手动传动桥和离合器.pdf

底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器2003 丰田汽车公司。版权所有。-1-概述概述离合器位于发动机和手动传动桥（手动变速器）之间并通过操作离合器踏板来连接和切断发动机的动力。从而，离合器可逐渐地将来自发动机的动力传送到驱动轮以便稳定起动汽车并在驾驶汽车过程中根据各种条件稳定地变动变速器档位。1.离合器要求离合器要求(1)必须稳定地接合变速器和发动机。(2)一旦接合变速器，必须完全传送动力而不滑转。(3)必须迅速和精确地断开变速器。(1/2).按所用传动装置的类型区分，离合器可分为：机械式和液压式两种。提示提示:拉索式离合器拉索式离合器有通过拉索来连接离合器踏板和分离叉的拉索式离合器。(2/2).离合器概述离合器概述?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-2-离合器踏板离合器踏板1.概述概述踩压离合器踏板，推杆带动总泵中的活塞运动，而产生液压力。此液压力被施加到离合器分离泵，最终接合和松开离合器。2.离合器踏板自由行程离合器踏板自由行程离合器踏板自由行程是指可踩压踏板直到分离轴承紧压膜片弹簧的距离。离合器盘磨损时，自由行程便缩短。如果离合器从动盘进一步磨损就不在有自由行程，这会导致离合器滑转。为此，有必要调节离合器分离泵推杆的长度并保持自由行程不变。在最近车型中，采用自调离合器分离泵使得离合器踏板自由行程不再变动。离合器踏板高度用踏板止动器螺栓调节，踏板自由行程通过推杆长度进行调节。参考参考:.参考参考翻转式离合器踏板翻转式离合器踏板翻转式离合器踏板是利用弹簧力减少操作力的离合器踏板。当踩压踏板及到达一确定位置后面时，弹簧力操作方向发生变动并随着压下的力而增强。弹簧安装在离合器踏板和踏板支撑之间以及力对弹簧起作用从而保持其恒定拉伸。有不同结构的各种类型的翻转式离合器踏板。(1/1).参考参考TFT（丰田电控手动离合器）（丰田电控手动离合器）TFT（丰田电控手动离合器）没有离合器踏板并且除了常规离合器结构外由左边图中的部件构成。进行换档操作时，TFT ECU根据传感器的信号控制液压执行器并进行转换以将液压力传送到离合器分离泵和自动操作离合器。由于共配备保护控制装置，它用蜂鸣器和指示灯警告驾驶员防止错误的离合。(1/1).离合器踏板离合器踏板?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-3-离合器总泵离合器总泵1.结构和功能结构和功能在离合器总泵中，通过活塞的滑动而产生液压力。通过踏板回位弹簧的作用，离合器推杆始终被推向离合器踏板。离合器总泵的功能在下文中说明。.(1)踩下离合器踏板踩下离合器踏板当踩下离合器踏板时，活塞通过推杆移到左侧。缸中的制动液通过进油阀流到储液罐并且同时流到离合器分离泵。当活塞进一步移到左侧时，连杆和弹簧座分开以及进油阀通过锥形弹簧垫关闭进入储液罐的通道，结果在A室中便出现聚集的液压力，该压力被传送到离合器分离泵活塞。.离合器总泵离合器总泵?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-4-(2)松开离合器踏板松开离合器踏板松开离合器踏板时，通过压缩弹簧将活塞推回到右侧，并且液压力减小。当活塞完全返回时，连杆通过弹簧座被拉到右侧。从而，进油阀打开至储液罐的通道，从而A室和B室被接通。维修提示维修提示:如果空气混进入液流管线，由于空气可压缩，产生不了足够量的油压。从而导致不良的离合或不能换档。(1/1).离合器分离泵离合器分离泵离合器分离泵用来自总泵的液压力移动活塞并通过推杆操作分离叉。1.自调式分离泵自调式分离泵离合器分离泵中的锥形弹簧用具弹簧力不断地将推杆紧压住分高叉从而使离合器踏板自由行程保持不变。参考参考:可调式分离泵可调式分离泵当膜片弹簧末端位置由于离合器盘的磨损已发生变动时，需用推杆调节自由行程。(1/1).离合器结构离合器结构?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-5-离合器分离轴承离合器分离轴承离合器分离轴承吸收分离叉（不转动）和膜片弹簧（转动）之间的相对旋转以将分离叉的移动力传送给膜片弹簧。1.自定心分离轴承自定心分离轴承在FF车的传动桥中，曲轴和输入轴稍许移位。这就使得膜片弹簧和分离轴承之间的摩擦而产生噪声。为防止这些噪声，此机构可实现膜片弹簧的轴线和分离轴承的轴线自动对中。(1/1).离合器盖离合器盖离合器盖的主要用途是连接和切断发动机动力。在其旋转时必须完全平衡并且在离合器啮合时有效散热。离合器盖有一弹簧用来推动压板紧靠离合器盘。这些弹簧或是螺旋弹簧或是膜片弹簧。现今大多离合器采用后者。1.膜片弹簧式离合器膜片弹簧式离合器膜片弹簧由弹簧钢制作。它被铆接或栓接到离合器盖。枢轴环位于膜片弹簧的每一侧并且在操作膜片弹簧的同时起枢轴的作用。分离弹簧钩用来将膜片弹簧连接到压板上。新的型号已采用DST（膜片弹簧翻转）式离合器盖。在此类离合器盖中，离合器盖的末端被翻转以将膜片弹簧直接维持在恰当的位置。传动带按弦状（切弦）方向连接以便传送转矩。(1/2).?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-6-2.膜片弹簧的特性膜片弹簧的特性左边的图示出了压盘状态沿水平轴线和垂直轴线的变化。实线指示膜片弹簧的特性，虚线指示螺旋弹簧的特性。(1)正常状态（离合器盘未磨损时）正常状态（离合器盘未磨损时）当两种离合器压盘的压紧力都为P0时，完全踩下离合器踏板的力分别为P2和P2。这意味着要完全踩下离合器踏板，膜片弹簧所需的力要小于螺旋弹簧，如图中a所示。(2)当离合器盘接触面的磨损超过容许极限时当离合器盘接触面的磨损超过容许极限时施加到螺旋弹簧式离合器压板上的压力减小到P1。另一方面，施加到膜片弹簧式离合器压板上的压力为P1，与P0相同。这意指膜片弹簧式离合器的动力传送能力直到从动盘磨损极限才降低。相反，施加到螺旋弹簧式离合器压板上的压力减小到P1。结果，传送能力降低，从而导致离合器滑转。(2/2).离合器盘离合器盘离合器盘均匀地触及压板和飞轮的摩擦面以平稳地传送原动力。它还用于缓和离合器啮合的冲击。1.扭转橡胶扭转橡胶扭转橡胶装在结合齿彀，并且按圆周方向稍微移动的方式缓和离合器啮合的旋转冲击。2.减振板减振板减振板接在两层结合面之间。离合器突然啮合时，冲击被此弯曲部分吸收以缓和换档冲击及能平稳传送动力。维修提示维修提示:扭转橡胶的磨损及减振板的破裂在离合器啮合时会产生大量的碰撞冲击和噪声。(1/1).?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-7-概述概述手动传动桥（手动变速器）是通过换档，增加减低发动机速度和将其转换到适当转矩以便将动力传送到驱动轮的一种装置。有关手动传动桥中所含差速器，请参见“传动系”。1.传动桥的作用传动桥的作用(1)通过操作换档杆接通/断开来自发动机的驱动动力。(2)当发动和爬坡时增加转矩。(3)高速行驶时高速驱动轮子。(4)倒车时驱动轮子。(1/1).换档的必要性换档的必要性左图显示驾驶性能曲线，它指示1-6档的驱动力和车辆速度之间的关系。1.驱动性能曲线驱动性能曲线理想地讲，发动机驱动力的曲线应该象图中A那样连续变动。但实际手动传动桥的驱动力象1-6档那样不连续变动。因此，当缩小图中的阴影区域从而保持接近于理想的曲线便能有效地传递发动机的驱动力。当档位增加时可推测接近于驱动力的理想曲线A。但传动桥的设计就变得复杂或它会使驾驶员对换档操作复杂化。鉴于此缘故，换档数由4-6档构成。多数使用5档。(1)发开发开当汽车发开时，需要大量的动力，因此要使用具有最大驱动力的1档速。(2)驱动驱动发开之后，要使用2档和3档以增加车辆速度。要使用上述间的档次因为在1档中对车辆速度有上限，不需要太多的驱动力。(3)高速行驶高速行驶高速行驶时，要使用4档、5档和6档以进一步增加汽车速度。采用驱动力小的档以及降低发动机转速能改善燃油消耗量。(4)倒车倒车使用倒档时，因加装倒档惰轮，倒档齿轮反转，车辆便倒车。(1/1).手动传动桥概述手动传动桥概述?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-8-减速比减速比1.减速比减速比减速比表示为：?例如：如果从动齿轮有38个齿以及主动齿轮有12个齿，此1档的减速比为38/12=3.166。当驱动轴的旋转及转矩被传送到输出轴时，根据齿轮的减速比，旋转速度降低以及转矩增大。输出转矩=输入转矩 x 齿轮速比输入转速=输出转速 x 齿轮速比这表示在减速比较大时转矩增大以及转速变得较小。这就是说，虽然传动力减小但如果减速比较小，车辆仍可高速行驶。(1/1).操作机构操作机构1.遥控式遥控式这种式样用拉索或连杆等在换档杆和传动桥之间连接。这在FF车中使用，具有易于布置换档杆及振动噪音小的优点。.2.直控式直控式这种式样将换档杆直接安装在变速器上。这种安装方式具有换档操作迅速准确的优点。(1/1).动力传送线路动力传送线路在FF车上，手动传动桥位于横向安装的发动机的左端或右端。FR车中，手动变速器位于纵向安装的发动机的后部。1.手动传动桥的操作手动传动桥的操作 空档空档?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-9-来自发动机的原动力并未从输入轴传到输出轴，从而差速器上也无作用力。蓝色箭头：动力传送红色箭头：旋转方向箭头的长度表示旋转速度，箭头的宽度表示转矩。箭头越长，旋转速度越快，箭头越宽，转矩越大。第一档第一档输入轴和输出轴的一档齿轮啮合通过驱动小齿轮将动力传送到差速器。蓝色箭头：动力传送红色箭头：旋转方向箭头的长度表示旋转速度，箭头的宽度表示转矩。箭头越长，旋转速度越快，箭头越宽，转矩越大。第三档第三档输入轴和输出轴的三档齿轮啮合通过驱动小齿轮将动力传送到差速器。蓝色箭头：动力传送红色箭头：旋转方向箭头的长度表示旋转速度，箭头的宽度表示转矩。箭头越长，旋转速度越快，箭头越宽，转矩越大。倒档倒档倒档惰性齿轮与输入轴倒档齿轮啮合。与倒档惰性齿轮啮合的输出轴倒档齿轮将倒档旋转用的动力通过驱动小齿轮传送到差速器。蓝色箭头：动力传送红色箭头：旋转方向紫色箭头：倒档惰性齿轮旋转方向箭头的长度表示旋转速度，箭头的宽度表示转矩。箭头越长，旋转速度越快，箭头越宽，转矩越大。蓝色箭头：动力传送红色箭头：旋转方向箭头的长度表示旋转速度，箭头的宽度表示转矩。箭头越长，旋转速度越快，箭头越宽，转矩越大。参考参考:.底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-10-参考参考手动变速器手动变速器对于手动变速器，输入轴和输出轴位于同一轴线上以及中间齿轮使输入轴和输出轴成一体以便传送动力。(1/1).同步啮合机构同步啮合机构1.概述概述同步啮合机构用来防止“齿轮噪音”，使换档较为顺当。此结构称为“同步啮合”。因为换档期间，旋转速度不同的两个档通过摩擦力而同步。带有同步啮合机构的传动桥具有下列优点。(1)它们不需要驾驶员“双离合”（每次换档时压下离合器两次）。(2)换档时，稍少延迟便可传送动力。(3)可更平稳地进行换档而不损伤齿轮。2.锁环式同步啮合机构锁环式同步啮合机构(1)结构结构 在输入轴上的每只前进档齿轮始终啮合输出轴上的相应齿轮。即使在离合器啮合之后，这些齿轮也始终旋转，因为它们不固定在轴上，只是空转。(1/6).?同步啮合机构结构和功能同步啮合机构结构和功能?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-11-接合齿毂通过接合齿毂内的花键与轴啮合。此外，接合套与接合齿毂的外圆周花键啮合并能够到轴向位置。在轴向位置，接合齿毂有3个凹槽以及换档键进入该凹槽。换档键通过键弹簧始终推撞接合套。当换档杆处于空档位置时，每个换档键的突起部密接在接合套的槽内。销环位于接合齿毂和转速齿轮的锥体之间并推撞在这些锥体之一上。在销环内的整个锥形区内并有小的凹槽以改善摩擦。此外，对换档键来说，该环也有3个凹槽以便装入滑块。(2/6).(2)运行运行 空档空档每个转速齿轮与相应的从动齿轮啮合并在轴上空转。同步开始同步开始移动换档杆时，装在接合套凹槽内的换档叉按箭头所示的方向移动。由于换档键中央突起部装到接合套凹槽内，换档键也同时移到箭头方向并将锁环推到转速齿轮锥体部分从而导致同步开始。中途直到同步中途直到同步当换档杆进一步移动时，施加到接合套上的力克服换档键弹簧的力以及接合套向上进入该键的突起部。同步结束同步结束施加到锁环上的力变得甚至更强并推动转速齿轮锥形部分。这使得转速齿轮的速度与接合套的速度同步。当接合套和转速齿轮的速度变得互相等同时，锁环开始按旋转方向稍许转动。结果，接合套花键与锁环相啮合。换档结束换档结束接合套花键与锁环花键相啮合后，接合套进一步移动并与转速齿轮花键啮合。然后换档结束。维修提示维修提示:如果锁环内圆周和转速齿轮锥形部分磨损，两速度不能同步。出现异常噪音或变得难以换档。(3/6).?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-12-3.三锥式三锥式/双锥式同步啮合机构双锥式同步啮合机构为了增强同步啮合能力，最新型号已采用特别适用于2档和3档的三锥式或双锥式同步啮合机构。(1)三锥式同步啮合机构三锥式同步啮合机构三锥式同步啮合机构将该锁环分为外环、中环和内环。当换档键推动外环时，外环和中环形成一个单锥，然后中环和内环变为一个单键。此外，内环和齿轮件形成一个单锥部分，所以摩擦是由所有3个锥形部分产生的。因此，吸收两档之间转速差的能力是强的以及同步过程顺利完成。(2)双锥式同步啮合机构双锥式同步啮合机构除了不能提供内环和齿轮件之间的同步外，双锥式同步啮合机构基本上是与三锥式同步啮合机构相同。(4/6).4.无键式同步啮合无键式同步啮合无键式同步啮合机构装有起换档键作用的键弹簧并且在某些型号中用于传动桥5档的速度。(1)结构结构 接合套接合套接合套内有3个槽式突起部以在同步期间推动键弹簧。接合齿毂接合齿毂3个凹口位于接合套周围以固定锁环和键弹簧。键弹簧键弹簧键弹簧有4个卡爪。一个卡爪用来固定键弹簧本身而其它3个卡爪固定换档键。锁环锁环有3个凹槽，键弹簧卡爪沿着锁环圆周在三个点进入其中。凹槽部分倒角。(5/6).?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-13-5.倒档同步啮合机构倒档同步啮合机构倒档齿轮换档之前，供前进档用的锁环减小输入轴的转速。这样，倒档惰性齿轮和输入轴齿轮便平稳地连接。在最新型号中，倒档齿轮采用同步啮合机构正变得更为常见。6.倒档预阻机构倒档预阻机构齿轮被换档到倒档齿轮上时，3号换档内杆与1号换档拨叉轴的销接触，并由1号换档拨叉轴朝着“2档”方向移动距离 A。这导致2档琐环作动，以便减小输入轴的转速。当3号换档内杆和1号换档拨叉轴的销分开时，倒档齿轮换档结束。(6/6).换档机构换档机构1.结构结构换档和选档杆轴按直角固定在传动桥壳顶部的叉式轴上。采用了防止双重啮合机构和防止误换倒档机构。同样在拨叉轴上也采用了类似的装置的换档锁止机构和倒档锁止机构。(1/9).?换档机构的结构和功能换档机构的结构和功能?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-14-2.防止双重啮合机构防止双重啮合机构此机构防止同时可能换档至两个档位。两个换档拨叉同时移动时，致使两个档位的齿轮同时进入啮合。结果，齿轮不再转动，汽车表现得似乎制动器已被塞住不动以及轮胎锁紧从而导致非常危险的形势。用允许换档和选档杆轴仅按选槽方向滑动的螺栓防止换档拨叉锁片转动。(2/9).3.防止双重啮合机构的操作防止双重啮合机构的操作换档拨叉锁片始终装入3个换档拨叉头槽的两个槽中并且锁紧所有的换档拨叉，有待使用的齿轮除外。例如，当将换档杆置于1档或2档时，换档拨叉锁片和1号换档内杆移到右侧，如左侧图中所示。换档拨叉锁片防止3档/4档和5档/倒档换档拨叉头移动使得1档/2档换档拨叉头可移动。(3/9).4.防止误换倒档机构防止误换倒档机构如果汽车行驶时，传动桥转换到倒档齿轮时会使离合器和手动传动桥开断及同时锁紧轮胎，从而导致非常危险的局面。因此，要安装此结构使得在移入倒档齿轮之前驾驶员必须换到空档位置。(4/9).?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-15-5.防止误换倒档机构操作防止误换倒档机构操作(1)选档时选档时当将换档杆移到5档/倒档选档位置（5档和倒档之间的空档位置）时，2号换档内杆按“5档/倒档”向移动，从而按箭头A所示的方向移动倒档限制销。(2)换到换到5档档当传动桥已换到5档时，2号换档内杆按箭头B所示的方向旋转从而分离倒档限销。结果，倒档限销通过回动弹簧返回到其原先位置。(3)试图从试图从5档换到倒档档换到倒档如果试图直接从5档换到倒档（如箭头C所示），2号换档内杆碰着倒档限销从而防止传动桥从5档到倒档。(4)换到倒档换到倒档在换档杆返回到3档和4档之间的空档位置以及然后移到5档/倒车选档位置后，2号换档内杆和倒档限销的相对位置如左图所示。此时，按箭头D所示的方向旋转2号换档内杆，换入倒档，不会受到倒档限位销的任何干扰。(5/9).6.倒档单向机构倒档单向机构倒档惰性齿轮仅在传动桥换到倒档时才移动。当换到5档时，倒档惰性齿轮保持在空档位置。倒档单向机构操作倒档单向机构操作(1)换到换到5档档当传动桥换到5档时，3号换档拨叉轴移到右侧，从而使球被推入2号换档拨叉轴的凹槽。(2)换至倒档换至倒档当传动桥被换到倒档时，倒档叉通过安装在3号换档拨叉轴上的卡环而移至左侧。(3)从倒档换到空档从倒档换到空档3号换档拨叉轴、球和倒档换档拨叉均整体移到右侧。(6/9).?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-16-7.换档锁止机构换档锁止机构每个换档拨叉轴上有三个凹槽，换档时制动球通过弹簧推入凹槽。这不仅防止传动桥脱档也能给予驾驶员齿轮啮合的较好感觉。(7/9).8.接合套功能接合套功能为防止齿轮跳出，接合套和转速齿轮之间的花键被弄尖以形成倒角形状及增进接合套和转速齿轮的啮合。鉴于同一目的，输入、惰性和倒档齿轮的轮齿也稍呈锥形。(1)当驱动力从齿轮传送到接合套时，当驱动力从齿轮传送到接合套时，齿轮上的花键与所有接合套花键啮合。(2)当驱动机从接合套传送到一齿轮（发动机断开期间）时，当驱动机从接合套传送到一齿轮（发动机断开期间）时，少量齿轮花键与接合套啮合。这导致接合套和齿轮的啮合压力增加从而防止传动桥脱档。维修提示维修提示:如果接合套花键到角突起部磨损，传动桥脱档。(8/9).?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-17-9.倒档锁止机构倒档锁止机构倒档换档拨叉上表面上也有一个凹槽，锁紧球通过弹簧推入该槽。当传动桥不换成倒槽时，凹槽防止倒档惰性齿轮移动。同样，当传动桥换成倒槽时，它告知驾驶员是否已完全啮合。(9/9)?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-18-练习练习用此练习来检查你对本章材料的理解程度。在回答完各个练习后，你可以使用参考按钮来检查与现行问题有关的页面。当你回答错误时，请返回到原文再进行复习并寻找正确答案。当你全部回答正确时，可以进入下一章。?底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-19-问题问题-1下列陈述与离合器的要求有关。给各个陈述内容标上 正确或错误正确或错误。号码号码问题问题正确或错误正确或错误正确答案正确答案1必须平稳地啮合传动桥/变速器和发动机。正确 错误2一旦啮合传动桥/变速器，必须用滑转装置传送动力。正确 错误3必须准确和迅速地松开传动桥/变速器。正确 错误4必须在不踩动离合器踏板情况下啮合或松开传动桥/变速器。正确 错误问题问题-2下列陈述与传动桥/变速器手动功能有关。给每个说明标上正确或错误正确或错误。号码号码问题问题正确或错误正确或错误正确答案正确答案1接通/切断发动机功率。正确 错误2用档增加/减小发动机转矩并将适当的转矩传送到主动轮。正确 错误3发动时，用传动力小（小的传动比）的档以便于改善燃油耗量。正确 错误4高速驾驶时，用传动力大（大的传动比）的档以便于达到高输出。正确 错误问题问题-3下列陈述与离合器的部件有关。选择错误的部件说明选择错误的部件说明。1.离合器分离泵将来自总泵的液压传送到分离叉。2.当踩压离合器踏板时，离合器盘与飞轮和压板连接。3.离合器盖组件传输/切断发动机输出。4.离合器分离轴承吸收分离叉和膜片弹簧之间的旋转差。底盘技师-手动传动桥 手动传动桥和离合器-20-问题问题-4下列插图显示手动传动桥的动力传动通道。从下列字组中为各个插图选择适当的字。1.2.3.4.a)空档b)一档c)三档d)倒档答案:1.2.3.4.问题问题-5下列插图显示同步啮合机构部件。从下列字组中选择与1-4相对应的文字。?a)变速齿轮 b)锁环 c)接合齿毂 d)接合套 e)滑块 f)键弹簧答案:1.2.3.4.