手动变速器异响诊断及分析与故障排除毕业设计.doc

毕 业 设 计

毕业设计题
手动变速器异响诊断及分析与故障排除
毕业设计类型
□ 产品设计 □工艺设计 þ方案设计
姓名

班级

所属系部
物流工程系
专业
汽车服务与营销
指导教师

职称

完成时间

摘 要

摘要：变速器是汽车非常重要的一个配置，对汽车的操控性、舒适型以及燃油经济性都起到很重要的作用，其占汽车制造成本的7%。变速器异响严重影响汽车的安全性能。变速器异响比较复杂,故障不同,发出的响声也不尽相同。首先对变速器异响进行分类，通过对变速器异响现象和原因进行分析，给出变速器异响的诊断方法和解决方法。
关键词：变速器 分析 诊断 解决方法

目 录
摘 要 2
绪 论 1
第1章 变速器 2
1.1 变速器的分类 2
1.2 手动变速器的组成、工作原理和结构形式 3
1.3 变速器操纵机构、操纵锁定装置 5
1.4 同步器 7
1．5 分动器 9
第2章 手动变速器的异响现象及诊断方法 10
2.1 异响现象及原因 10
2.1.1 空挡发响 10
2.1.2 挂挡后发响 11
2.1.3变速器齿轮的啮合声和轴承的运转声 11
2.2故障诊断 12
2.2.1空档发响和挂档后发响的故障分析诊断 12
2.2.2变速器齿轮的啮合声和轴承的运转声故障诊断与排除 13
2.3 大众捷达手动变速器异响的现象及维修方式 15
第3章 变速器的保养 21
3.1 手动变速器与自动变速器的保养的区别 21
3.2 大众捷达手动变速器的检查与保养 21
总 结 23
致 谢 24
参考文献 25

绪 论

2014年全球汽车年产量将超过8500万辆，而到2021年将超过1亿辆。然而，随着汽车大量进入家庭，汽车的质量问题也日益突出，其中汽车发动机、变速器和制动系统的质量问题相对集中。近几年，因车辆事故每年大约死亡70万人伤1000-1500万人。我国交通事故每年死亡人数近10万人，伤者更多，造成的经济损失十分惊人。特别值得重视的情况是，由于汽车质量问题而带来的交通事故比例为3%，面对日益严峻的交通形势，采用正确的故障诊断及处理方法对车辆状况做出准确的判断，发现问题时处理或保证驶入维修点，是确保汽车行驶安全性的有效措施。
变速箱异响在初期对行车安全影响不大，但变速箱的噪音会分散驾驶员的注意力。由于齿轮结构设计或装配不当引起变速箱异响，变速箱齿轮打齿，对安全性的影响将非常严重。异响是现象，故障是本质。因此，变速器异响诊断及分析与故障排除非常的重要。
由于轴承磨损松旷导致齿轮不正常的啮合而引起的噪声称为变速器的异响。变速器的异响一般表现在空挡发响和挂挡后发响。

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第1章 变速器
1.1 变速器的分类
变速器总体分为手动和自动两种。但是按照具体又分为自动变速器(AT)、手动变速器(MT)、手动/自动一体变速器、手自动变速器(AMT)、无极变数器五类。
其中，自动变速器最直观的判断标准是动力传递有效、冲击感小、运行平稳，最好感觉不到升挡的动力变化。在实际选择中，首先要看是几挡自动变速器，一般来讲，四挡是一般的设计，六挡比较先进。因为挡位越多，齿比之间的差异就越小，衔接就更紧密，而紧密的齿比变化直接带来动力衔接顺畅、转速提升和换挡更为快速。如上海车展间展出的POLO 1.6 ,还有途安等都采用了科技含量很高的六速手动/自动一体变速器，新的奥迪A6甚至采用了七挡自动变速器。其次，要看是否有运动模式和雪地模式，其中，运动模式可以延迟换挡，使每次换挡的转速较高，从而获得较好的加速性能；雪地模式直接从二挡起步减少起步扭矩，降低打滑可能。
手动/自动一体变速器是目前高挡轿车普遍采用的变速器，它的挡位设计与自动挡相仿，只不过将行进挡D挡往旁边一拨，可以通过前推后拉，实现自动的挡位切换，驾驶者可以享受到把握换挡时机的操控感。此外，奥迪A4、蒙迪欧、新蒙迪欧等车还借鉴了F1赛车的设计，把加减挡设置在方向盘上，更方便驾驶者操作。
手动变速器((MT))主要看其精密程度，有两个步骤可以进行简单的测试。第一步，坐进车内，踩下离合器，拨动换挡手柄，体会挡位是否清晰、挂挡行程是否较短且精准干脆；第二步，把汽车发动，感觉在行驶过程中，离合器的轻重程度、行程长短以及油离结合点的高低，是否符合自己的习惯，同时看车辆在换挡过程中是否平稳。
手自动变速器(AMT)是介乎手动与自动之间的一种新型变速器，它的挡位设置与手动挡一样，不同的是通过特殊的电子机械机构，实现自动油离配合，既省却了踩离合的麻烦，又能体会到手动挡换挡的乐趣。
无级变速器，是与传统齿轮传动自动变速器不同的自动变速器，它通过两个可变直径的滑轮来改变排挡比率，在一定范围内，变速比率逐渐改变，避免了换挡时不同齿比挡位衔接时的顿挫感，驾驶感觉更加平顺。如本田的CVT、奥迪的Multitronic、菲亚特的Speedgear。
普通自动挡车型的动力输出主要靠油门来调节，如果要省油，可以轻踩油门，少踩刹车；如果要追求动力性，也并非没有可能，通过深踩油门，让换挡时机保持在发动机的最佳转速，依然能获得较好的加速效果。
1.2 手动变速器的组成、工作原理和结构形式
目前广泛使用的手动变速器，由箱体与箱盖、齿轮传动机构、操纵机构和操纵锁定装置组成。齿轮传动机构包括若干轴和轴上的齿轮副及轴端的轴承等；操纵机构有直接操纵和远距离操纵方式；操纵锁定装置包括自锁机构、互锁机构、倒挡锁及同步器等。齿轮有级变速器结构图如图1-1所示。

图1-1桑塔纳2000轿车二轴式传动机构的结构
1-四挡齿轮 2-三挡齿轮 3-二挡齿轮 4-倒挡齿轮 6-五挡齿轮 7-五挡运行齿环 8-换挡机构壳体 9-五挡同步器 10-齿轮箱体 11-一、二挡同步器12-变速器壳体 13-三、四挡同步器 14-输出轴 15-输出轴 16-差速器
由齿轮传动的原理可知，一对齿数不同的齿轮副啮合传动时可以变速，而且两齿轮的数与其齿数成反比。齿轮传动的原理如图1-2所示

图1-2齿轮传动基本原理
a)减速传动 b)增速传动
I-输入轴 II-输出轴 1-主动齿轮 2-从动齿轮

1.3 变速器操纵机构、操纵锁定装置

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(一）操纵杆机构
大多数汽车采用直接操纵式变速器， 且布置在驾驶员座位附近，变速杆由驾驶室底板伸出，驾驶员可直接操纵变速杆来拨动变速器盖内的换挡操纵装置。一般由变速杆、拨快、拨叉、拨叉轴以及锁定装置等组成，多集中装在上盖或侧盖内，结构简单，操纵方便。图1-3所示为解放CA1092型汽车六位挡变速器操纵机构的结构操纵式变速器操纵机构。

图1-3解放CA1092型汽车六位挡变速器操纵机构
1-变速杆 2-换挡轴 3-倒挡拨叉轴 4-一、二挡拨叉轴 5-三、四挡拨叉轴 6-五、六拨叉轴7-倒挡拨叉 8-一、二挡拨叉 9-五、六挡拨块 10-一二挡拨块 11-三、四挡拨叉 12-五、六挡拨叉 13—互挡柱销 14-自锁钢球 15-自锁弹簧 16-倒挡拨块 17-叉形拨杆

(二）操纵锁定装置
（1）自锁装置 它是用来防止自动脱挡或自动挂挡，并保证工作齿轮以全齿宽啮合的装置。图1-4为东风EQ1090E型汽车变速器的自锁和互锁装置。

图1-4东风EQ1090E型汽车变速器的自锁和互锁装置
1-自锁钢球 2-自锁弹簧 3-变速器盖（前端） 4-互锁钢球 5-互锁销 6-拨叉轴
（2）互锁装置 互锁装置的作用是防止变速杆同时拨动两根拨叉轴而挂上两个挡，使变速器产生机械干涉而损坏变速器零件。
（3）倒挡锁装置 它防止汽车前进时，误挂倒挡而损坏传动系统有关零件；也防止汽车起步时，误挂倒挡而造成安全事故。倒挡锁的结构形式有多种，如弹簧锁销式、锁片示、扭簧式、锁簧式等，应用最多的是弹簧锁销式倒挡锁。图1-5为解放CA1091型汽车变速器倒挡锁及选挡锁装置。

图1-5 解放CA1091型汽车变速器倒挡锁及选挡锁装置
1-变速杆 2-选挡锁弹簧 3-变速器顶盖 4-选挡销锁 5-变速器上盖 6-五、六挡拨块 7-五、六挡拨叉轴 8-三、四挡拨叉轴 9-三、四挡拨块 10-一、二挡拨叉轴 11-一、二挡拨块 12-倒挡拨叉轴 13-倒挡拨块 14-倒挡锁销弹簧 15-倒挡锁销 16-锁片 17-叉形拨杆
1.4 同步器
同步器的作用是在换挡时使接合套与待啮合的齿圈先迅速达到同步，再进入啮合，实现无冲击、无噪声换挡。目前所采用的摩擦式惯性同步器有锁环式和锁销式两种。如图1-6所示为锁环式惯性同步器。

图1-6锁环式惯性同步器
1-第一轴 2、13-滚针轴承 3-六挡结合齿圈 4、8-锁环 5-滑块 6-定位销 7-结合套 9-五挡结合齿圈 10-第二轴五挡齿轮 11-衬套 12、18、19-卡环 14-第二轴 15-花键毂 16-弹簧 17-中间轴五挡齿轮 20-挡圈
图1-7所示的锁销式惯性同步器为东风EQ1090E型汽车变速器的四、五挡同步器。

图1-7 锁销式惯性同步器
1-五挡（直接挡）接合齿圈 2-摩擦锥盘 3-摩擦锥环 4-定位销 5-结合套 6-四档结合齿圈 7-第二轴 8-锁销 9-花键毂 10-定位钢球 11-弹簧

1．5 分动器

图1-8 东风EQ2080型三轴越野汽车分动器
1-输出轴 2-分动器壳 3、5、6、9、10、13、15-齿轮 4-换挡结合套 7-分动器 8-通往后驱动桥的输出轴 11-中间轴 12-通往中驱动桥的输出轴 14-换挡拨叉轴 16-前结合套 17-通往前驱动桥的输出轴

第2章 手动变速器的异响现象及诊断方法
2.1 异响现象及原因
随着汽车使用时间的增长，零件的磨损、变形也随之增加，这样变速器发生的故障的可能性将会增大，出现异响、挂挡困难、跳挡、乱档、发热、漏油等故障。变速器异响的现象很多种，主要分为空档发响、挂档后响、变速器齿轮的啮合声、轴承的运转声等。
2.1.1 空挡发响
1)故障现象。发动机怠速运转，变速器处于空挡位置有异响，踏下离合器踏板响声消失。
2)产生原因。
①变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴不同轴，或变速器壳变形。
②第二轴前轴承磨损、污垢或间隙过大而松旷。
③变速器常啮合齿轮磨损，齿侧间隙过大，或个别齿轮轮齿破。
④常啮合齿轮未成对更换，啮合不良。
⑤轴承松旷、损坏、齿轮轴向间隙过大。
⑥拨叉与结合套间隙过大。
2.1.2 挂挡后发响
1）故障现象。变速器挂入挡位后，当汽车以40km/h以上车速行驶时，发出一种不正常的声响，且车速越高，声响越大；而当汽车滑行或低速行驶时响声减小或消失。
2)产生原因。轴弯曲变形，轴的花键与滑动齿轮花键毂配合松旷；齿轮啮合不当或轴承松旷；操纵机构各处连接处松动，拨叉变形；主、从动锥齿轮配合间隙过大。
2.1.3变速器齿轮的啮合声和轴承的运转声
1）故障现象。变速器异响还有变速器齿轮的啮合声、轴承的运转声等。一般若在各档都有连续响声，为轴承损坏；某档位有连续、比较尖细的响声，为该档位齿轮响声；挂上某档位时有断续、沉闷的冲击声，为该档位个别齿轮折断；停车时踩下离合器踏板不响，松开离合器踏板发响，为常啮合齿轮响。
2）产生的原因
（1）变速器缺油或油质变坏。
（2）轴承磨损松旷或损坏。
（3）齿轮啮合间隙过小或齿轮磨损过度，啮合间隙过大。
（4）齿轮齿面金属剥落、轮齿断裂或修理后装配错位。
（5）花键孔与花键槽磨损严重，配合松旷。
（6）输入轴、输出轴扭曲变形。
（7）同步器弹簧失效、锁块脱落。
（8）变速杆下端面与拨叉导块凹槽之间磨损松旷。
（9）变速叉变形或变速叉固定螺钉松动
（10）变速器安装定位不准、装配松动或操纵机构连接部位松动。
2.2故障诊断
2.2.1空档发响和挂档后发响的故障分析诊断
变速器产生响声是由齿轮或轴的振动及其他声源开始，然后扩散到变速器壳壁产生共振而形成的，诊断步骤为：
①发动机怠速运转，变速器空挡有异响，踩下离合器踏板后声响消失，多为常啮合齿轮啮合不良。
②变速器各挡均有声响，多因汽车的长期使用中基础件、轴、齿轮、花键磨损使形位误差超限或修理质量低而引起的，汽车在格挡行驶均有连续沉闷的异响。挂挡费劲，变速器温度过高，其实原因是第二轴弯曲或壳体的三轴孔中心距偏小，使齿轮啮合间隙过小。汽车在各挡行驶时均有噪音，均有杂乱噪音，车速越高噪音越大，多为中间轴或第二轴轴承在更换后使齿轮啮合位置改变。若第二轴与滑动齿轮花键配合松旷，则在高速挡行驶时，响声明显，特别是突然踏加速板时，声音更清晰。
③挂入某挡、声响严重，则说明该挡齿轮磨损严重。
④起动后尚未挂挡就发响，且在汽车运行中车速变化时声响严重，说明输出轴前、后轴承磨损松旷或损坏。

2.2.2变速器齿轮的啮合声和轴承的运转声故障诊断与排除
（1）若汽车以任何档位、任何车速行驶，变速器均有金属摩擦声，用手摸变速器外壳有烫手的感觉，应检查油质和油量，视情况添加或更换润滑油。
（2）发动机怠速运转时，若变速器空挡有异响，而踏下离合器踏板后响声消失，则应拆下变速器，检查第一轴后轴承和常啮合齿轮，如2-1图所示。对严重磨损或损坏的零部件，应予以修理或更换。

图 2-1 检查第一轴后轴承
(3)汽车在起步或在换挡过程踏离合器的瞬间，变速器发出强烈的金属摩擦声，而在离合器完全接合后响声消失，应检查变速器第一轴前轴承是否磨损松旷或损坏，如图 2-2，如磨损松旷或损坏，应予以更换。

图2-3 检查变速器第一轴前轴
(4)若空挡滑行时无异响，当挂入某一档起步，在某一档位变速或匀速行驶时产生异响，应检查该档位齿轮或花键的啮合是否磨损松旷甚至损坏，或存在啮合间隙过小的情况。必要时进行修理或更换。
(5)若变速器在低挡行驶时有异响，但高速档行驶时声响减弱或消失，空档滑行时可听到“哗哗”的异响声，应检查变速器第二轴后轴承的松旷程度，如图11所示。如过于松旷或损坏，应予以更换。

图2-4 检查第二轴变形量
(6)若直接档行驶无异响，而其他档均有异响，应检查变速器中间轴轴承和第二轴前端轴承，如磨损松旷或损坏，应予以更换。
(7)汽车行驶在不平路面时，变速杆摆动且出现无节奏的响声，用手把住变速杆手柄时，响声即可消失，应检查变速叉是否变形或固定螺钉松动，变速叉、拨叉导块凹槽或变速杆下端工作面是否磨损严重，如有松动或磨损过大，应修复或更换。
(8)若在挂档时，发出“嘎嘎”声并伴有换档困难现象，应检查同步器锥环是否磨损严重，若磨损过大，应予以更换。
(9)变速器在各档位行驶均有异响，且加速时声响更为明显，则应分解变速器，检查变速器客体、轴、齿轮、花键和轴承等是否严重磨损或变形，必要时进行修理或更换。
2.3 大众捷达手动变速器异响的现象及维修方式
故障现象1：一位男士的车开3000公里的时候倒档齿损坏！去4S店问是否再保 他们回答说是人为造成不给保，要修的话得5、6千元能下来。后来他在其他地方修的花了400多元把倒档齿换了！ 结果还是有异响，他们说可能是碎片把其他齿轮铬出硬伤了 开一段时间就会好点 也没在意就继续开 现在跑到6千多公里 声音越来越大。该怎么办？
解决方式：1.如果车挂在空挡上还有噪音，变速器的输入轴或者变速器的副轴坏了或者已经老化了2.如果只有驾驶的时候有噪音任何档位都有噪音除了5挡（超限换挡），变速器的输出轴的前轴承和输入轴的后轴承的转速不一样。3.最最普遍的，润滑油加错了或者不够了。4.所有挡位都有噪音，问题是变速器的副轴轴承坏了。
故障现象2：一辆捷达伙伴，行驶8万公里，出现行驶中异响。 试车，发现确实是响，当一加油再收油的时候明显，在每一个档都是如此，当踩下离合时，此声音也比较明显，挂倒档时不大明显。
此声音明显是从变速箱上传出来，捷达变速箱容易出现的问题是倒档齿轮打齿的问题。一般来说倒档齿轮打齿的话，当以倒档行驶时会出现比较明显的“啪啦啪啦”声音。类似书本页在梳子上划过的声音。但是此车在倒档时，声音明显，并且在其它档位上的时候，倒档齿轮是不参加工作的。

从此图上可以看出，此变速箱已严重进水，变速箱油十分浑浊。
二轴主动齿轮已经打齿，它与变速箱的差速器齿相啮合，通过差速器与车轮相连，当车轮转动时，它也一起转动。

二轴齿轮正面

二轴轴承，已经损坏

一二档同步器上的倒档从动齿打齿严重，倒档中间齿轮打齿严重

一轴齿轮上没有打齿现象
从拆检的结果来看，造成变速器异响的主要原因为：二轴上的主动齿轮与差速器齿轮啮合时产生的声响，当加速时，是由二轴带动差速器盆齿，由于二轴的正面没有出现打齿问题，所有在加速的时候异响变小，当踩下离合，或松开油门踏板时，是由差速器盆齿带动二轴，此时盆齿与二轴打齿的部分相连，便出现异响。
为什么在挂倒档时不明显呢，当挂倒档时，一轴与倒档中间齿轮与二轴上的一档同步器上的齿轮相连，倒档齿与一档同步器都有严重的打齿问题，但是不出现异响，那么说，挂倒档异响是来至一轴了，一轴齿轮弯曲是常见的问题，个人认为是一轴的齿弯曲或打齿造成挂倒档时产生异响
故障现象3：捷达踩离合器变速箱有响声。要是踩到底就不响了。分离轴承换了还是有响声。
如果能够确定不是分离轴承的问题，那么踩离合时有异响，应该是分离轴承与轴承滑道之间磨损后间隙过大导致的异响。还有可能是变速箱轴承或齿轮磨损、轴承斑点导致的。再有就是离合器三件套出现问题也会引起异响，原因是由于离合器压盘弹簧片受力不均导致压盘偏置，受到一定角度的分力，时间长了会使一轴及飞轮盘偏磨磨损。热车后异响消失的原因，可能是变速箱内部的润滑油，各个零部件配合到位，造成异响消失。

第3章 变速器的保养
3.1 手动变速器与自动变速器的保养的区别
手动变速器加的是齿轮油，自动变速器加的是自动排档油，齿轮油按车的行程每年要更换几次，而自动排油大约每年只需要更换一次，如果跑得不多甚至可以不换（新购的车除外），只需要检查一下油位正不正常就可以了，够就不用加，不够就加，检查自动排档油的时候需要在发动机点火的情况下进行。
3.2 大众捷达手动变速器的检查与保养
（1）检查变速器的密封性
变速器出厂前都做过密封试验，但在使用过程中特别是出租车安装计价器很容易破坏原密封性。另外变速器壳体外还有一个放气孔，上面用塑料盖堵住以防止进入同时又保证气体流通，其作用是在变速器工作或其他原因使变速器内气体受膨胀时，通过该孔排除。由于洗车或其他原因该件丢失，会使变速器意外进水。一旦进水，必须立即更换变速器油，并彻底清洁变速器后，重新加入适量的变速器油，并彻底清洁变速器后，重新加入适量的变速器油检查正常后再行驶。另外值得注意的是若变速器油上的放气阀不慎丢失，请与特约服务站联系购买，切不可用其他类似物堵住。这样变速器内会形成高压而破坏油封。
（2）保养
变速器里的油作为主要工作介质，既要传递压力，又要起润滑作用，经常在高温和有杂质的工作环境下工作，因此对其的使用有两点要求：一是定期更换：二是必须使用专用的油，不可随便使用！

总 结

变速器异响特性分析方法和诊断程序是诊断变速器异响的基础理论与方法，只要掌握了这些基本知识，并在实践中不断总结、积累经验，就一定能够对变速器异响做出及时、正确的诊断，从而保证变速器与汽车良好的技术状况。变速器异响表明变速器存在不同性质和不同程度的故障，异响只是现象，而故障才是本质。对变速器异响的诊断就是要透过现象找本质，它是汽车故障诊断的一个很重要方面。

致 谢

最后，非常感谢老师在学院最后学习阶段给自己的指导，从最初的定题，到收集资料，到写作、修改，到论文定稿，他给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我的毕业设计，他放弃了休息时间，他的这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此我对他表示我最诚挚的谢意，并祝老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！

参考文献
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