变速操纵系统设计规范
编制
校对
审核
批准
日期
目录
一、变速操纵系统概述
1、定义 (2)
2、型式 (2)
3、系统组成及零部件功能 (3)
二、变速操纵系统设计规范要求
1、变速操纵系统设计流程 (6)
2、变速操纵系统设计计算 (7)
3、变速操纵系统设计要点及注意事项 (9)
三、变速操纵系统的装配调整 (10)
四、变速操纵系统的故障分析及解决方法 (12)
五、变速操纵系统技术条件及试验要求 (10)
1、技术条件 (13)
2、试验方法 (15)
六、附表 (17)
七、DFMEA (19)
一、变速操纵系统概述
1、定义：变速操纵系统是通过操纵器及软轴或硬杆连接到变速器的选换档摇臂上，利用杠杆原
理，来传递驾驶员的变速换挡动作，操纵变速器进行挡位变换，从而实现发动机动力按不同
挡位进行传递。
2、型式：
1）根据变速器的不同，可分为手动变速操纵系统、自动变速操纵系统；目前卡车上还是以手动变速操纵系统为主。
2）根据操纵方式的不同，卡车采用的变速操纵系统主要分为连杆式、拉索式。
3）连杆式操纵系统多采用空心杆作为传力部件，通常需要4-5段空心杆串连起来传递行程和扭矩，各段之间需要用支座，中间轴等转换机构来实现连接。按照变速器选档轴和换
档轴是否分开，又分为单杆操纵和双杆操纵。我公司凌野重卡采用的就是双杆系变速操
纵系统，见图1-1
优点：传动效率高，操纵性好，手感明显，在重型卡车上应用广泛；
缺点：对安装空间的有了一定的限制，就会出现布置困难的情况。联接机构之间的摩擦
力及杆系本身的自重会增大换选档操纵时阻力。随着近两年原材料的涨价，硬杆操纵系
统给各大主机厂的成本控制带来了一定的难度。
图1-1 连杆式变速操纵装置
1、选档摇臂
2、1型六角螺母
3、弹簧垫圈
4、平垫圈
5、六角头螺栓
6、选档推拉杆一总成
7、选档推拉杆后支架总成
8、换档推拉杆一总成
9、换档推拉杆支架总成10、换档推拉杆二总成11、选档推拉杆二总成12、换选档推拉杆支架总成13、选档推拉杆三总成14、换档推拉杆三总成15、换选档推拉杆中间轴总成16、选档推拉杆四总成17、换档推拉杆四总成18、换档杆下加强板19、变速器换档杆轴及支架总成20、变速器换档套21、变速器换档手柄总成22、大垫圈23、弹簧垫圈24、1型六角螺母
4）软轴式操纵系统是采用软轴也称为拉丝，作为传递行程和力矩的媒介，由选档拉丝总成和换挡拉丝总成连接在驾驶室内的操纵器和变速器选换档摇臂之间，通过支架固定拉丝。
优点：零部件少，软轴的柔性给安装带来了很大的便利，便于安装布置，调整维护，成
本控制方面具有一定的优势，在轻型卡车上广泛应用。见图1-2
缺点：传动效率较低。拉丝本身的结构和走向都会直接影响到负载效率和行程效率，通
常整车上软轴操纵系统的效率为60%左右。
图1-2 软轴式变速器换档操纵装置
1、六角头螺栓
2、弹簧垫圈
3、I型六角螺母
4、六角头螺栓
5、锁片
6、换选挡位丝带橡胶块总成
7、十
字槽大半圆头自攻螺钉8、换挡杆盖9、换挡杆套总成10、变速器换挡杆轴和支架总成11、手柄球12、全金属六角法兰面锁紧螺母13、橡胶密封块双头螺栓14、锥形锯齿锁紧垫圈15、I型六角螺母
3、系统组成及零部件功能（以现轻卡采用软轴变速操纵系统为例）
1）操纵机构
操纵机构是操纵系统中关键的部件，安装在驾驶区域，它一般由支座，换档臂和选档摇臂等主要零件组成。常见的支座有铝铸件，钢铸件或钣金件。它对整个机构起基础支撑作用，同时也是操纵机构与驾驶室地板的连接件。实际情况要根据整个系统的匹配和负载等因素来定。驾驶员操纵的是操纵杆上的操纵手柄，主要实现换选档动作，纵向操纵手柄为换档动作横向操纵手柄为选档动作。
图1-3 跃进轻卡操纵机构
换档操纵时，选档摇臂不动，换档臂做前后摆动控制换档软轴进行换档。在选档操纵时，换档臂左右摆动，并通过其他联动机构（如十字轴承）带动选档臂作摆动，从而控制选档软轴选档。操纵
机构就是根据杠杆原理设计的，换档常为一级杠杆，选档是二级杠杆转化。图示1-3为跃进轻卡采用的操纵机构。
2）软轴
软轴是系统中操纵力和操纵行程的传递介质，系统一般由两根软轴组成，一根用来选档，另一根用来换档，两根软轴的一端连接操纵机构，另一端连接转换机构或直接连在变速箱的变速操纵轴上。
推拉软轴是由芯线总成和外管总成及其他附件组成(图示1-4).它的芯线是由多股钢丝构成,是传力构件,有的芯线外面还缠有一层钢带,以提高芯线的承载能力.芯线外面是工程塑料管,为芯线的运动起
导向作用.再外层是由多股钢丝缠绕而成的外管和起保护作用的外皮.
图1-4
索芯有不同的绕制形式，可在一根粗的中心钢丝上绕制不同捻数的细钢丝，也可在一捻或几捻细钢丝的外层绕制一根或几根扁钢丝，根据不同的使用强度要求，对索芯的结构和外形有不同的要求。索芯是软轴中的关键部件，是承力部件，所以结构的合理性和强度的选择都很关键。衬管是热包在索芯的外面，常用材料是HDPE，主要作用是使索芯能绕制后更为牢固，成为一个整体，同时也使索芯在推拉运动的过程中减少摩擦。要求热包后表面平整光滑，特别对其外径有严格的要求，外径的控制直接影响到最后软轴的内阻力和传动效率。内衬套，绞制钢丝和外套管形成一个整体，它要求有一定的柔韧性的，同时也要保证软轴在底盘上布置时，内衬套的孔径不发生很大的变形，绞制钢丝相当于“骨架”，能有效地防治这种变形，内衬套的的孔壁要求光滑平整，使索芯在内衬套内推拉顺畅。索芯和内衬套的间隙是软轴一个很重要的控制点，间隙过大，会使系统的空行程大，传动效率低。间隙过小会使摩擦力大
软轴的索芯和套管的间隙、索芯表面减摩材料及内充润滑油脂、输入力、输出力、长度(L一(L1+L2))和总弯曲度，对索的行程效率、载荷效率和使用寿命有较大的影响。
我国钢丝材料与国外相比有一定差距,为弥补这一不足,在设计选型上适当加粗了芯线的直径,并对芯线总成的结构进行了改进,在钢丝绳的外面缠绕了一层扁钢带,以提高其承载能力。同时对芯线采取冷轧工艺,既降低了芯线表面度,也提高了芯线的强度。经过反复试验确定了软轴芯线两端的压紧负荷。压紧负荷太大会导致钢丝在压嵌过程中受损，使用中造成疲劳断裂；而压紧负荷过小则在使用中会造成芯线与接头拉脱。因此需不断改进软轴结构，工艺，提高软轴寿命和效率。
3）选换挡支架
选换挡支架是固定软轴与变速器选换档摇臂的连接，软轴一端与变速器的选换档摇臂相连，通过支架将拉丝导向管伸缩的部分在护管接头处与支架固定，通常有金属锁片和螺栓固定两种方式。如图1-5和1-6
图1-5 金属锁片固定方式图1-6 螺栓固定方式
a、金属锁片固定方式
优点：安装方便，拉丝支架简单；
缺点：卡簧或锁片质量不好，在选换档力大时，易失效，销售曾反映此问题。
b、螺栓固定方式
优点：固定牢固，拉脱力好；
缺点：选换档支架较为复杂，拉丝安装空间要求较高。
选换挡支架通常在变速器或离合器壳体上寻找有效固定点，支架型式不定，只需保证足够的刚度，拉丝推拉时不变形，能有效地传递拉丝行程和负载效率。通常支架厚度为3~4mm，刚度满足条件下轻量化、简单化。有的选换档支架单独分开，有的合在一起，为防止生锈，支架通常为镀锌件。图1-7为目前采用的几种选换挡拉丝支架总成结构方式。
图1-7 选换档拉丝支架总成
4）驾驶室内塑料组件
驾驶室内与换挡相关的塑料组件分为三个部分：换挡杆盖、
换挡杆套、手柄球头。如图1-8示
a、换挡杆盖
固定在操纵机构支座上，与手刹罩壳和驾驶室地毯紧密贴合。
造型流畅，保证操纵机构选换档摇臂的运动空间。颜色、皮纹与
驾驶室内饰统一。
b、换挡杆套
下端固定在换挡杆盖上，上端卡在操纵杆上。形状分为单层皮革
（如图1-8示）和波纹状（图1-9示），材料为PVC。换挡杆套与
卡扣合在一起，固定在换挡杆盖上。主要起到防止灰尘进入操纵机构，
而造成效率损失。波纹状的换挡杆套根据塑料皮革的硬度还能起到一定
阻尼的作用。
图1-9 波纹状换挡杆套
C、手柄球头
固定在操纵杆的顶端，上面标有档位指示，便于驾驶员操纵。手柄球头固定方式有螺纹固定和卡槽固定两种。手柄球头内部有螺纹便于装拆，但对手柄旋到底正好档位处于正确指示的位置要求较高。卡槽固定能很好的定位但不利于拆卸。手柄球头要求造型美观，线条流畅，符合人手握感。手柄主体材料为PVC+ ABS,档位标识材料为滴塑层＋铝板。
档位顺序虽然没有明确统一标准，但习惯性将低档区放置左边，高档区置于右边，奇数档和偶数档分别在前或后。如图1-10示轻卡采用的手柄球头。
图1-10 手柄球头
二、变速操纵系统设计规范要求
1、变速操纵系统设计流程
尽可能提高通用化，选用国内成熟可靠的总成，合理匹配优化，取得最佳效果。
1）首先确定合适的选换档比。
选换档比大则力小，所需行程大；选换档比小则力大，运动行程小。通常根据人体工程学，以驾驶室内手柄换档向前离仪表台还具有“一拳”距离为宜，手柄高度不宜过高，以坐姿人手自然下垂到扶手的高度即可，选档行程往驾驶员这边时应不超过座椅边，换挡向后时不能出现打手的情况。驾驶室内的操纵器选换档比一旦定下来，不轻易更改。现在轻卡采用的操纵器选换挡比为换挡3.355，选档3.08。
采用软轴操纵则整个变速操纵的选换档比为操纵器的选换档比与变速器的选换档比之乘积。变速器的选换比为选换档摇臂与内部拨叉臂长度之比，需要变速器厂家提供选、换档的力矩。
一般系统的换档比在7.5~8左右，选档比在5.5~6左右。
若采用杆系操纵，则要综合各个转换部件的杠杆比。
2）确定拉丝结构及固定长度
拉丝现在分为螺栓式式和插片式。一般根据拉丝结构的需要，通常拉丝固定点到选换挡摇臂的距离在160~280mm之间。拉丝的选换档效率由厂家提供，不得低于国家和企业标准的规定。
3）确定拉丝有效行程及布置拉丝走向和长度
根据变速器摇臂的长度及摆动角度，来确定行程，注意要将拉丝的行程效率计算进去。根据整车布置给出的变速器与发动机连接的点坐标，布置拉丝走向，尽可能短，不要与周围部件干涉，测量出长度。
4）确定手柄球档位图
根据变速器各档位的方向及操纵器摇臂摆动方向，确定手柄上的档位图。如不是顺档，通常通过调整变速器上的选换档臂方向来实现。
5）设计选换挡支架
根据拉丝固定方式来设计支架，支架安装孔位一般在变速器上或离合器壳上。支架主要在保证刚度的前提下尽可能简化。 2、 变速操纵系统设计计算
以NJ1042DBFZ 为例，匹配六合变速器厂的17H26变速器和宁波软轴软管厂生产1703NJ300-040拉丝。厂家提供的数据如下：
选档力矩：2、3档到1、R 档或2、3档到4、5档力矩为3.15Nm ； 换挡力矩：6.65Nm 拉丝有效行程及效率：
选档的有效行程不小于60mm ，换档的有效行程不小于90mm ；
在模拟实际装车状态下，拉丝的行程效率不小于85％，负载效率不小于80%。 1)传动比
操纵器的选档比=75231=3.08，换档比=76
255=3.355
变速器内部拨叉臂长度：选档38mm,换档40mm (厂家提供)
变速器外部摇臂长度： 选档70mm,换挡95mm （变速器通用状态） 变速器的选档比=3870=1.842，换挡比=4095=2.375
系统选档传动比：i x =3.0831.842=5.67
系统换档传动比：i h =3.35532.375=7.968 符合系统传动比的要求。 2） 操纵力计算 A 、选档力
选档摇臂力臂长：L 1=70mm F ⊥=M X
L 1
F ⊥1R/45=3.15/0.07=45N
Mx-选档力矩（参数见上面）
F=
F ⊥
cos(α-90°)
根据选档受力分析及行程校核图（如图2-1所示）可得:
图2-1 选档受力分析及行程校核图
α
1R =100.7° α45=80°
因此：
F 1R =45/cos(100.7°-90°)=45.8N F 45=45/cos(80°-90°)=45.7N
取拉丝的负载效率η=80%，球节处的效率η1=98% 整个选档机构的负载效率为：
η3η13η1=80%398%398%=76.832%
因此，变操手柄处的选档力为（不考虑扭簧时）：
F S12=45.8/(76.832%33.08)=19.35N F S45=45.7/(76.832%33.08)=19.31N
该操纵器选档轴上加装了扭簧：如下图2-2
图2-2 扭簧参数尺寸图
弹簧常数：以 k 表示当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷 弹簧常数公式（单位：kgf/mm ）: K=
R
×N ×∏×Dm ×1167d^4
×E
E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200 d=线径
Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数
L =负荷作用的力臂 ∏=3.1416
我们采用扭簧为琴钢丝，N=5，d=2.9mm ，L 选=231mm K=
231
×5 ×∏×25×1167 2.9^4
×21000=0.014kgf/mm=0.01439.8=0.137N/mm
变速器选档摇臂摆动角度为10.4O ，行程为19mm ， 拉丝行程效率η′=85%
整个选档机构的行程效率为：
η′3η13η1=85%398%398%=81.634%
则操纵器的选档摇臂行程上下为
0.81634
19
=23.27mm ，
手柄上1.R 或4、5选档行程为23.2733.08=71.67mm 则扭簧力为0.137371.67=9.85N
手柄处最终选档力为：F S12=19.35+9.85=29.2N
F S45=19.31+9.85=29.16N
B 、换档力
换档臂力臂长：L 2=95mm
换档力 F H =M H
L 2
F H =
0.095
6.65
=70N 整个换档机构的负载效率为：η3η13η1=80%398%398%=76.832% 因此，变操手柄处的换档力为： F SH)=70/(76.832%33.355)=27.16N
注意若由于拉丝布置导致行程效率、负载效率损失的话，则手柄上的力还会增大。
C 、行程校核 （1）选档行程
根据选档行程校核图2-1可得，
选档所需的行程为LX=37.8mm 取选档拉丝的有效行程为60mm 行程效率η′=85%
整个选档机构的行程效率为：
η′3η13η1=85%398%398%=81.634% 因为 60381.634%=49mm>37.8mm
所以选档拉丝及整个选档机构的行程 可以满足要求。 （2）换档行程
从空档位置到换档到位，外换档臂的 摆动角度为14.8°（厂家提供） 因此，换档所需的最小行程约为
LH=23953sin14.8°=48.5mm (如图2-3所示) 取换档拉丝的有效行程为90mm 行程效率η′=85%
整个换档机构的行程效率为：
η′3η13η1=85%398%398%=81.634% 因为 90381.634%=73.47mm>48.5mm
所以换档拉丝及整个换档机构的行程 图2-3 变速器换挡摇臂行程 也是满足要求的。 （3）手柄上的总行程
选档总行程=37.833.08=116.4mm ；换挡总行程=48.533.355=162.7mm 满足操纵器选换档行
程的范围。
3、变速操纵系统设计要点及注意事项
设计要点主要集中以下几个方面：
（1）软轴走向合理，尽可能与排气管不在同侧，而与操纵器同侧布置，可减小软轴长度，提高效率；
（2）档位变化（操纵手柄标识）主要由变速器决定，通常按照国际顺档布置档位，来调整选换挡摇臂的方向。也就是低速档朝左，高速档超右（针对国内方向盘左置，反之则相反）。
（3）变速操纵系统要满足档位清晰和换档轻便要求；
（4）需注意选换档支架设计是否会与变速器壳体等其他零部件发生干涉，保证支架刚度；
软轴变速操纵系统中最重要的零部件就是软轴。软轴的结构及布置直接影响着软轴的使用性能。为了提高变速软轴的工作效率、延长使用寿命，在设计、布置和安装时，需注意如下事项：
(1) 根据实际需要选用设计正确型号、类型的变速软轴，保证满足强度大于拉脱力和拉断力的要求。
(2) 根据具体的应用情况，确定变速软轴的长度。长度要适中；若过短，安装时易与其他件发生干涉；若过长，将降低软轴的行程效率和载荷效率。
(3) 强调变速软轴与所选操纵机构的匹配性，保证软轴使用过程中的拉杆摆角在设计范围(一般为8°)内。
(4) 设计时弯曲半径决不可以小于小于软轴生产厂家所规定的最小允许弯曲半径，并且，总弯曲度越小越好。
(5) 当变速软轴的终端只作线性运动时，需保持轴套总成的轴线与拉杆运动轴线成线性关系。
图减小摆角的安装示意图
(6) 当变速软轴的终端与摆杆相连接时，连接点的运动轨迹成弧形，应尽可能地减小拉杆的摆角。如图4所示，图中a、b的拉杆摆角大于c的拉杆摆角。
(7) 轴套总成的固定点必须牢固，当有负荷时，固定点不移动。在大部分情况下，软轴的终端(轴套)都固定在需要控制的部件上。这样当被控部件移动时，不会产生不利的控制动作。
(8) 软轴的悬挂部位需要适当地布置支承点，即增加卡箍，用以减小运动过程中的振动。卡箍夹紧力要适当。夹紧力过小，起不到支撑和限位的作用；夹紧力过大，会造成软轴衬管的变形,影响芯线的运动。
(9) 变速软轴工作过程中，受到频繁的往复或旋转的振动载荷，其螺纹联接必须进行防松处理，以免振动松动，甚至脱落。
(10) 软轴走向布置时不要直接接触高温部件，如发动机壳体、排气管等。由于软轴的外皮,衬套均是塑料制品，在高温下会发生变形，老化甚至融化。若布置上有困难，则要在软轴的外面增加隔热套或在热源与软轴之间加上隔热板.
(11) 避免软轴受到挤压、夹扭、碰撞和摩擦。
三、变速操纵系统的装配调整
1、装配要求
变速器换档摇臂、选档摇臂置于空档位置。装配时，参照变速器换档操纵装置图或发动机三带图，分别将换档杆轴和支架总成固定于驾驶室底板上，将推拉丝总成从驾驶室下方穿入驾驶室内，在橡胶
密封块处用两个螺栓将其固定在驾驶室底板下，将换选档推拉丝支架总成固定在相应的位置。
参照变速器换档操纵装置图，将换选档推拉丝柔顺地沿横梁和纵梁布置好，每隔300mm至少要用一个线夹或卡箍固定于车架上，其后端分别穿过换选档推拉丝支架与变速器选档摇臂、换档摇臂相连，用锁片或螺栓将拉丝固定在换选档推拉丝支架总成上。装配好后的推拉丝总成与变速器相连的一端的开档距离应符合设计要求，可调整误差为±3mm。
在驾驶室底板上固定好变速器换档杆轴和支架总成，将变速器换档杆处于自由状态，在选档回位弹簧的作用下换档杆处于选档空档位置，在变速操纵拨杆和拨叉上均有定位孔，用定位锁插入定位孔，确定换档杆的换档空档位置。将换选档推拉丝的球头部位穿过驾驶室底板，用锁片将其固定在换档杆轴和支架总成上，旋松换、选档推拉丝端部的调整螺母，改变螺杆旋入球头的长度，使换、选档球头总成很自然的插入相应的孔中，拧紧螺母，拨出定位销。至此换选档拉丝即固定在换档杆轴和支架总成上。
装上变速器换档杆盖，用螺钉固定在换档杆轴和支架总成上，再从换档杆上方装上换档杆套，换档杆套下端四周要压紧在变速器换档杆盖相应的凹槽里，并且贴紧不得有松动和间隙，最后将换档手柄球总成按档位数字的正确方位装在换档杆上并且压紧。
变速器操纵拉丝长短适中，走向平行、成束固定，避免交叉、缠绕、干涉、拖挂现象，拉丝走向最小弯曲半径不小于150mm。拉丝固定支架与拉丝接头应保证在同一条直线上。拉丝接头螺杆旋入螺纹孔内长度不小于5mm。
装配完后应保证拉丝总成与相对运动的部件之间距离不小于20mm，如拉丝总成与发动机部件距离、拉丝总成与驾驶室部件之间距离等。拉丝总成与温度较高的排气管、散热器总成、中冷器总成等部件距离不小于40mm。
检查及拆卸、修理和更换推拉丝时，要更换锁片。
2、调整要求
在装配或行驶中，如果出现换入各档困难，档位不清，脱档等故障时，必须做相应的调整。
换档拉丝的调整部位有2个：拉丝端部的球头和尾部的大圆盘，通过外旋（内旋）球头或大圆盘，使拉丝伸长（缩短），一般来讲，为了调整的方便性，先调节大圆盘，如大圆盘的调节仍达不到使用要求，再调节球头部位。
选档拉丝的调节部位在端部的球头，通过外旋（内旋）球头，使拉丝伸长（缩短）。部分新增件的选档拉丝调节部位增加到2个，除端部的球头可以调节外，在与变速器选档摇臂相连的尾部也有球头可以调节拉丝长度。
变速操纵杆在朝前推时，如果朝前（手柄球上的前方）的3个档出现吃档困难、档位不清、脱档等故障，则外旋换档拉丝球头或大圆盘直到故障消除。
变速操纵杆朝后拉时，朝后的3个档出现吃档困难等故障时，内旋换档拉丝的球头或大圆盘，直到故障消除。
变速操纵杆朝右推时，朝右的2个或3个档出现吃档困难等故障时，内旋选档拉丝的球头，直到故障消除。
变速操纵杆朝左推时，朝左的2个或3个档出现吃档困难等故障时，外旋选档拉丝的球头，直到故障消除。
换选档推拉丝球头或大圆盘旋入螺杆的长度不得小于5mm。
调整完毕后，变速器选档手柄行程单向范围应在50～60mm，选档力不大于50N；换档手柄单向行程范围95～105mm，换档力不大于60N。变速器运行中无异响，换档时啮合灵便，互锁自锁装置可靠，不得有乱挡、跳挡等现象，选档、换档过程中变速杆不得与其它部件干涉。
四、变速操纵系统的故障分析及解决方法
1、故障现象：倒档（R）或高档（5，6档）挂不上，或挂上后出现跳档现象。
原因分析：
1）换选档的行程不够，可能是操纵拉丝本身的有效行程就不够，所以在设计选换档拉丝时，
既要考虑到结构安装的可行性，也要充分考虑与之匹配的变速箱的换选档行程的需要，重
新计算确定合适的有效行程。
2）选档位置不准确，操纵杆没有调整到合适的位置。选档软轴的选档行程一定，若操纵杆
偏左或偏右就会使得选档的一端行程变小，从而导致高位档或倒档上不去。可以按照拉丝
调整的方法解决问题。
3）换档软轴固定在变速器端时，要注意孔位选择的问题，有时厂家为了零部件通用，变速
器换档摇臂上有几个选装的孔位，若装配的不是与支架连线垂直的孔位，会导致拉丝倾斜，
行程和力都会损失。注意装配的孔位，进行核对。
2、故障现象：操纵力很重，挂档不顺畅。
原因分析：
1）变速箱在低温环境下，箱内的齿轮油黏度较高，齿轮之间的滑移阻力较大，机器需要预热。或者是选用的齿轮油型号不对，导致齿轮滑移不顺畅。尤其是冬季用油，变速器应采用粘度稀的油品85W-90.
2）变速箱内的静态换档力过大，对于轻型卡车，变速箱静态换选档力如下表所示，操纵手
3）软轴内的索芯抽动阻力较大，可能是以下几种原因，软轴套管内存有水分，在寒冷地区后低温环境下，结冰了冻住了索芯。其次可能是在制造软轴时没有控制好索芯和内衬管之间的间隙，软轴在空负载下的阻力也很大。再有时可能在车身上固定软轴时，固定点过多（一般1000mm有一处固定点即可），而且固定的太紧，使得衬管压迫索芯，增大了抽动索芯时的阻力。
4）在定购软轴时，选用较长的软轴，在布置时只好采用折弯的办法来勉强布置，而增加折弯或折弯半径过小会导致阻力增大。
5）在布置软轴一端相关运动部件的连接角度尽量采用90度，这能获得最大的有效力臂，使得操纵力变小。
6）操纵机构的相关运动部件润滑不够，操纵器采用的是十字轴结构，时间长了，内部会润滑性不好，阻力增大。可更换操纵器总成。
3、故障现象：操纵手柄空行程很大，操纵舒适性欠佳。
原因分析：
1）检查系统中的紧固件是否松旷，松旷不仅能消耗部分行程，还会导致档位挂不上。
2）操纵软轴时用了较长时间后，索芯和内衬管之间的间隙会增大，特别是软轴上的球节，球头在球窝里的间隙增大，导致部分行程的消耗。这时需要考虑更换软轴。
3）操纵机构的部分零件因长期滑动摩擦，间隙量增大。可以考虑更换操纵机构。
4、故障现象：档位完全选不上，即挂档失效。
原因分析：
1）检查软轴是否与操纵机构或变速箱端因紧固件脱落而松脱。紧固标准件
2）软轴的接头处因安装或使用的原因损坏，软轴产生不可恢复的失效，可更换软轴。
五、变速操纵系统技术条件及试验方法
1、技术条件
1-1、变速换档操纵装置应按经规定程序批准的图样和技术文件制造。
1-2、变速换档操纵装置零部件表面应清洁，无锈蚀、毛刺、裂纹，塑料零件表面不应有缺料、气孔、缩孔、变形等。
1-3、操纵杆能够准确地进行档位选择，运动部件动作灵活、无卡滞、无异响现象。
1-4、将手拨动操纵杆打到选档方向，手离开时，手柄应自动返回中线；螺母拧紧力矩为19.6～22.6N.m。
1-5、强度
1-5-1 手柄连接强度
手柄承受150N的轴向拉力时，不应与操纵杆脱开；手柄承受4N2m的旋转扭矩时，不应与操纵杆发生相对转动。
1-5-2 操纵杆强度
施加规定负载后，样件无影响功能的损坏和变形，运动部件动作灵活、无卡滞、无异响现象。 1-6、在常温下，无负载操作力换档方向不超过2N、选档方向不超过4N；在－40℃±2℃的低温下，无负载操作力换档方向不超过4N、选档方向不超过6N。
1-7、拉丝的技术要求
1-7-1、拉丝总成长度与极限偏差对应关系见表1。
表1
1-7-2、拉丝总成主要零部件名称、种类及材料见表2，也允许采用性能不低于表2规定的其他材料制造。
1-7-3、金属零部件的电镀层及化学处理层应符合JB2864的规定。
1-7-4、在芯线上应涂有润滑脂，润滑脂性能应符合GB491的规定或由供需双方商定。
1-7-5、金属零部件螺纹基本尺寸按GB196的规定；外螺纹精度等级按GB197规定中6g或6h公差制造。内螺纹按GB197规定中6H公差制造。
1-7-7、拉丝总成行程效率ηx1应不低于80％，试样行程效率ηx2应不低于85％。
1-7-8、拉丝总成负载效率ηf1应不低于78％，试样负载效率ηf2应不低于80％。
1-7-9、芯线与芯线接头连接拉脱力
1-7-9-1、芯线接头型式由产品图纸规定，其拉脱力应符合表3规定。
1-7-9-2、护管与护管接头型式由产品图纸规定，其拉脱力应符合表4规定。
表4
1-7-9-3、当试验负荷为接头最小拉脱力的25％时，拉丝总成平均寿命（MTTF）应不小于23105次。1-7-10、护管的柔软性
使拉丝总成外护管在直径为护管外径d的10倍的芯棒外面缠绕180°，外护管弯曲区间不得损坏。
1-7-11、拉丝总成在无负荷、无弯曲的状态下拉丝在护管内的滑移阻力不大于5N。
1-7-12、拉丝总成弯曲半径在不小于最小工作曲率半径时（见表5），其拉丝在护管内的滑移阻力不大于8N。
表5
1-7-13、耐高低温性能 1-7-13-1、耐高温性能
拉丝总成在最小工作曲率半径下弯曲180°～360°放在100℃环境温度下2小时，各零部件不得有裂纹、融解及其他异常现象。 1-7-13-2、耐低温性能
拉丝总成在最小工作曲率半径下弯曲180°～360°放在－40℃环境温度下2小时，各零部件不得龟裂及其他异常现象。
1-7-14、导向管在圆周各方向的摆动角度应不小于±6°。 1-9、 在－40～100℃环境温度下能正常工作，变速操纵系统行程效率换档、选档方向均不低于70％，负载效率换档、选档方向均不低于60％。
1-10、工作耐久性试验后，样件的换档和选档（或横向）间隙的变化量不超过50％、常温下的机械效 率的变化量不超过10％，样件无影响功能的损坏和变形，运动部件动作灵活、无卡滞、无异响现象， 各部位不得出现龟裂、变形、螺纹松动等现象。 1-11、零部件总成表面打印零件统一标识。
1-12、金属支架镀锌层要求符合Fe/Ep.Zn12.C QC/T625的规定。 2、试验方法 2-1、操纵杆
选档特性，变速器操纵机构按总成图固定在试验台上，操作换档拨杆手柄时，应无带阻感觉，无杂音等。
2-1-1、强度试验
换档方向（前后），手柄球上加载55Kg ，选档方向（左右）,手柄球上加载25Kg 力时，总成各部位无破损、变形等异常现象。 2-1-2、耐久试验
向变速器操纵机构总成安装拉丝，在手柄球上加力，在拉丝端部加负荷，进行循环，加载与行程的关系按图2-1-2-1所示，换挡进行5.6万次，选档进行11.1万次，总成各部位不得产生龟裂、变形、螺纹松动、异常磨损现象。
图2-1-2-1 加载（拉丝）
2-2、选换档拉丝总成
2-2-1、芯线接头杆拉脱力试验和护管接头拉脱力试验
①方法一：取长度不小于250mm的试样，在合适的拉力试验机或测力装置上，以不大于50mm/min 的速度沿轴向拉伸，直至试样在被测试部位脱离，计取此时的拉脱力。试样两端可采取任何形式的固定方式，但不允许固定力径向作用于被测试部位。
②方法二（用于接头拉脱力试验）：同时固定拉索两端的接头，其余同方法一。试验结果符合表3，表4的规定，判定接头拉脱力合格。
2-2-2、滑动阻力试验：
去掉拉索上与本试验无关且防碍本试验的零件，如防尘套等，将拉索中部按最小工作曲率半径弯曲盘成一周，缓慢推拉端部，取其中手感最差的一件用测力计检查，读取三次试验中最低一次的最大瞬时值。
2-2-3、负载效率试验和行程效率试验
将拉丝以最小弯曲半径R200mm弯曲180O安装，将拉丝两端护管接头固定，拉丝一端与输入端载荷传感器连接，另一端与装有弹簧模拟器的传感器连接，固定的初始位置为模拟拉丝正常装配的尺寸位置。在室温环境下，试验载荷按照2500N,行程采用有效行程的一半，以5mm/s速度加载，经9次循环后测得另一端载荷和位移。如图2-2-3-1
图2-2-3-1
2-2-2、平均寿命（MTTF）试验按图2-2-3-1装置进行。往复速率30±2次/min，试验行程不小于工作行程。拉丝总成MTTF应符合1-7-9的规定。
2-2-3、外护管的柔软性试验，用手弯曲拉丝总成，其弯曲半径基本符合1-7-10的规定，目测拉丝总成，不允许有裂纹及其他异常现象。
2-2-4、拉丝总成在自由状态和最小工作曲率半径（见表5）时，用弹簧拉力计拉芯线接头，记录下芯线滑动时，弹簧拉力计的读数，应符合1-7-11和1-7-12的规定。
2-2-5、耐高低温试验按1-7-13的规定执行。
2-3、选换挡支架
支架镀锌层按QC/T 625第5条的5.2的规定。
六、附表：
参考标准表
变速操纵主观评价表
编制 校对 审核 批准 日期 目录 变速操纵系统概述 1、定义?????????????????????????????? 2 2、型式?????????????????????????????? 2 3、系统组成及零部件功能?????????????????????? 3 变速操纵系统设计规范要求 1、变速操纵系统设计流程?????????????????????? 6 2、变速操纵系统设计计算??????????????????????7 3、变速操纵系统设计要点及注意事项?????????????????9 变速操纵系统的装配调整??????????????????????10 变速操纵系统的故障分析及解决方法?????????????????12
五、变速操纵系统技术条件及试验要求??????????????????10 1、技术条件???????????????????????????13 2、试验方法???????????????????????????15 六、附表???????????????????????????????17 七、DFMEA??????????????????????????????19 一、变速操纵系统概述 1、定义：变速操纵系统是通过操纵器及软轴或硬杆连接到变速器的选换档摇臂上， 利 用杠杆原理，来传递驾驶员的变速换挡动作，操纵变速器进行挡位变换，从而实现 发动机动力按不同挡位进行传递。 2、型式： 1）根据变速器的不同，可分为手动变速操纵系统、自动变速操纵系统；目前卡车上还是以手动变速操纵系统为主。 2）根据操纵方式的不同，卡车采用的变速操纵系统主要分为连杆式、拉索式。 3）连杆式操纵系统多采用空心杆作为传力部件，通常需要4-5 段空心杆串连起来 传递行程和扭矩，各段之间需要用支座，中间轴等转换机构来实现连接。按照 变速器选档轴和换档轴是否分开，又分为单杆操纵和双杆操纵。我公司凌野重 卡采用的就是双杆系变速操纵系统，见图1-1 优点：传动效率高，操纵性好，手感明显，在重型卡车上应用广泛； 缺点：对安装空间的有了一定的限制，就会出现布置困难的情况。联接机构之
福建工程学院 毕业设计（论文）开题报告 机械与汽车工程学院学院车辆工程专业设计（论文）题目： 某五档手动变速器传动机构逆向测绘与优化分析学生姓名学号 起迄日期2015年3月~6月 设计地点福建工程学院 指导教师洪亮 2015年3月05日
毕业设计（论文）开题报告 1.结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写文献综述。 1.1课题研究背景 随着人们生活质量的不断提高，人们对汽车综合性能的要求也日益提高，对汽车的舒适性能和动力性能等要求更加高。现代汽车广泛使用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速的变化范围小，而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化，为解决这个矛盾在传动系统中设置了变速器。汽车变速器作为影响汽车性能的关键部件，其齿轮传动系统性能的好坏直接影响到汽车各项性能指标。而作为安装变速器各个部件的基础件，变速器内各齿轮副的强度和刚度对于保证传动系统的正常工作也起着十分重要的作用[3]。本课题以某车五档手动变速器为研究背景，考察对变速器的建模以及分析，一则考察了对三维建模软件的运用情况；二则在性能与噪声方面做出了研究。 变速器是车辆的核心部件、是重要的组成部件，它能实现增扭减速，降低发动机转速，增大扭矩；变扭变速，适应汽车在不同的工况下行驶[1]；毕业设计考察对变速器内部齿轮副的建模，要求设计者掌握变速器内部零部件的结构，并且对零部件的细节部位要了解其结构特征，建模时要体现该部位的特征结构。并且要了解各个零部件的主要工作面，熟悉对主要工作面的技术要求，熟悉主要工作面在变速器工作时的工作状态。同时，完成变速器内部的三维建模，符合我们的设计思维习惯，整个设计过程可以完成在三维模型上讨论，直观并且形象[2]。因为我们在进行机械设计时，总是希望零部件能够让我们随心所欲地构建，能够随意拆卸，能够让我们在平面显示器上构造出三维立体的设计模型，而且希望保留每个中间结果，以备反复的设计和优化设计。 1.2变速器的发展现状 汽车变速器的主要功用有改变传动比，扩大驱动轮的转速和转矩的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在最有利的工况下工作；二是在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车实现倒退行驶；三是利用空挡中断动力的传递，使得发动机能够更好的启动、怠速，同时方便变速器进行换挡[1]。 随着国内汽车技术和制造工艺的不断进步，我国在手动变速器方面已取得了较大进步，但在自动变速器的技术和发展路线上却相对发展缓慢。对于今后变速器技术发展趋势，新能源汽车传动技术以及变速器对于节能减排的作用等，都是国内汽车行业当前热议的话题[6]。
1 / 5 手动变速器离合器操纵机构的xx 一、离合器操纵机构装拆卸和安装分离轴，分离杠杆，回位弹簧，离合器杠杆及分离轴承见“换档操纵机构、变速器壳体”部分。注意： 拆装踏板组件前，必须拆下蓄电池地线。 说明： 维修时，更换所有自锁螺母及弹性挡圈。用MoS2润滑脂润滑所有轴承及接触表面，零件号： G000602。 1-橡胶盘; 2-橡胶导套; 3-带自动调节机构的离合器拉索。 拆卸和安装见下面 (二)小节，功能检查见下面 (四)小节; 4-手动变速器; 15-垫圈; 6-橡胶缓冲块; 7-挡圈; 8-橡胶缓冲块; 9-踏板支架; 2 / 5 10-制动踏板杠杆和离合器踏板杠杆销轴; 11-制动踏板杠杆; 12-挡块卡环; 13-偏心弹簧销轴; 14-衬套; 15-离合器踏板杠杆。 用于带偏心弹簧的车，于动调节，间隙：15-20mm。拆卸和安装见下面
(五)小节; 16-离合器踏板杠杆。 用于不带偏心弹簧的车。手动调节，间隙：15-2Omm。拆卸和安装见下面 (五)小节; 17-衬套。 2用专用冲头VW222a拆卸，用虎钳压入; 18-偏心弹簧。 仅用于66KW发动机的车。拆卸及安装见下面 (五)小节; 19-带手动调整机构的离合器拉索。 拆卸和安装见下面 (三)小节。在调整盘上调整。离合器踏板杠杆间隙：15-20mm; 20-六角螺母。 调整后锁紧; 3 / 5 21-调整盘; 22-离合器分离轴; 23-限位缓冲块; 24-平衡重。 其他车上为减少噪音才能安装; 25-离合器拉索紧固件。 二、拆装带自动调整机构的离合器拉索 1.拆卸 3说明： 当调整机构不能压在一起时，表明其中有损坏元件。拆卸时，离合器拉索将被损坏。拆卸离合器拉索前，检查其功能见下面(四)小节。
安徽工业大学2013-2014学年 第一学期《汽车设计》课程作业 题目：桑塔纳轿车5挡手动变速器换挡机构结构分析改进姓名： 学号： 班级：车辆工程 指导老师：童宝宏
桑塔纳轿车5挡手动变速器换挡机构结构分析改进 目前驾校用车一般就是桑塔纳轿车，本人在学车的时候发现桑塔纳轿车5挡手动变速器挡换的平顺性和舒适性有待改进，变速器的换挡舒适性一般是用户对于汽车性能最初步也是最直观的评价。目前，桑塔纳轿车变速器的换挡性能以无法满足用户日益提高的对舒适性的要求，期望着桑塔纳变速器的操作舒适性不断提高。 概述：研究桑塔纳轿车5 挡手动变速器换挡机构结构，通过对换挡机构相关零件的力学分析和模拟整车状态下的换挡力测试数据材料，发现变速器定排销的定排力和同步器弹簧的弹力对桑塔纳变速器的换挡力有着明显的影响，为此对定排销定排力和同步器弹簧的弹力对变速器换挡力的影响进行了测试，验证在静态换档阶段同步器弹簧的弹力和定排销的定排力对整个换挡力有直接影响，进而提出了一种变速器同步器弹簧直径改进方案来降低变速器选换挡轴处的换挡力。 桑塔纳变速器是手动“二轴五速”变速器，其换挡结构和大部分手动变速器的换挡结构类似，即通过选换挡轴进行选挡，由拨叉轴、拨叉、同步器总成、挡位齿轮结合齿实现挂挡。在桑塔纳变速器换挡机构中，1／2 挡拨叉轴控制1挡和2挡，3／4挡拨叉轴控制3挡和4挡，5倒挡拨叉轴控制5挡和倒挡。本文通过对桑塔纳变速器3／4 挡换挡机构的结构剖析，进一步了解变速器的换挡过程。桑塔纳手动变速器换挡过程经过如下几个步骤(图1 和图2)：操作者通过操纵杆和外部连杆机构作用选换挡轴一选换挡轴推动拨叉轴一拨叉轴带动拨叉一拨叉推动同步器齿套一同步器齿套推动同步器滑块，同时压缩同步器弹簧一同步器滑块推动同步器齿环一同步器齿环受滑块的推力在齿轮的锥面上形成摩擦力矩，使得齿轮转速与同步器齿套转速等同(同步过程)一同步器齿套通过同步器齿环梅角和挡位齿轮梅角l的引导，滑人挡位齿轮结合齿实现挂档。
汽车变速器的操纵机构 变速器的操纵机构用来保证驾驶员能随时拨动齿轮进行换档，或使之从工作档退到空档。其主要部分位于变速器盖内，包括换档机构，锁定机构，互锁机构。操纵机构如图8-11所示。 1.换档机构 (1)功用 1)用来改变滑动齿轮的位置，使其与相应的齿轮啮合或脱开啮合，以得到所需排档或空档。 2)拨动滑动齿轮时省力。 (2)结构：汽车上大都采用球支座式换档机构，包括变速杆、压紧(或支承)弹簧、滑杆(拨叉轴)、拨叉等。变速杆用球头铰链安装在变速杆座上(通过弹簧和碗盖吊装，弹簧力的方向可以是向上的，也可以是向下的)，可前、后、左、右摆动。当用弯杆时，应用止动销防止杆绕垂直轴线自行转动，但不应妨碍摆动。变速杆下端置于滑杆前端凹槽内，扳动上端时，
下端可拨动滑杆，滑杆上用螺钉固定着拨叉，拨叉卡在滑动齿轮的拨叉环槽中。这样，拨动变速杆就可通过拨叉使滑动齿轮移动。 变速杆在不同档位的位置由锁定机构和互锁机构确定。 2.锁定机构拨叉轴一般有三个位置：居中为空档，向前向后各挂一个档。为了保证变速器内各滑动齿轮处于正确的工作位置或空档位置，工作时挂档齿轮全齿长啮合，空档时完全脱离啮合，并且在振动等原因下，保证不会因轻微轴向力自动挂档、脱档，应将滑杆轴向定位。定位形式通常有两种型式，如图8—12所示。 (1)弹簧定位销式：它在滑杆上沿轴向开有三个V形槽，与具有锥顶的锁销相嵌合。它锁定可靠，但结构复杂。锥销顶角。越大，锥销愈易顶起，a远远大于摩擦角，一般2a＝90°～120°，压销弹簧的弹力F＝70°～160N。 (2)弹簧钢球式：它在滑杆上沿轴向开有三个半球形槽，钢球在弹簧压力下嵌于某一半球槽中，从而起定位作用，锁定了拨叉轴的位置。此锁定形式磨损少、轻便，但磨损后锁定效果下降，为此R球大于R坑，以防止磨损后不可靠。 换档时变速杆上的轴向操纵力足够时，克服弹簧压力，将销(或球)顶起(压下)，拨叉轴才能移动，直至嵌入相邻的凹坑为止。
机械控制工程 汽车自动变速器的控制系统 专业车辆工程 学号 0802020120 姓名冮地
自动变速器根据汽车速度、发动机转速、动力负荷等因素自动进行升降档位，不需由驾驶者操作离合器换档，使用很方便。特别在交通比较拥挤的城区马路行驶，自动变速器体现出很好的便利性。自动变速器比手动变速器复杂得多，有很多方面不相同，但最大的区别在于控制方面。手动变速器由驾驶员操纵档位，加档或减档由人工操作，而自动变速器是由机器自动控制档位，变换档位是由液压控制装置进行的。 以一个典型的自动变速器为例，液压控制装置根据节气门（油门）开度和变速器输出轴上输送来的信号控制升降档。根据节气门开度变化，液压控制装置中的调节阀产生与加速踏板踏下量成正比的液压，该液压作为节气门开度“信号”加到液压控制装置；另外有装配在输出轴上的速控液压阀可产生与转速（车速）成正比的液压，作为车速“信号”加到液压控制装置。因此，就有节气门开度“信号”和车速“信号”，液压控制装置根据这两个“信号”自动调节变速器油量，从而控制换档时机。 下面具体分析一下该控制系统的结构和原理 自动变速器控制系统的结构与工作道理（一）液压控制系统 自动变速器的自动控制是靠液压系统来完成的。液压系统由动力源、控制机构、执行机构三部门组成。 动力源是被液力变距器驱动的油泵，它除开向控制器提供冷却补偿油液，并使其内部具有一定压力，除此之外还向行星齿轮变速器供润滑油。 控制机构大体包括主油系统、换档信号系统，换档阀系统和缓冲安全系统。根据其换档信号系统和换档阀系统接纳的是全液压元件还是电子控制元件可将控制机构分为液控式和电控式两种。 执行机构包括各聚散器制动器的液压缸。 1、油泵 自动变速器中油泵是重要总成之一，它技术状况的好坏，对自变器的性能及使用寿命有很大影响。油泵通常装在变距器的后端，有的是在变速器的后端，但是不管何位都是变距器的泵通过轴套或轴来驱动，转速与发动机相同。 2.主油路系统 自动变速器油从油泵泵出，既进入主油路系统。由于油泵是发动机直接驱动的，因此它的输出流量和压力都受到发动机运转状况的影响。发动机运行过程中，转速从1000r/min变化，从而使得油泵的输出流量和压力变化很大。当主油路压力过高时，会引起换档冲击和增加功率耗损，当主油路压力过低时，又会引起聚散器制动器的打滑，二者都会影响液压系统的工作，因此在主油路系统中必须设置主油路调压阀。 主油路调压阀：效用是将油泵输出压力精确调节到所需的油压后再输入主油路，多余的油返回油底壳。是系统压力稳定在一定范围内。 主油调压阀还应能满足主油路系统在不同工况，不同档位时，具有不同油压的功能要求： 1）骨气门开度小时，自变器所传距较小，聚散器制动器不易打滑，主油路压力可以降低一些与之相反，应使油压升高。 2）自变器处于抵挡行驶，所需转距较大，主油压要高而在高档时，自变器所传距小，可降低主油压。 3）倒档使用时间较少，为减少自变器尺寸，倒档执行机构做得较小，为避免打滑应提高油压。
目录 第二章换档机构 1 简要说明............................................................... 1.1变速操纵机构综述............................................. 1.2 设计目的 .................................................... 1.3 适用范围 .................................................... 1.4 装置的零部件构成图 .......................................... 2 设计构想............................................................... 2.1 设计原则 .................................................... 2.2 设计参数 .................................................... 2.3 软轴拉线的布置 .............................................. 2.4 环境条件 .................................................... 2.5 设计基本限制因素 ............................................ 2.6 零件装配设计 ................................................ 4.1 通过什么样的标识进行识别 .................................... 第二章换档机构
长安福特福克斯自动变速器电控系统特点与检修(图) 长安福特1.8L和2.0L福克斯装备的自动变速器都是4F27E型，其中4表示4个前进挡，F表示前轮驱动，27表示最大输入扭矩365N·m, E表示电子控制。 一、电控系统的组成 4F27E型自动变速器电子控制系统主要由涡轮轴转速传感器、输出轴转速传感器、变速器油温传感器、挡位开关、制动开关、手动模式开关、增/减挡开关、换挡电磁阀、压力控制电磁阀和变速器控制模块等组成。其他信号如：节气门位置信号、空气流量信号、发动机温度信号、发动机冷却液温度信号等都是通过网路线从发动机控制模块取得。 1.涡轮轴转速传感器(TSS) 涡轮轴转速传感器位于变速器外壳上，用于感知变速器涡轮轴的转速。涡轮轴转速传感器的类型是电磁感应式，其电阻为330～390Ω（在21℃时），如果它出现故障，变速器控制模块将用输出轴转速传感器的信号取代它，车载诊断系统会纪录相应的故障码，并点亮故障指示灯。 2.输出轴转速传感器（OSS） 输出轴转速传感器位于差速器处的变速器壳体上，用于感知变速器的输出轴转速。此信号不作为车辆速度信号使用，车辆速度信号来自ABS的轮速传感器。输出轴转速传感器的类型是电磁感应式，其电阻值800～900Ω（在21℃时），如果它出现故障，变速器控制模块将用涡轮轴转速传感器的信号取代它，车载诊断系统会纪录相应的故障码，并点亮故障指示灯。 3.变速器油温传感器（TFT） 变速器油温传感器位于变速器内，用于感知变速器油液温度。在极冷和极热的变速器油温下，变速器控制模块根据此信号控制管路压力、换挡和变矩器锁止离合器。传感器的类型是热敏电阻式，其电阻值如表1所示。
[汽车之家技术] 发动机是汽车的心脏，它为车辆的行驶提供源源不断的动力，车辆变速器的主要作用就是改变传动比，将合适的牵引力通过传动轴输出到车轮上以满足不同车辆在工况下的需求。可以说，一台变速箱的好坏，会对车辆动力性能产生直接的影响。最近20年，汽车变速箱也进入了百花争鸣的时代，市面上各式各样的变速器种类也让消费者的选择面前所未有的丰富起来，而市面上手动挡，自动挡，CVT无级变速，DSG双离合，AMT等不同种类的变速器都拥有一定的优势和不足，我们也将陆续带大家了解市面上几种不同类型变速箱的原理和特性。 首先，我们需要先简单了解一下变速器产生的原因。一般来说，汽车的发动机是通过燃烧燃油来获取动力的，而发动机在怠速和最高转速之间时才能输出动力。而在整个转速范围内，发动机输出的扭矩和功率并不能保持一致，其相应的最大值只能在规定的转速出现。从车辆对驱动力的需求上看，单纯依靠发动机产生的扭矩不能满足汽车行驶中的各个阶段对驱动力的需求。比如在起步阶段，需要较大的扭矩和较低的转速，但是发动机在较低的转速下却无法提供足够的扭矩输出，在高速巡航时，需要较高的转速却对扭矩要求较低，而此时发动机保持高转速运转无疑会造成燃油的无谓消耗。由于现代发动机的这种不完美的特性，变速箱便应运而生。变速器在不同的工况下使用不同的速比，从而使得车辆和发动机在各种工况下都可以发挥其最佳的动力性能。 『最常见的两轴5速手动变速箱解剖图』 下面，我们就从结构最简单最传统的手动变速器说起。一般的手动变速箱的基本结构包括了动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，这就是一个手动变速箱最基本的组件。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮组合则产生了不同的齿比，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。输入轴的动力通过齿轮间的传递，由输出轴传递给车轮，这就是一台手动变速箱的基本工作原理。 接下来，让我们通过一个简单的模型来给大家讲讲，手动变速箱换挡的原理。下图是一个简易的3轴2档变速箱的结构模型。
变速器包括变速传动机构和换档操纵机构两部分。 变速传动机构是变速器的主体，主要有一系列相互啮合的齿轮副及其支承轴，以及作为基础件的壳体组成。其功用是改变转速、转矩和旋转方向。操纵机构的功用是实现换档。（一）传动机构 功用是：变速、变矩、改变旋转方向，通过操纵机构来实现。 组成：齿轮、轴、轴承以及同步器组成 发动机前置二轴式变速传动机构 1、输入轴总成 变速器的输入轴也就是离合器的输出轴，其前端通过轴承支承在发动机飞轮上，轴上有1～5档主动齿轮和倒档齿轮以及3、4档和5档同步器，2档主动齿、倒档主动齿、1档主动齿与轴制成一体，3、4、5档主动齿及5档同步器都通过轴承支承在输入轴上，3、4档同步器和5档齿圈都通过花键固定在输入轴上。 2、输出轴总成 输出轴与主减速器主动齿轮制成一体，其上相应地有主减速器主动锥齿轮、1～5档从动齿轮和1、2档同步器，3、4、5档从动齿及1、2档同步器与输出轴制成一体，1、2档从动齿通过轴承支承在输出轴上。 3、倒档轴总成 倒档齿轴安装于右壳体中。倒档齿轮与轴径向活动配合，轴向也是活动配合。 4、各档动力传递路线 （1）1档 1、2档同步器的接合套向右 动力传递路线为：输入轴→1档主动齿轮→1档从动齿轮→1、2档同步器→输出轴。 （2）2档 1、2档同步器的接合套向左移动 动力传递路线为：输入轴→2档主动齿轮→2档从动齿轮→1、2档同步器→输出轴。 （3）3档 3、4档同步器的接合套向右移动 动力传递路线为：输入轴→3、4档同步器→3档主动齿轮→3档从动齿轮→输出轴。 （4）4档 3、4档同步器接合套向左移动 动力传递路线为：输入轴→3、4档同步器→4档主动齿轮→4档从动齿轮→输出轴。 （5）5档
汽车结构及技术
变速箱 手动变速箱 简介 手动变速器，也称手动挡，英文全称为manual transmission，简称MT，即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。踩下离合时，方可拨得动变速杆。 手动变速箱的工作原理 手动变速箱是有不同齿比的齿轮组构成的，它工作的基本原理就是通过切换不同的齿轮组，来实现齿比的变换。作为分配动力的关键环节，变速箱必须有动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，就是一个手动变速箱最基本的组件。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不同的，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。 『手动变速箱原理』 接下来，让我们通过一个简单的模型来给大家讲讲，手动变速箱换挡的原理。下图是一个简易的3轴2挡变速箱的结构模型。 输入轴（绿色）也叫第一轴，通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个硬连接的部件。红色齿轮轴叫做中间轴。输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的，因此当输入轴旋转时就会带动中间轴的旋转。黄色则是输出轴，它也叫第二轴直接和驱动轴相连（只针对后轮驱动，前驱一般为两轴），再通过差速器来驱动汽车。 当车轮转动时同样会带着花键轴一起转动，此时，轴上的蓝色齿轮可以在花键轴上发生相对自由转动。因此，在发动机停止，而车轮仍在转动时，蓝色齿轮和中间轴出在静止状态，而花键轴则随车轮转动。这个原理和自行车后轴的飞轮很相似。蓝色齿轮和花键轴是由套筒来连接的，套筒随着花键轴转动，但同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮。 说完这些，换挡的过程就很好理解了，当套筒和蓝色齿轮相连时，发动机的动力就会通过中间轴传递到输出轴上，在这同时，左边的蓝色齿轮也在自由旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。而如果套筒在两个蓝色齿轮之间时，变速箱在空挡位置，此时两个蓝色齿轮都在花键轴上自由转动，互不干涉。
换挡操纵机构 自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的操纵机构等。 驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，利用液压自动控制原理或电子自动控制原理，按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作，实现自动换挡。 ◆ 首先介绍自动变速器的各个档位的作用和使用方法 P停车挡：只有在车辆完全停稳时，才可挂入该挡，挂入该挡后，驱动车轮被机械装置锁止而使车轮无法转动。若想将排挡杆移出该位置，须踏下制动踏板并按下排挡杆手柄上的锁止按钮。 R倒车档：只有当车辆静止且发动机怠速运转时，才可挂人倒车挡，按下排挡杆手柄按钮，即可将排挡杆移入或移出倒车挡。在车辆前行时，不要误将排挡杆挂入R挡，特别是在变速器处于应急状态时，千万不能在前行中挂人R挡，那样会使自动变速器严重损坏。 N空挡：在点火开关打开状态下，车辆静止或车速低于5Km/h时，挂入该挡后，排挡杆会被锁止电磁铁锁止。若想移出该挡，需踏下制动踏板，同时按下手柄按钮，在车速高于5Km/h 时，只需按下手柄按钮即可将排挡杆移入或移出N挡。 D驱动档：一般情况下可选用此挡，在D挡位置，变速器控制单元根据车速及发动机负荷等参数，控制变速器在1-4挡中自由切换。 3坡路档：在有坡度的路面上行驶时可挂入该挡，此时变速器会在1-3挡中自动换挡，但不会换入4挡，这样，在下坡时提高了发动机的制动效果。 2长坡档：遇到较长距离的坡路时选用此挡，控制单元根据行驶速度及节气门的开度变化，控制车辆在1、2挡中自动换挡，这样一方面避免了挂入不必要的高速挡，另一方面在下坡时可更好的利用发动机的制动效果。 1陡坡档：在上下非常陡峭的坡路时选用此挡，挂入1挡后，汽车总处于1挡行驶状态，而不会换人其他3个前进挡位，这样一方面可以保证在爬坡时有足够的动力，另一方面在下坡时可最大限度地利用发动机的制动效果。 ◆ 自动变速器使用注意事项：
3.4课题手动变速器的操纵机构 手动变速器操纵机构功用是保证驾驶员能准确可靠地将变速器挂入所需要的档位，并可随时退至空档。 变速器操纵机构按照变速操纵杆（变速杆）位置的不同，可分为直接操纵式和远距离操纵式两种类型。 一、直接操纵式 这种形式的变速器布置在驾驶员座椅附近，变速杆由驾驶室底板伸出，驾驶员可以直接操纵。如图3－41所示，解放CA1091中型货车六档变速器操纵机构就采用这种形式。多用于发动机前置后轮驱动的车辆。 图3－41 解放CA1091中型货车六档变速器直接操纵式操纵机构 1－五、六档拨叉2－三、四档拨叉3－一、二档拨块4－五、六档拨块5－一、二档拨叉6－倒档拨叉7－五、六档拨叉轴8－三、四档拨叉轴9－一、二档拨叉轴10－倒档拨叉轴11－换档轴12－变速杆13－叉形拨杆14－倒档拨块15－自锁弹簧 16－自锁钢球17－互锁销 拨叉轴7、8、9和10的两端均支承于变速器盖的相应孔中，可以轴向滑动。所有的拨叉和拨块都以弹性销固定于相应的拨叉轴上。三、四档拨叉2的上端具有拨块。拨叉2和拨块3、4、14的顶部制有凹槽。变速器处于空档时，各凹槽在横向平面内对齐，叉形拨杆13下端的球头即伸入这些凹槽中。选档时可使变速杆绕其中部球形支点横向摆动，则其下端推动叉形拨杆13绕换档轴11的轴线摆动，从而使叉形拨杆下端球头对准与所选档位对应的拨块凹槽，然后使变速杆纵向摆动，带动拨叉轴及拨叉向前或向后移动，即可实现挂档。例如，横向摆动变速杆使叉形拨杆下端球头深入拨块3顶部凹槽中，拨块3连同拨叉轴9和拨叉5即沿纵向向前移动一定距离，便可挂入二档；若向后移动一段距离，则挂入一档。当使叉形拨杆下端球头深入拨块14的凹槽中，并使其向前移动一段距离时，便挂入倒档。 各种变速器由于档位数及档位排列位置不同，其拨叉和拨叉轴的数量及排列位置也不相同。例如，上述的六档变速器的六个前进档用了三根拨叉轴，倒档独立使用了一根拨叉轴，共有四根拨叉轴；而东风EQ1092的五档变速器具有三根拨叉轴，其二、三档和四、五档各占一根拨叉轴，一档和倒档共用一根拨叉轴。 二、远距离操纵式 在有些汽车上，由于变速器离驾驶员座位较远，则需要在变速杆与拨叉之间加装一些辅助杠杆或一套传动机构，构成远距离操纵机构。这种操纵机构多用于发动机前置前轮驱动的轿车，如桑塔纳2000轿车的五档手动变速器，由于其变速器安装在前驱动桥处，远离驾驶
第六节 变速器操纵机构 根据汽车使用条件的需要，驾驶员利用变速器的操纵机构完成选挡和实现换挡或退到空挡的工作。 变速器操纵机构应当满足如下主要要求：换挡时只能挂人一个挡位，换挡后应使齿轮在全齿长上啮合，防止自动脱挡或自动挂挡，防止误挂倒挡，换挡轻便。 用于机械式变速器的操纵机构，常见的是由变速杆、拨块、拨叉、变速叉轴及互锁、自锁和倒挡锁装置等主要件组成，并依靠驾驶员手力完成选挡、换挡或退到空挡工作，称为手动换挡变速器。 1．直接操纵手动换挡变速器 当变速器布置在驾驶员座椅附近，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换挡功能的手动换挡变速器，称为直接操纵变速器。这种操纵方案结构最简单，已得到广泛应用。近年来，单轨式操纵机构应用较多，其优点是减少了变速叉轴，各挡同用一组自锁装置，因而使操纵机构简化，但它要求各挡换挡行程相等。 2．远距离操纵手动换挡变速器 平头式汽车或发动机后置后轮驱动汽车的变速器，受总体布置限制变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换挡手力经过这些转换机构才能完成换挡功能。这种手动换挡变速器称为远距离操纵手动换挡变速器。 图3-22示出远距离操纵手动换挡变速器的工作原理简图。这时要求整套系统有足够的刚性，且各连接件之间间隙不能过大，否则换挡手感不明显，并增加了变速杆颤动的可能性。此时，
变速杆支座应固定在受车架变形、汽车振动影响较小的地方，最好将换挡传动机构、发动机、离合器、变速器连成一体，以避免对操纵有不利影响。 3．电控自动换挡变速器 有级式机械变速器尽管应用广泛，但是它有换挡工作复杂、对驾驶员操作技术要求高、使驾驶员容易疲劳等缺点。80年代以后，在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。驾驶员只需控制油门踏板，汽车在行驶过程中就能自动完成换挡时刻的判断，接着自动实现收油门、离合器分离、选挡、换挡、离合器接合和回油门等一系列动作，使汽车动力性、经济性有所提高，简化操纵并减轻了驾驶员的劳动强度。其工作原理框图见图3-23。
重卡用操纵机构技术交流
重型汽车用变速操纵机构 上海惟译汽配制造有限公司
行业技术发展方向分析 纵观重型汽车手排变速操纵器的发展过程从硬杆——软轴——伸缩硬杆的不断进化。由硬杆转变到软轴，在技术上解决了驾驶室倾翻过程中一系列存在的问题以及安装空间的自由化，但是软轴的使用寿命短，效率损耗后驾驶员耗力过大的技术缺陷，增加了总装厂三包期的服务负担。伸缩硬杆既能满足驾驶室倾翻运动，又有坚固耐用，操作轻便灵活的优点。目前伸缩硬杆加换力器的硬杆操纵器是耗力最小又能保证球节径向受力的变速操纵器总成。随着汽车工业的技术发展必将发展到电控气动操纵器以及气液混合驱动操纵器。 新技术的展示、介绍 本公司推出的新产品WYH伸缩硬杆变速操纵系统的运动模式不同于国内外的同类产品： 1、从一根主杆（伸缩杆）通过换力器转变为由两根副杆共同传动变速器，实现选换挡动作； 2、由复合摆臂的副臂进行转换传动模式后实现球节无轴向承受力，延长球节寿命； 3、两个部分均处于直线传动，降低了机械力损耗，实际操作过程中有明显的轻便灵活性能。
●WYH伸缩硬杆变速操纵有四个优点： 1、WYH操纵器是伸缩式硬杆可配置驾驶倾翻； 2、硬杆终端联接换力器，选档位置的清晰度、耗力度优于软轴； 3、效率损失可达到15%以下，驾驶员有明显的轻松灵活感受； 4、是坚固耐用维护成本低的变速操纵系统。 ●主要技术性能： 1、对变速箱有广泛的适应性，传统硬杆变速操纵只能配置单轴变速箱，WYH 换力器既能配置单轴变速箱，又能配置双轴变速箱； 2、对驾驶室有广泛的适应性，硬杆紧贴驾驶室顶盖，不侵占发动机位置； 3、硬杆终端无摆动； 4、驾驶室倾翻时伸缩硬杆自动解锁。 产品开发能力介绍 本公司设立产品研发专业团队，具备自主设计、制造、检测的整体能力，研制手排变速操纵用操纵器、操纵软轴、换力器等产品。自备9JS180变速器，实测新产品的技术性能。专业团队共9人，由50年机械设计资历的老工程师任技术总监，机械工程师2名，高分子工程师1名，技师3名，本科毕业实习生2名。在汽车制造行业已拥有数项国家发明专利。 我厂不断吸收国内外同类产品之长，产品在结构和制造工艺上独具一格，质量达到先进水平，能满足国内外各生产厂商的需求。目前主要的配套厂家有郑州宇通客车股份有限公司、青岛一汽、山东泰安航天、宝鸡通力重汽、西安陕汽集团公司等。 产品规范、技术要求介绍 自主研发产品的目标是： 1、FKB5型操纵器&软轴以18个月无故障为前提，据此台架耐疲劳测试的标准是负荷60kgf时100万次无损伤并达到预定磨损量（钢球与摆臂U型口间隙不大于1mm），软轴效率衰减不大于30%。 2、伸缩杆操纵器以30个月无故障为前提，台架耐疲劳测试的200万次标准时全部球节无损坏，球节的磨损量不大于0.5mm。