二擋；如此循環下去，直到最高擋為止。插入式組合變速器圖主變速器副變速器

副變速器前置，插入式配擋。主、副變速器交替換擋。2025/6/2448

2、分段式組合變速器

分段式組合變速器其副變速器在主變速器之后。換擋過程：副變速器掛低檔L，主變速器由一擋開始連續換擋至最高擋；然后，副變速器變成變成高擋H，主變速器又回到一擋，再重新連續換擋。分段式組合變速器圖主變速器副變速器

副變速器后置，分段式配擋。僅在四、五擋間切換時需操作副變速器。2025/6/2449分段式組合式變速器2025/6/2450

組合式變速傳動機構的特點是由主變速器和副變速器組合（串聯）而成。

傳動比：

2025/6/24513.3變速器的操縱機構

一、變速器操縱機構的功用、要求與類型

1、變速器操縱機構的功用

是保證駕駛員進行擋位變換，即，根據汽車行駛條件的需要改變變速器傳動機構傳動比、變換傳動方向或中斷發動機動力的傳遞。變速器操縱機構演示2025/6/2452

2、變速器操縱機構要求

（1）設自鎖裝置，防止變速器自動脫擋，并保證輪齒以全齒寬嚙合。（2）設互鎖裝置，防止變速器同時掛入兩個擋位，以免造成發動機熄火或損壞零部件。（3）設倒擋鎖，防止誤掛倒擋，防止汽車在前進中因誤掛倒擋而造成極大的沖擊，使零件損壞，并防止在汽車起步時誤掛倒擋而造成安全事故。2025/6/24533、變速器操縱機構的類型

（1）直接操縱式操縱機構

具有換擋位置容易確定、換擋快、換擋平穩等優點。大多數小轎車和長頭貨車的變速器都采用這種操縱形式。2025/6/2454（2）遠距離操縱式操縱機構圖—變速器遠距離操縱示意圖圖—桑塔納2000型轎車五擋變速器遠

距離操縱機構示意圖1—支撐桿；

2—內換擋桿；3—換擋桿接合器；4—外換擋桿；5—倒擋保險擋塊；6—換擋手柄座；

7—操縱桿；

8—換擋標記

具有變速桿占據駕駛室空間小、乘坐方便等優點。2025/6/2455

二、變速器操縱機構的構造變速器操縱機構通常由換擋撥叉機構和定位鎖止裝置兩部分組成。1、換擋撥叉機構換擋撥叉機構動畫1換擋撥叉機構動畫22025/6/24562、定位鎖止裝置（1）自鎖裝置

動畫演示組成：自鎖鋼球和自鎖彈簧；

作用：保證換檔到位;防止自動脫檔。

自鎖裝置視頻演示2025/6/2457圖

—變速器的自鎖和互鎖裝置1—自鎖鋼球；2—自鎖彈簧；3—變速器蓋(前端)；4—互鎖鋼球；5—互鎖銷；

6—撥叉軸。2025/6/2458圖—互鎖裝置工作示意圖1、5、6—撥叉軸；2、4—互鎖鋼球；3—互鎖銷。（2）互鎖裝置組成：互鎖銷，互鎖鋼球；

作用：防止同時掛入兩檔。

動畫演示動畫演示2025/6/2459（3）倒擋鎖裝置1—倒擋鎖銷；2—倒擋鎖彈簧；3—倒擋撥塊；4—變速桿。圖—彈簧鎖銷式倒擋鎖組成：倒檔鎖銷，倒檔鎖彈簧；

作用：防止誤掛倒檔。動畫演示2025/6/24603.4同步器

作用：

實現換擋時接合套與待嚙合齒圈迅速同步，縮短換擋時間，防止在同步前嚙合而產生的齒輪撞擊聲。使需嚙合的一對齒輪或齒套的圓周速度達到相同，避免齒間沖擊和噪音，從而順利掛擋。類型：慣性式和慣性增力式兩種。2025/6/2461接合套換擋3.4同步器

一、無同步器時變速器的換擋過程

采用滑動齒輪或接合套換擋時，必須使待嚙合的輪齒或接合套與接合齒圈花鍵齒的圓周速度一致（同步），才能順利進入嚙合而完成掛擋。2025/6/24621、無同步器低擋換高擋低擋換高擋動畫

2025/6/24632、無同步器高擋換低擋高擋換低擋動畫2025/6/2464二、慣性式同步器結構（鎖環式視頻）慣性鎖環式同步器慣性式同步器分為三種類型：鎖環式、鎖銷式和多錐式。2025/6/24651、鎖環式慣性同步器構造2025/6/2466鎖環式同步器剖面圖圖鎖環式慣性同步器結構圖鎖環式同步器演示2025/6/2467慣性鎖環式同步器同步過程工作原理

動畫演示鎖環式慣性同步器（低速檔升到高速擋）撥環力矩，慣性力矩。

動畫演示2025/6/242025/6/24692、鎖銷式慣性同步器：

為了改變鎖環慣性式同步器摩擦力矩不大的缺點，有的貨車上采用了鎖銷式慣性同步器。如圖所示為鎖銷式慣性同步器結構圖。2025/6/2470鎖銷式慣性同步器組成2025/6/2471鎖銷式慣性同步器工作原理

動畫演示2025/6/2472

綜上所述，慣性式鎖止同步器有兩重意思，第一是鎖止，即在輸入端和輸出端的速度未達到同步之前，同步器中有一種鎖止機構來組織他們做剛性結合；

第二是慣性，即利用作用在同步器輸入和輸出端之間的慣性力矩來實現這種鎖止。這個慣性力矩就是作用在錐面上的摩擦力矩，也叫同步力矩。凡是利用慣性力矩使鎖止裝置起作用的同步器都叫慣性鎖止式同步器。2025/6/2473三、慣性增力式同步器

慣性增力式同步器是同步器中的另一類，又稱為波舍式同步器，見下圖，它能可靠地保證只在同步狀態下實現換擋。只要嚙合套和換擋齒輪之間存在轉速差，彈簧片的支撐力就阻止同步環縮小，從而也就阻止了嚙合套移動。只有在轉速差為零時，彈簧片才卸除載荷，于是對同步環直徑的縮小失去阻力，這樣才可能實現換擋。波舍式同步器的摩擦力矩大、結構簡單、工作可靠、軸向尺寸短，適用于貨車變速器。2025/6/2474四、自行增力式同步器

自行增力式同步器與慣性式同步器一樣，也是利用摩擦原理實現同步的，主要區別在于同步環產生的摩擦力矩由于同步環內的彈簧片作用而得到成倍增長，使得換擋更省力、更迅速、提高了換擋的效率。二軸自行增力式同步器動畫2025/6/24753.5分動器

3.5.1分動器的功用

1、利用分動器可以將變速器輸出的動力分配到各個驅動橋；因此分動器一般具有一個輸入軸、多個輸出軸。在一些越野汽車上裝有兩檔分動器，兼起到副變速箱的作用。

2、多數汽車的分動器還有高低兩個擋，兼起副變速器的作用。2025/6/2476

3.5.2分動器的結構類型

不帶軸間差速器的分配器其結構簡單，使用可靠。這種分動器容易引起軸間傳動系功率的循環，它一般用于四輪驅動汽車上。1、不帶軸間差速器的分動器1.輸入軸2.中間軸3.蝸輪蝸桿車速計數器4.至后橋傳動軸5.高低檔齒輪6.接合前橋齒輪7.至前橋傳動軸不帶軸間差速器的分動器圖2025/6/2477

一般在公路上行駛時，不用前輪驅動，只用后輪驅動，避免了功率循環。只有當需越野行駛時，才掛上前橋，讓四輪全部驅動，以提高其通過能力。

大多數分動器設有高、低速兩個檔。低速擋只有在前橋參加驅動時才用，因此要求：先接前橋，再掛低速擋；先退出低速擋，再摘前橋。這類分動器有兩個操縱桿：一個操縱高低擋；一個操縱前后橋離合器的接合、分離。操縱低速擋動畫操縱高速擋動畫2025/6/2478前橋輸出軸中間軸輸入軸中橋輸出軸后橋輸出軸2、帶軸間差速器的分動器

帶軸間差速器的分動器由于各驅動軸上的車輪轉速（因輪胎氣壓、路面高低不一樣等原因）不可能完全保持一致，裝用了軸間差速器就可保證各驅動軸的轉動互不干擾。這樣就避免了可能產生的軸間功率循環、傳動系零件超載、油耗增加和輪胎加速磨損等問題。但它的弱點，如果一個驅動軸車輪發生打滑，則其他驅動軸將受其牽連，不能繼續驅動車輪，此時，需要用差速鎖鎖住差速器。差速器動畫2025/6/2479分動器的構造圖2025/6/24802025/6/2481帶軸間差速器的分動器2025/6/2482TOD—適時分動器2025/6/24832025/6/24843.6手動變速器的維修

3.6.1手動變速器的維護

1、手動變速器技術狀況的變化

在汽車行駛時，變速器通過齒輪減速、增矩，將運動和動力傳至萬向傳動裝置。齒輪齒間的接觸，理論上講是線接觸（高副），因此接觸壓力很大，造成齒面磨損或產生疲勞剝落等現象。汽車行駛時是根據行駛條件選擇合適的擋位，對在惡劣道路上行駛的車輛來講，由于換擋頻繁，會產生沖擊載荷，破壞零件的潤滑條件，如果使用和維修不當，更加劇變速器零件的損傷，出現換擋困難、換擋異響、自行脫擋、噪聲及滲漏等故障。因此，必須對變速器進行正確的維護，以維持變速器良好的技術狀況，延長變速器的使用壽命。2025/6/2485

2、手動變速器的一、二級維護對國產中型載貨汽車，一級維護時應檢查變速器潤滑油量，清洗通氣塞。油面應在變速器檢視口下沿不低于15mm。二級維護時，應檢查變速器第二軸凸緣的螺母緊固情況，其力矩不得小于196N.m。二級維護前的檢查，還要檢查變速器是否有運轉異響和了解變速器已經發生的有規律性的小修，從而判斷齒輪、軸、軸承等零件的磨損情況以及是否有斷裂的可能。2025/6/24863.6.2手動變速器主要零件的檢修

1、殼體與蓋

變速器殼體是變速器的基礎件。殼體的技術狀況對整個變速器總成的技術性能影響很大。變速器殼體與蓋常見損傷有變形、裂紋和磨損等。（1）變形殼體與蓋變形不易明察覺，在修理中容易被忽視。實際上由于殼體變形所造成的機件相互位置關系的破壞，對變速器修理質量的影響是很大的。（2）裂紋殼體與蓋是否有裂紋，可用敲擊聽聲法進行判斷；最好用探傷進行檢查。2025/6/2487（3）軸承座孔磨損當軸承內進入臟物使滾動阻力增大時，軸承外圍可能相對座孔產生轉動，從而引起座孔磨損，軸承座固定螺釘松動而使軸承座產生軸向竄動，也會引起軸承座孔的磨損。嚴重時，影響軸和齒輪的正確工作位置，造成一系列的不良后果。（4）螺紋孔磨損螺紋松動未及時擰緊，易造成螺紋孔磨損。（5）變速桿中間球節座磨損及變速叉軸孔磨損。2025/6/2488

2、變速器零件的檢修

1）齒輪與花鍵的檢修（1）齒面斑點小時，可用油石修磨后繼續適用。（2）齒輪端面磨損長度>齒長15%，否則更換。（3）齒輪嚙合面應在齒高中部，接觸面積應>60%。

2）軸的檢修（1）彎曲變形可用百分表檢查，超標應校正或更換。（2）用千分尺檢查軸徑磨損程度，磨損超過規定值，可堆焊后修磨、鍍鉻修復或更換。

3）軸承的檢修

檢查軸承是否有麻點、麻面、斑疤和燒灼，保持架是否完好，如有，應更換。2025/6/24893、同步器的檢修

用厚薄規測量鎖環和換檔齒輪端面之間的間隙。解放CA1091標準間隙為1.2-1.8mm，磨損極限為0.3mm。

4、操縱機構的檢修檢查操縱機構是否磨損、變形、連接松動、彈簧失效，如有，應更換、校正、緊固。

3.6.3齒輪油的選用

1.先選使用級CLC-3普通齒輪油CLC-4雙曲線齒輪油CLC-5雙曲線齒輪油（用于偏置量大于5cm)。

2.再選粘度級夏用：90(南方全年通用)、140、250。冬用：75W(-40℃)、80W、85W多級油80W/90(-26℃)、85W/90(-12℃)。2025/6/24903.6.4變速器的裝配與調整裝配：清洗、潤滑、安裝。調整：常嚙齒輪嚙合間隙0.15~0.40mm滑動齒輪嚙合間隙0.15~0.50mm第一軸軸向間隙≤0.15mm其余各軸軸向間隙≤0.30mm各齒輪軸向間隙≤0.40mm。

3.6.5變速器的磨合與試驗

1.無負荷條件下磨合加注齒輪油，第一軸轉速1000~1200r/min。各檔磨合時間總和不小于1h。

2.有負荷條件下磨合負荷為最大傳遞扭矩的30%，嚴禁加入研磨磨料進行磨合。油溫15℃~65℃磨合后清洗，加注新齒輪油。2025/6/24913.7

手動變速器的故障診斷

變速器的主要功用就在于改變由發動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，以適應各種行駛條件的需要。

應對變速器常見故障進行分析，找出零件損壞的原因和部位，加以適時的維護修理，保持變速器總成狀態的完好，滿足汽車在各種條件下行駛的需要。

2025/6/24923.7.1變速器的異常聲響

1、空檔發響

（1）現象：怠速空檔響，踩離合器響聲消失。

（2）原因：

①變速器與發動機安裝時曲軸與變速器第一軸中心線不同心，或變速器殼變形。②第二軸前軸承磨損、污垢、起毛。③變速器常嚙齒輪磨損，齒側間隙過大，或個別齒輪牙齒破裂。④常嚙齒輪未成對更換、嚙合不良。⑤軸承松曠、損壞、齒輪軸向間隙大。⑥撥叉與接合套間隙過大。2025/6/2493

2、掛檔后發響

（1）現象：掛入某擋位響，隨轉速升高響聲加大；當滑行或低速時響聲減小或消失。

（2）原因：

①軸的彎曲變形、軸的花鍵與滑動齒輪轂配合松曠。②齒輪嚙合不當，或軸承松曠。③操縱機構各聯接處松動，變速叉變形。④主從動錐齒輪配合間隙過大。2025/6/2494

（3）診斷：

變速器產生響聲，是由齒輪或軸的振動及其它聲源開始，然后擴散到變速器殼壁產生共振而形成的。診斷步驟為：①發動機怠速動轉，變速器空檔有異響，踩下離合器踏板后聲響消失，多為常嚙齒輪嚙合不良。②變速器各擋均有聲響，多為基礎件、軸、齒輪、花鍵磨損使形位誤差超限。③掛入某擋、聲響嚴重、則說明該擋齒輪磨堝嚴重。④起動后尚未掛擋就發響，且在汽車運行中車速變化時聲響嚴重，說明輸出軸前后軸承響。2025/6/2495

3.7.2變速器跳擋

1、現象：汽車行駛中，變速桿自動跳入空檔位置（一般多在中、高速負荷時突然變化或汽車劇烈振動時發生）。

2、原因：由于齒輪磨損形成成錐形，嚙合時產生軸向力，加之工作過程振抖、轉速變化、迫使嚙合齒輪沿變速器軸向脫開。具體表現為：（1）變速器齒輪或齒套磨損過量，沿齒長方向磨成錐形。（2）變速叉軸凹槽及定位球磨損，以及定位彈簧過軟或折磨，使自鎖裝置失效。（3）變速器軸、軸承磨損松曠或軸向間隙過大，使軸轉動時齒輪嚙合不好發生跳動和軸向竄動。（4）操縱機構變形松曠，使齒輪在齒長位置嚙合不足。2025/6/2496

3、診斷：（1）發現某檔跳擋時，仍將變速桿掛入該擋，然后拆下變速器蓋察看齒輪嚙合情況，如嚙合良好，應檢查換擋機構。（2）掛擋無阻力或阻力甚小，