手动变速器毕业论文--手动变速器故障判断及维修

毕业设计（论文）

作 者： 学 号： 30711152

系 部： 汽车工程系

专 业： 汽车运用技术

题 目： 手动变速器故障判断及维修 指导者：

评阅者：

2010年 4月

毕业设计（论文）中文摘要

目录

1 引言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 2 变速器概述 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6

2．1 变速器的功用及类型 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

2.1.1 变速器的功用 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6

2.1.2 变速器的类型 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 3 变速器传动机构 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8

3.1 变速器的工作原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

3.2两轴式变速器 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9

3.2.1基本结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9

3.2.2动力传递路线及传动比„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10

3.2.3 档位分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11

3.3 三轴式变速器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 12

3.3.1基本结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 12

3.3.2动力传递路线及传动比„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14 4 桑塔纳2000轿车变速器结构与特性„„„„„„„„„„„„„„„„ 16

4.1桑塔纳2000轿车变速器的结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16

4.2 桑塔纳2000轿车变速器的特性 „„„„„„„„„„„„„„„„„ 18 5桑塔纳2000轿车变速器总成的拆卸和安装 „„„„„„„„„„„„„ 19

5.1变速器总成的拆卸 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19

5.2变速器总成的安装 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 6 桑塔纳2000轿车变速器常见故障判断与维修 „„„„„„„„„„„„ 22

6.1变速器常见故障及判断 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22

6.1.1桑塔纳2000轿车变速器常见故障 „„„„„„„„„„„„„„„„22

6.2桑塔纳2000轿车变速器常见故障维修 „„„„„„„„„„„„„„„24

6.2.1 一般修理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24

6.2.2主要易损组件修理时的注意事项 „„„„„„„„„„„„„„„„26 7 桑塔纳2000轿车维修实例 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27

7.1桑塔纳2000轿车手动变速器跳档故障 „„„„„„„„„„„„„„„27

7.1.1故障现象 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27

7.1.2故障分析与排除 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27

7.2桑塔纳2000轿车手动变速器无倒挡且有时有异响„„„„„„„„„„27

7.2.1故障现象 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27

7.2.2故障排除 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28

7.3桑塔纳2000手动变速器车在起步及行车时偶尔发出“吱吱”响„„„„28

7.3.1故障现象 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28

7.3.2故障分析与排除 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28 8 变速器使用和注意事项 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29

8.1 变速器的使用方法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29

8.2操纵换档应注意以下事项 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29 结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„30 致谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„30 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„31

1 引言

随着国民经济的迅猛发展，汽车产量逐年增加，2008年汽车最终销量938.05万辆，销量增幅6.7%。我国汽车保有量越来越多，车型也越来越复杂。尤其是高科技的飞速发展，一些新技术、新材料在汽车上的广泛应用后，给汽车故障诊断与排除增加了一定难度。本篇论文重点讨论轿车手动变速器的故障分析及维修方法。手动变速器是汽车必备的一个重要总成。没有手动变速器汽车将无法起步，并且难以实现挡位变换、实现倒车、中断动力等。在汽车使用中，手动变速器难免出现这样、那样的故障，直接影响汽车的正常运行。现在汽车迅速进入家庭，汽车私有化程度提高，所以汽车故障将会影响到我们每一个人。分析研究手动变速器故障现象、原因、探索手动变速器故障的排除方法和手动变速器的维修工艺，具有重大而现实的意义。本文重点通过桑塔纳2000系列轿车故障的探讨，正确认识手动变速器的故障，更好的使用和维护手动变速器。

2 变速器概述

现代汽车上广泛采用的是汽油或柴油发动机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的行驶条件，要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器，见图1-1手动变速器

1-倒档轴；2-变速器壳；3-第二轴；4-第一轴 图1-1 手动变速器

2.1 变速器的功用及类型

2.1.1 变速器的功用

变速器的功用如下：

a. 改变传动比 扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在动力性和经济性比较有利的工况下工作；

b. 实现倒车 利用倒档，在发动机旋转方向不变的前提下 ，使汽车能倒退行驶；

c. 中断动力 利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速、并便于变速器换档或进行动力传输。

2.1.2 变速器的类型

2.1.2.1按传动比变化方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式3种。

（1）有级式变速器应用最为广泛。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同，有轴线固定式变速器（普通齿轮变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。

(2)无级式变速器的传动比在一定的范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式（动液式）两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机。液力式的传动部件是液力变矩器。

(3)综合式变速器（液力自动变速器）是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化，目前应用较多。

2.1.2.2按操纵方式，变速器又可分为手动变速器、自动变速器和半自动变速器三种。

(1)手动变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换档，为大多数汽车所采用。

(2)自动式变速器的传动比选择（换档）是自动进行的。即档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件实现的，驾驶员只需操纵加速踏板，即可控制车速。

(3)半自动操纵式变速器有两种形式。一种是常见的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板后松开加速踏板时，接通自动控制和执行机构进行自动换档。

在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把转矩分别输送给各驱动桥。

3 变速器传动机构

3.1 变速器的工作原理

手动变速器通常采用平行轴式，由齿轮传动的原理可知，一对齿数不同的齿 轮啮合传动时可以变速变矩，如图15-2。主动齿轮转速与从动齿轮转速之比值称为传动比，用i 12表示，有：

式中:n 1、z 1为主动

齿轮的转速、齿数；

n 2、z 2为从动齿轮i 12=n 1/n 2=z 2/z 1i 12=n 1/n 2=z 2/z 1

的转速、齿数。

如图3-1a 所

示，当小齿轮为主

动齿轮，带动大的

从动齿轮转动时，

则输出轴的转速就

降低，即n 2

i >1称为减速传动。如图3-1b 所示，当大齿轮为主动齿轮，带动小的从动齿轮a) 减速传动；b ）加速传动 1-主动齿轮；2-从动齿轮；Ⅰ-输入轴；Ⅱ-输出轴； 图3-1 齿轮传动原理 转动时，则输出轴的转速就升高了，即n 2>n 1，i

变速的基本原理。

由于功率p =nM /9550(单位：P 为千瓦、n 为转/分) 如传动无效率损失，则传动比还可以为

i 12=

式中:M 1为主动齿轮转矩 n 1M 2= n 2M 1

M 2为从动齿轮转矩

由上式可知，降速则增矩，增速则降矩，齿轮式变速器在改变转速的同时也

改变了输出转矩，传动比既是变速比也是变矩比，汽车变速器就是利用这一原理，通过改变各档传动比来改变输出转速，从而改变其输出转矩，以适应汽车行驶阻力的变化。

汽车手动变速器是通过多组一对或一对以上不同齿数的齿轮啮合来实现传动比的变化。变速器传动比小的档位称为高档，传动比大的档位称为低档。齿轮安装在不同的平行轴上，齿轮的安装方式有2种，一种是齿轮通过键或花键与轴固定，可以直接传递转矩；一种是齿轮通过滚针轴承空套在轴上，通过给合装置将空套的齿轮固定来实现不同档位的动力的传递。

变速器的档位数是指前进档位的数目，如4档变速器表示有4个前进档位。一般变速器有4～6个档位。对于重型和超重型汽车，为了得到更多的档位，采用组合式变速器，变速器分为主、副变速器两部分，主变速器档位数一般有4～5个档位，副变速器有2～4个档位，这样可使变速器得到8～20个档位。

按照手动变速器传动齿轮轴的数目，可分为两轴式变速器和三轴式变速器（也称为中间轴式变速器）。

3.2两轴式变速器

两轴式变速器多应用在发动机前置前轮驱动的轿车上，如一汽奥迪１００、捷达、高尔夫、上海大众桑塔纳、神龙富康等国产轿车。或发动机后置后轮驱动（客车）的汽车上。

两轴式变速器的动力传递主要依靠两根相互平行的轴（输入轴与输出轴）完成。此外，还有一根比较短的倒档轴来帮助汽车实现倒退行驶。动力从输入轴（第一轴）输入，经一对齿轮传动后，直接由输出轴（第二轴）输出。其特点是结构比较紧凑，机械效率高，噪声小。

3.2.1基本结构

图3-2为桑塔纳2000系列轿车二轴五档变速器的结构图和机构简图。当驾驶员挂上某一档位时，动力由输入轴传入变速器，通过相啮合的齿轮副将动 力由输出轴传至主减速器，在变速器中实现了变速、变扭的作用。变速器设置有超速档（传动比小于1），主要用于在良好路面或空车行驶时，提高汽车的燃料经济性。

第一轴也叫输入轴或主动轴，第一轴前端用轴承支承在曲轴中心孔内，前端与离合器从动盘通过花键联接，中段及后段三处通过轴承支承在变速器壳体上。第一轴上共有六个齿轮两个同步器。其中3、4、5档齿轮（见图中序号2、3、7）分别用滚针轴承空套在第一轴上，3、4档中间有一个同步器14，5档有一个同

1-输入轴；2-第一轴四档齿轮；3-第一轴三档齿轮；4-第一轴二档齿轮；5-倒档齿轮组；6-第一轴一档齿轮；7-第一轴五档齿轮；8-五档同步器；9-第二轴五档齿轮；10-第二轴一档齿轮；11-一、二档同步器；12-第二轴二档齿轮；13-第二轴三档齿轮；14-三、四档同步器；15-第二轴；16-第二轴四档齿轮；17-主变速器主动锥齿轮；18-主减速器差速器

图3-2 桑塔纳2000系列轿车二轴五档变速器的结构图及机构简图

步器8，它们通过花键毂与轴联接，花键毂内、外都有花键，内花键与轴固定联接，用卡环轴向定位，外花键与接合套内花键啮合，接合套在拨叉作用下可沿花键毂轴向移动，与啮合齿轮上的接合齿圈上啮合。1、2、倒档齿轮（见图中序号6、4、5）与第一轴固定。第二轴15也叫输出轴或从动轴，第二轴前后端两处通过轴承安装在壳体上，第二轴上有七个齿轮，一个同步器。其中，六个圆柱齿轮与第一轴齿轮对应，一个锥齿轮作为主减速器的主动齿轮。3、4、5档从动齿轮（见图中序号13、16、9）与第二轴固定，1、2档从动齿轮（见图中序号10、

12）用滚针轴承空套在第二轴上，同步器11位于1、2档从动齿轮中间，第二轴上倒档齿轮5与同步器接合套连成一体。

在第二轴中部一侧，还装有一根较短的倒档轴。它是固定式轴，倒档齿轮5空套在倒档轴上，它可在倒档拨叉的作用下左右移动。

3.2.2动力传递路线及传动比

该变速器有5个前进档位和1个倒档位。操纵变速杆，通过接合套的移动即可实现不同传动的动力传递。

当挂1档时，同步器接合套11右移

动力传递路线为：

第一轴1→第一轴一档齿轮6→第二轴一档齿轮10→同步器接合套11→同步器11的花键毂→第二轴输出

传动比为： i 1=Z 10/Z 6=38/11=3.455

当挂2档时，同步器接合套11左移

动力传递路线为：

第一轴1→第一轴二档齿轮4→第二轴二档齿轮12→同步器接合套11→同步器11的花键毂→第二轴输出

传动比为： i 2=Z 12/Z 4=35/18=1.944

当挂3档时，同步器接合套14右移

动力传递路线为：

第一轴1→同步器14的花键毂→同步器14的接合套→第一轴三档齿轮3→第二轴三档→齿轮13→第二轴输出

传动比为：i 3=Z 13/Z 3=36/28=1.286

当挂4档时，同步器接合套14左移

动力传递路线为：

第一轴1→同步器14的花键毂→同步器14的接合套→第一轴四档齿轮2→第二轴三档→齿轮16→第二轴输出

传动比为： i 4=Z 16/Z 2=31/32=0.969

当挂5档时，同步器接合套8左移

动力传递路线为：

第一轴1→同步器8的花键毂→同步器8的接合套→第一轴五档齿轮7→第二轴五档→齿轮9→第二轴输出

传动比为：i 5=Z 9/Z 7=28/35=0.800

当挂倒档时，通过拨叉拨动倒档轴上的惰轮，使其同时与第一轴与第二轴上的倒档齿轮啮合，其动力传递路线为：

第一轴1→第一轴倒档齿轮→倒档轴惰轮→第二轴倒档齿轮→1、2档同步器11接合套→1、2档同步器11的花键毂→第二轴输出

传动比为： i 5=Z 5(2) /Z 5(1)=38/12=3.176

Z 5(1)：一轴倒档齿轮的齿数

Z 5(2) ：二轴倒档齿轮的齿数

由于倒档位的齿轮传递中多一个中间惰轮，因此，第二轴的旋转方向与前进位时相反。

3.2.3 档位分析

当传动比i >1时，为减速档，且i 越大，档位越低；

当传动比i =1时，为直接档；

当传动比i

可以看出桑塔纳2000系列轿车手动变速器1、2、3档为减速传动，4、5两档为增速传动，即超速档。

3.3三轴式变速器

三轴式变速器除有第一轴、第二轴外，还增设了中间轴。其特点是空间布置比较灵活，传动比的范围大，可设有直接挡传动。

3.3.1基本结构

图3-3所示为东风EQ1092型汽车变速器，它通过螺栓固定在飞轮后端面上。 变速器第一轴1（输入轴）前后端用轴承分别支承在曲轴后端的中心孔及变 速器壳体的前壁，其前部花键部分装离合器的从动盘，后部有齿轮2，其后端有一圈接合齿3，用作挂直接档。第一轴轴承盖30的外圆面与离合器壳相应的孔配合，保证第一轴和曲轴的轴线重合。中间轴18两端用轴承支承在壳体上。与第一轴齿轮常啮合的中间轴常啮齿轮26和2、3、4档齿轮（见图中23、24、25）用半圆键安装在中间轴上，一、倒档齿轮21与中间轴制成一体。第二轴15（输出轴）前后端分别用轴承支承于第一轴后端中心孔内和壳体上。一、倒档齿轮13与第二轴以花键形式配合传力，可轴向滑动。2、3、4档齿轮（见图11、7、

6）分别以滚针轴承形式与轴配合，并分别与中间齿轮23、24、25常啮合，其侧面均有接合齿圈。

第二轴前端花键上套装4、5档花键毂28，用卡环轴向定位，接合套4在花键毂28上轴向滑动实现档位转换。花键毂27和接合套9实现2、3档动力传递。在2、4档齿轮后面分别装有承受轴向力的推力环。后轴承盖内装有里程表1-第一轴；2-第一轴常啮合传动齿轮；3-第一轴齿轮接合齿圈；4、9-接合套；5-四档齿轮接合齿圈；6-第二轴四档齿轮；7-第二轴3档齿轮；8-三档齿轮接合齿圈；10-二档齿轮接合齿圈；11-第二轴二档齿轮；12-通气孔；13-第二轴一、倒档滑动齿轮；14-变速器壳体；15-第二轴；16-驻车制动器底座；17-车速里程表传动齿轮；18-中间轴；19、22-倒档中间齿轮；20-倒档轴；21-中间轴一、倒档主动齿轮；23-中间轴二档齿轮；24-中间轴三档齿轮；25-中间轴四档齿轮；26-中间轴常啮齿轮；27-二、三

档花键毂；28-四、五档花键毂；29-第一轴轴承盖;30-轴承盖回油螺纹

图3-3 EQ1092型汽车三轴五档变速器的结构图及机构简图

驱动螺旋齿轮，轴后端花键上装有凸缘，将动力传递给万向传动装置。倒档轴固定在壳体上，倒档齿轮19、22制成一体，以滚针轴承的形式套在倒档轴上，齿轮22与中间轴齿轮21常啮合。

当第一轴旋转时，通过齿轮2带动中间轴及其上的齿轮旋转，其从动齿轮6、7、11随第一轴的旋转而在第二轴上空转，因此，第二轴不能被驱动。固定在第二 轴上的各个花键毂的外圆表面上均制又与其相邻的结合齿圈齿形完全相同的外花键，分别与相应的具有内花键的各个接合套相接合，接合套可沿花键毂轴向滑动。在该变速器中，除1档、倒档外，各档均采用同步器换档。同步器是一种加装了一套同步装置的接合套换档机构。同步装置的作用是使变速器在汽车行进中换档时不发生接合齿的冲击，其结构和工作原理将在下一任务中阐述。

3.3.2动力传递路线及传动比

东风EQ1092型汽车变速器有5个前进位和1个倒档位。欲挂上一档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的1档从动齿轮13左移，与中间轴上的一、倒档主动齿轮21相啮合，把动力传给第二轴。动力传递路线：

第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→一档、倒档主动齿轮21→第二轴一档、倒档从动齿轮13→第二轴15输出

挂一档时，传动比： i 1=26⨯13=⨯=7.31 221欲挂上二档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的接合套9右移与接合齿圈10接合，则可得到二档。把动力传给第二轴。

动力传递路线：

第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→2档主动齿轮23→第二轴2档从动齿轮11→接合套9→花键毂27→第二轴15输出

挂二档时，传动比： i 2=26⨯11=⨯=4.31 2231920

欲挂上三档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的接合套9左移与接合齿圈8接合，则可得到三档。把动力传给第二轴。

动力传递路线：

第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→3档主动齿轮24→第二轴3档从动齿轮7→接合套9→花键毂27→第二轴15输出

挂三档时，传动比： i 3=26⨯7=⨯=2.45 224欲挂上四档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的接合套4右移与接合齿圈5接合，则可得到四档。把动力传给第二轴。

动力传递路线：

第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→4档主动齿轮25→第二轴4档从动齿轮6→接合套4→花键毂28→第二轴15输出

挂四档时，传动比： i 4=26⨯6=⨯=1.54 2251936

欲挂上五档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的接合套4左移与接合齿圈3接合，则可得到五档。把动力直接传给第二轴，而不再经过中间齿轮传动，故这种档位称为直接档，其传动比为

i 5=1

欲挂倒档时，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的一档、倒档从动齿轮13右移，使其与倒档中间齿轮19啮合。

动力传递路线：

第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→一档、倒档主动齿轮21→倒档中间齿轮22→倒档中间齿轮19→第二轴一档、倒档从动齿轮13→第二轴15输出

挂倒档时，传动比：i R =26⨯22⨯13=⨯⨯=7.66 22119 由于倒档位的齿轮传递中多了一次外啮合，因此，第二轴的旋转方向与前进位时相反。i R 的数值较大，一般与i 1相近。这是考虑到安全，希望倒车时速度

1、4-接合齿圈；2-接合套；3-花键毂；F-

圆周力；N-倒锥齿面正压力；Q-防止跳档的

轴向力

图3-4 齿端制成倒斜面的结构形式示意图

1-接合齿圈；2-接合套；3-花键毂；4-接合齿圈；F-圆周力，F=F＇；N-凸台对接合套的总阻力；Q-防止跳档的轴向力 图3-5 齿端齿厚切薄的结构形式示意图

尽可能低些。

汽车行驶中，变速器在结构上应保证不出现自动跳档的现象。防止自动跳档的结构又多种形式。CA1091型汽车六档变速器采用的是齿端倒斜面的结构（图

3-4）。在该变速器的所有接合齿圈及同步器接合套齿的端部两侧都制有倒斜面。当同步器的结合套2左移与接合齿圈1接合时（图示位置），接合齿圈将转矩传到接合套齿的一侧，再经接合套齿的另一侧传给花键毂3. 由于接合齿圈1与接合套2齿端部为斜面接触，便产生了垂直斜面的正压力N ，其分力分别为Q 和F ，向左的分力为Q ，即为防止跳档的轴向力。

在东风EQ1090E 型汽车使用的五档变速器中，采用了减薄齿的结构来防止自动跳档（图3-5）。在花键毂3的两端，齿厚各减薄0.3～0.4mm ，使各牙齿中部形成一凸台。当同步器的接合套左移与接合套齿圈接合时（图示位置），接合齿圈1将转矩传到接合套2的一侧，再由接合套的另一侧传给花键毂。由于接合套齿的后端被凸台档住，在接触面上作用一个力N ，其轴向分力Q 即为防止跳档的阻力。三轴式变速器，适应于传统的发动机前置、后轮驱动的布置形式。

4 桑塔纳2000轿车变速器结构与特性

4.1桑塔纳2000轿车变速器的结构

桑塔纳2000型轿车的变速器结构与通常后轮驱动的变速器有很大不同，它将变速器、主传动器和差速器均安装于一个三件组合的壳体之内，图9-1所示为其传动示意图。这种结构布置，它的显著优点是：

(1)发动机的动力通过减速直接传给前轮，功率损失小，传动效率高。

(2)取消原有的传动轴机构，使轿车自身质量减轻，结构简化。

(3)后桥减速齿轮和差速齿轮移至前桥后，与整个变速器溶为一体，使外形尺寸十分紧凑。这些变化最终改善了桑塔纳2000型轿车的操纵性和稳定性，并提高了动力性和经济性。桑塔纳2000型轿车变速器为五档同步手动机械式变速器，其型号为013 300 043B。

图4-1为桑塔纳2000型轿车五档手动变速器的结构图。图4-2为其实物图。由图可知，它由以下三大部分组成。

①壳体总成：它是由变速器壳体、齿轮箱体和换档机构壳体组成三体合一的组合箱体。

图4-1 桑塔纳2000五档手动变速器结构图

1- 变速器壳体 2-输入轴三档齿轮 3-倒档齿轮 4-倒档轴 5-输入轴一档齿轮 6-输

入轴五档齿轮 7-输出轴二档齿轮 8-输出轴四档齿轮 9-输出轴 10-输入轴

②输入、输出轴总成及拨叉机构：输入轴上装有空转的五个档的齿轮和同步器；输出轴上安装不可空转的五个档的齿轮以及主减速齿轮和差速器总成。

③换档机构：它由支撑杆、内换档杆、换档杆接合器、倒档保险挡块以及手动换档杆部件组成。

图4-3为桑塔纳2000系列轿车五档变速器传动原理图。当驾驶员挂上某一

图4-3 变速器传动原理图

档位时，动力由输入轴传入变速器，通过相啮合的齿轮副将动力由输出轴传至主减速器，在变速器中实现了变速、变扭的作用。变速器设置有超速档（传动比小于1），主要用于在良好路面或空车行驶时，提高汽车的燃料经济性。桑塔纳2000系列轿车五档手动变速器的性能参数见表4-1所示。

表4-1桑塔纳五档手动变速器性能参数

4.2 桑塔纳2000轿车变速器的特性

桑塔纳2000型轿车五档变速器的结构归纳起来有以下一些特性：

(1)桑塔纳2000型轿车五档变速器结构是采用二轴布置的形式，取消常见的中间轴，并且与主传动锥齿轮和差速器连为一体的纵置前驱动变速器。它由输入轴输入发动机动力，通过各档齿轮进行变速，利用输出轴、主减速齿轮和差速齿轮机构以驱动前轮行驶。它具有结构紧凑、自质量小(仅为36kg) 、噪声低、操作灵活等特点。

(2)变速器的前进档均装有同步器，换档轻便舒适，所有换档均采用防跳档措施。

(3)齿轮设计采用多齿数(最多齿达38齿) ，小模数(最小达1.75mm) ，小压力角(最小达15°) ，高齿顶(齿顶高系数达1.3左右) ，这样重迭系数增加，从而降低了噪声。

(4)渐开线花键采用小模数、大压力角，并且由于采用冷搓工艺，生产效率高，不需要加越程槽，轴的强度提高，轴向尺寸缩短，从而减轻了总成质量。

(5)结合齿都采用倒锥齿结构，可防止脱档。

(6)为了防止操作失误，在五档变速器中还装有倒档保险块，防止误入倒档。

(7)选档换档两个动作由同一根轴完成，选档复位采用一根扭力杆，这样结构简单，档位清晰。

5桑塔纳2000轿车变速器总成的拆卸和安装

5.1变速器总成的拆卸

a. 拆下蓄电池的搭铁线。

b. 拆下离合器拉索，如图5-1所示。

c. 举升起汽车。将传动轴（半轴）从变速器上拆下来并支撑好，如图5-2所示。

d. 旋松变速操纵机构的内换档杆螺栓，如图5-3所示。

e. 压出支撑杆球头并将内换档杆与离合块分离，如图5-4所示。

f. 拆下倒档灯开关的接头。

g. 拆下车速里程表软轴，如图5-5所示。

图5-1 拆下离合器拉索 图5-2 拆卸传动轴

h. 卸下离合器盖板，如图5-6所示。

图5-3 旋松内换档杆螺栓 图5-4 压出支撑杆球头

i. 拆下排气管。必要时将化油器上的滤清器取下，有利于拆下排气管的螺母。

图5-5 拆下车速里程表软轴 图5-6 拆下离合器盖板

j. 放下汽车并将发动机固定好，如图5-7所示。拆下发动机与变速器上部连

接螺栓。

k. 举升起汽车。拆下起动机的紧固螺栓。

l. 拆下发动机中间支架，如图5-8所示。

图5-7 固定发动机 图5-8 拆下发动机中间支架

m. 拆下螺栓1，并旋松螺栓2，如图5-9所示。拆下变速器减振垫和减振垫前支架。

n. 拆下发动机与变速器下部连接螺栓，并拆卸变速器，如图5-10所示。

图5-9 拆下螺栓 图5-10 拆卸变速器

5.2变速器总成的安装

变速器总成的的安装可按拆卸相反的顺序进行，如果需要，调整离合器踏板自由行程。有关的螺栓拧紧力矩见表5-1所列。

6 桑塔纳2000轿车变速器常见故障判断与维修

6.1变速器常见故障及判断

汽车变速器随着行驶里程的增加，以及不正常的操作，使其零件的磨损、变形随之增加，这样会出现异常响声、挂档困难、跳档、发热、漏油等变速器常见故障。

6.1.1桑塔纳2000轿车变速器常见故障

6.1.1.1 变速器异响

变速器的异响是指变速器工作时发出的不正常声响，如金属的干摩擦声、不均匀的碰撞声等。桑塔纳2000型轿车变速器的异常响声，大致发生在下述两种情况：空档时发响；挂档后发响。

(1)空档时发响

① 现象：发动机怠速运转，变速器处于空档位置时有异响，踏下离合器踏

板时响声消失。

② 原因：

1) 变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴中心线不同心。

2) 第二轴前轴承磨损、污垢、起毛。

3) 常啮合齿轮磨损发出均匀的噪声，个别牙齿碎裂，则发出有规律的间隙撞击声。

4) 常啮合齿轮修理时未成对更换，啮合不良。

5) 第一轴轴承损坏。

6) 旧齿轮换用了新轴承，在此之前已造成齿面不均匀磨损，换用新轴承后，齿面啮合位置改变。

(2)挂档后发响

① 现象: 变速器挂入档位后发响，是由于相互啮合的齿轮在运转时有撞击

和变速器空腔的共鸣作用而引起的; 当汽车以40km/h以上车速行驶时，发出一种不正常的响声，且车速愈高，响声愈大，而当滑行或低速时响声减小或消失。

② 原因:

1) 齿轮更换不当，轴或轴承更换后破坏了齿轮正常的啮合。

2) 差速齿轮或半轴齿轮键槽磨损松旷。

3) 主、从动锥齿轮配合间隙过大。

4) 从动锥齿轮螺栓松动。

③ 判断:

变速器产生响声的过程，是由齿轮和轴的振动与其它声源开始，然后扩散到变速器壳壁产生共振而发响。轴承磨损松旷声，可以用下列方法判明部位：

1) 主动锥齿轮轴(变速器输出轴) 后轴承响：在发动机起动后尚未挂档就可听到。

2) 主动锥齿轮轴(变速器输出轴) 前轴承响：必在汽车运行中和变化车速时才响。

3) 轴承磨损松旷后引起齿轮的发响：将随车速改变而显著改变。

4) 也可将前驱动车轮架起，起动发动机并挂上空档，然后急剧改变车速，察听变速器响声来源，以判断故障所在部位。

6.1.1.2 变速器发热

(1) 现象：汽车行驶一段路程后，用手触摸变速器时，有非常烫手感觉。有可能的话用点温计测定，正常温度为82-93℃。

(2) 原因:

① 轴承装配过紧。

② 齿轮啮合间隙过小。

③ 缺少齿轮油或齿轮油粘度太小。

(3) 判断：应结合发热部位，逐项检查予以排除。

6.1.1.3 变速器跳动

(1) 现象：汽车在行驶中，变速杆自动跳回空档，滑动齿轮脱离啮合位置(一般多在中、高负荷突然变化或汽车剧烈振动时发生) 。

(2)原因:

①变速叉轴凹槽及定位球磨损松旷，以及定位弹簧过软或折断，致使定位装置失效。

②齿轮或齿套磨损过甚，沿齿长方向磨成锥形。

③变速轴、轴承严重磨损松旷或轴向间隙过大，使轴转动时发生跳动和窜动。 ④定位销磨损松旷以及定位弹簧过软或折断，致使定位装置失效。

(3) 判断

①发现某档跳动时，仍将变速杆推入该档，然后拆下变速器盖察看齿轮啮合情况，如齿轮啮合良好，应检查换档机构。

②用手推动跳档的换档杆拨动端试验定位装置：如定位不良，需拆下换档杆拨动端检查定位球及弹簧，如弹簧过软、折断应进行更换。

③如齿轮未完全啮合，用手推动跳动的齿轮即齿轮正确啮合，应检查换档杆拨动端是否弯曲。如是弯曲应校正。

④如换档机构良好，而齿轮或齿套不能完全啮合时，应检查齿轮是否磨成锥形，轴承是否松旷，必要时拆下修理或更换。

6.1.1.4 变速器乱档

(1) 现象：汽车起步挂档或行驶中换挡，所挂档与需要档位不符，或虽然挂入所需档位但不能退回空档，或一次挂入两个档位。

(2) 原因:

①换档杆与换档杆拨动端松旷、损坏或换档杆拨动端内孔磨损过大。

②变速控制器弹簧压缩量达不到规定的要求。

③换档滑杆互锁销与小互锁销磨损过大，失去互锁作用。

(3)判断

①变速换档杆如能任意摆动，且能打圈，则为夹箍销钉折断或失落所致。 ②挂档时，变速换档杆稍偏离一点位置，就会挂上不需要的档位，这是换档杆拨动端工作面磨损过大所致。

③如同时能挂上两个档位，这是互锁机构失效所致。

6.2桑塔纳2000轿车变速器常见故障维修

6.2.1 一般修理

(1) 衬垫、油封

①每次修理必须更换密封垫圈。

②每次修理必须更换O 形圈。

③轴油封的安装。

1) 装入前：在外径上涂一层薄油；在唇形密封圈之间的空隙填满润滑油脂。

2) 装入后：检查变速器的油面，有时须添加至注油口边缘。

④接合面须保持清洁。密封剂应涂均匀，不要太厚，且通气孔应保持通畅。

(2) 调整垫片

①用千分尺多点检测调整垫片不同的公差，可以精确地测出所需垫片的厚度。

②检查边缘是否有损坏。

③只准装入完好的调整垫片。

(3) 挡圈、锁圈

①修理中须调整挡圈及锁圈。

②修理时不能将挡圈拉开过度。

③安装时必须将挡圈、锁圈放在规定的槽内。每次修理须调换弹簧销，安装位置在纵向槽内

④敲进或敲出换档拨叉夹紧套筒时用锤子顶住，以免换档杆滑槽变形。

(4) 螺栓、螺母

①固定盖和罩壳的螺栓和螺母应搭角交叉拧紧和拧松。对于特别易损部件，例如：离合器压板要摆正，并逐步搭角拧紧和拧松。

②按规定的转矩拧紧螺栓和螺母。

③每次修理中须调换自锁螺栓和螺母。

(5) 轴承

①将有标志的一面的滚针轴承(壁厚较大) 朝向安装工具。

②在轴与轴承之间涂一层润滑油。

③变速器内的全部轴承都要使用变速器油润滑。摩擦力矩应予以检查，注油时要特别小心。

(6)减振垫的更换

减振垫的分解如图5-44所示。

①拆下减振垫固定在前后支架上的螺栓。

② 装上新的减振垫，但不要将固定螺栓旋紧。

③用螺栓将减振垫固定在车身上，用110N ·m 的力矩旋紧。

④ 清洁中间的扭矩销，将其粘在螺栓上。装上螺栓2，并用70N ·m 的力矩旋紧。

图5-44 变速器减振垫组件

l-变速器支架 2-变速器减振垫 3-减振垫的隔离物 4-减振垫的后支架 5-减振垫的前支架

⑤ 用25N ·m 力矩将减振垫固定在支架上的螺栓旋紧。

6.2.2主要易损组件修理时的注意事项

a. 本变速器一般情况下不需换油，只有当进行某些放油修理时，才需更换。 b. 锁环一经拆卸，就要更换。

c. 换档杆支架只有加润滑油时才分解，一旦发现任何零件损坏，就要全部更换。

d. 固定换档手柄，应使用快干胶。

e. 后轴承盖一经拆卸就应更换。

f. 在变速器壳体上装输出轴前轴承外环时，注意要将环上的小孔与壳体上的小孔对准。用固定圆柱销封住外环时，圆柱销不应全部插入，头部应突出壳体大约3.0mm 。

g. 只要下列中的任何一只零件更换，就要重新计算调整垫片“S3”：

①变速器的罩盖；

②轴承支座；

③输出轴的后轴承；

④第一档齿轮的滚针轴承内环；主、从动锥齿轮。

h. 在变速器壳体上装倒档齿轮、轴及传动臂应注意其操作灵活性。如果操作不灵活，挂倒档就不可能，此时就必须重复进行安装操作，具体步骤如下：

①装上倒档齿轮、轴及传动臂；

②装上垫圈和倒档传动臂的固定螺栓。将传动臂往下压，并插入螺栓直至碰到传动臂。

③将传动臂朝螺栓压去，旋入螺栓，直至听到螺栓旋入的声音。

④用35N ·m 旋紧螺栓，挂倒档数次，以证实在各位置上的操作灵活性。 7 桑塔纳2000轿车维修实例

7.1桑塔纳2000轿车手动变速器跳档故障

7.1.1故障现象：

一辆桑塔纳2000轿车在行驶中，当变速器换入3挡时，常出现跳挡现象，道路不平或上坡时跳挡现象更加明显，有时只得靠手按住变速杆才能保证不跳挡。

7.1.2故障分析与排除：

因为跳挡故障出现在变速器的第三挡上，所以只需要对变速器三挡的有关部件进行检查。经检查，自锁装置、三挡换挡拨叉、拨叉轴、三挡齿轮均正常。为消除疑虑，更换了部分怀疑有问题的零件，但故障依然没有得到彻底排除。

最后，在仔细检查输出轴上的三挡齿轮时，发现该齿轮有轴向间隙(达0.15mm) ，齿轮的齿牙有偏边磨损，略呈锥形。按照《大众汽车使用说明书》的要求，该齿轮是不应该有轴向间隙的。为便于齿轮的修配，该车厂家还专门供应用于该齿轮消除轴向间隙的调整垫片。用调整垫片消除齿轮的轴向间隙后，故障被排除。

7.2桑塔纳2000轿车手动变速器无倒挡且有时有异响

7.2.1故障现象：

一辆桑塔纳2000轿车，在行驶了14万km 后突然产生变速器(手动五档变速器) 无倒档(挂不上倒档) 的故障(前进档正常) 。该车曾于一个月前被更换了车速里程表传动软轴(下称传动软轴) ，并且，此后在变速器内曾出现过异响。

7.2.2故障排除：

试车表明：根本挂不上变速器的倒档，但其前进档换档正常。根据试车结果初步认为：在变速器内有异物，它使变速操纵机构卡住而挂不上倒档；而且该异物是从安装槽内掉出的，是用于吸附变速器零件磨损产物的磁铁。因此，决定对变速器作解体检查。

在把变速器从车上拆下后，发现变速器的倒档挂档正常了。在分析后认为，这可能是在拆卸过程中对变速器轴的正反向转动使异物改变了位置的结果，证明了在变速器内确有异物。在解体变速器后发现异物乃是传动软轴上的传动齿轮。由此可以肯定，该异物是在一个月前更换传动软轴时由于修理工违规操作而产生的。在解体变速器时还发现，在变速器中的齿轮油油量极少，只有正常量的一半。在取出异物，重新检查及装复变速器和更换齿轮油(加足量) 后，变速器无倒档故障被排除。

7.3桑塔纳2000手动变速器车在起步及行车时偶尔发出“吱吱”响

7.3.1故障现象：

在起步及行车时，偶尔在发动机处发出“吱吱”的声响。

7.3.2故障分析与排除：

在故障的排除中，曾怀疑是因为空调系统工作时，制冷剂的流动产生的“吱吱”响，曾经遇到过类似的故障现象，确诊为空调系统异响，不属于机械摩擦异响。后来，我们在不开启空调系统的情况下，再进行路试，结果异响仍然存在，于是排除了空调系统发生故障的可能性。接下来，维修人员在发动机附近进行听诊。因为该异响只有在车辆起步时或行驶中加大油门时，才会偶尔发出“吱吱”异响，其他工况下异响不会出现，异响出现时只有几秒钟的时间，一会儿又不响了，随机性很大。由于异响时有时无，给诊断工作带来非常大的困难。常规路试只能听到异响在发动机附近发出，但不能正确判断发出异响的准确部位。现在只能将车辆在修理厂附近路段进行慢车起步及加速试验。维修人员跟随车辆边走边听诊，当异响出现时，确定响声来自变速器或相邻部位，但具体部位是变速器还

是变速器前部的离合器，或者是发动机飞轮之前的部位尚不能确定，在异响基本方位大体确定后，维修人员决定拆解变速器进行确诊。拆下变速器后，首先对离合器部位的分离轴承、离合器从动片、飞轮接合面、拨叉、压盘接合端面、压盘膜片弹簧、发动机飞轮定位轴承孔内的衬套等进行检查，结果没有发现异常现象。接下来，再检查发动机曲轴轴向间隙，发现间隙正常。从维修经验来讲，应按照先简单后复杂、先外部后内部的原则检修，暂时不考虑发动机可能造成的异响，重点还是放在离合器及变速器部件上。经过分析，首先考虑的是离合器发出异响的可能性比较大。会不会是离合器压盘及离合器从动片在运行过程中发出的机械噪声呢？由于机械噪音的复杂性，我们必须考虑在内。可是，当维修人员更换了离合器压盘、分离轴承和离合器片，还将飞轮端面进行车削修整，装车后进行路试，结果令人失望，异响还是存在。维修人员最后决定先拆解变速器进行检查。 解体后发现变速器齿轮油是足够的，内部没有因缺少齿轮油而造成机械干摩擦。对齿轮及同步器检查，没有异常磨损。对变速器外壳、主轴及主轴轴承检查时发现，主轴旷动间隙较大。一般来说，旷动间隙大也不至于会发出“吱吱”异响，问题到底在哪里呢？当维修人员把主轴插入轴承孔摆动主轴时，主轴摆动量确实很大。在分离轴承座的支承导管内壁，维修人员发现有月牙状摩擦痕迹，为什么会造成月牙状摩擦痕迹呢？在此原因分析如下：由于主轴及主轴轴承的磨损，当主轴在旋转时，车辆起步或加速过程中，发动机负荷增大，主轴受力同时产生反作用力，此时主轴及轴承磨损产生较大间隙，在反作用力的作用下，促使主轴偏离中心线向一侧倾斜，结果就导致主轴与分离轴承座支承导管内壁产生干摩擦，发出“吱吱”的异响。我们更换了主轴及相关的轴承，装配好变速器，再进行路试，“吱吱”异响消失了，故障彻底排除。

8 变速器使用和注意事项

8.1 变速器的使用方法：

变速器使用寿命主要由设计决定，但也与行驶条件和驾驶方式有很大关系。在市区行驶，其寿命比经常行驶在高速条件下的车辆要低的多。经常维护和正常使用变速器，可以大大延长变速器的使用寿命，其寿命可达100000km 。

8.2操纵换档应注意以下事项：

a. 只有在车辆静止时，将变速杆按下，才可挂入倒档。

b. 发动机运转时，在换档前应将离合器踏板踩到底，过几秒后再换档，以防变速器齿轮啮合不良，产生异响。

c. 行驶中勿把手按在变速杆上，否则手上的压力会传到变速器内换档拨叉上，致使拨叉过早磨损。

结论

本文介绍了轿车手动变速器的功能、作用、结构，并通过桑塔纳2000变速器为例，分析了轿车变速器的常见故障及原因、解决办法，维修方法，以及如何正确使用、维护轿车变速器，尽量避免变速器的故障发生，延长使用寿命。 对于未来，自动变速器系统是汽车传动系统的发展趋势，虽然我国乘用车还以手动档居多，但就近年来的发展行情看，在轿车领域自动档车也占了一半的比例，而其他部分发达国家或地区自动档车早已是其主流产品。但无论怎样发展，变速器作为汽车部件中的一个重要地位是不会改变的。

未来，在变速器的发展中，变速器的自动操控会在了解了驾驶员操作意图并做出相应反应，确保了汽车能够根据转速作出需要的挡位，提高汽车的舒适性。因此，随着科学技术的发展，变速器的改进在汽车领域也会有很广泛的发展区间。

致谢

在本论文完成之际，首先要向李彦老师和傅华娟老师致以诚挚的谢意。在论文的写作过程中，二位老师给了我许多的帮助和关怀。他们学识渊博，治学严谨，平易近人，在二位老师的悉心教导下，我不仅学到了扎实的专业知识，也在处人处事方面收益颇多；同时他们对工作的积极热情、认真负责、有条不紊、实事求是的态度，给我留下了深刻的印象，使我受益匪浅。在此我谨向二位老师表示衷心的感谢和深深的敬意。同时，我要感谢学院给我们授课的各位老师，正是因为

他们的传道授业，让我们学到了专业的知识，并从他们那里学到了如何求知治学，如何为人处世。我还要感谢我的母校常州机电职业技术学院，是它提供了良好的学习环境和生活环境，让我的大学生活丰富多彩，为我的人生留下了浓墨重彩的一笔。另外衷心的感谢我的同窗同学们，在此次的毕业论文写作过程中，与他们的探讨交流使我从中学到不少经验，同时他们给了我很多无私的帮助和支持。对于以上提到的各位鼓励帮助过我的人，我再次表示感谢！

参考文献

（1）黄天泽，黄金陵. 《汽车车身结构与设计》 山东：机械工业出版社，2002

（2）乐玉汉. 《轿车车身设计》 广东：高等教育出版社，2003

（3）刘惟信. 《汽车设计》 北京：清华大学出版社，2006

（4）余志生. 《汽车理论》 北京：机械工业出版社，2007.5

（5）张春化. 《桑塔纳2000轿车结构与维修》 沈阳：辽宁科学技术出版社，2007

（6）《轿车故障速查丛书》编委会. 《桑塔纳2000轿车故障速查手册》 北京：中国标准