汽车手动变速器自锁互锁装置的工作原理.docx

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汽车手动变速器自锁互锁装置的工作原理

锁机构的作用是：

防止自动换档和自动脱档的作用

互锁机构的作用是：

防止同时挂入两个档。

 自锁，是在接触器线圈得电后，利用自身的常开辅助触点保持回路的接通状态，一般对象是对自身回路的控制。

　　如把常开辅助触点与启动的电动开关并联，这样，当启动按钮按下，接触器动作，辅助触电闭合，进行状态保持，此时再松开启动按钮，接触器也不会失电断开。

一般来说，在启动按钮和辅助按钮并联之外，还要在串联一个按钮，起停止作用。

点动开关中作启动用的选择常开触点，做停止用的选常闭触点。

　　互锁，说得是几个回路之间，利用某一回路的辅助触点，去控制对方的线圈回路，进行状态保持或功能限制。

一般对象是对其他回路的控制。

　　联锁，就是设定的条件没有满足,或内外部触发条件变化引起相关联的电气、工艺控制设备工作状态、控制方式的改变。

　　“在一个回路中，即有自锁又有互锁的就叫做“联锁””

锁止装置包括自锁、互锁和倒档锁。

 l.自锁装置

 l）结构：

多数变速器的自锁装置由钢球l和弹簧2组成（图10-20）。

在变速器盖6前端凸起部位钻有三个深孔，位于三根拨叉轴3的上方。

每根拨叉轴对着钢球l的一面有三个凹槽（槽的深度小于钢球半径），中间的凹槽为空档定位，中间凹槽至两侧凹槽的距离等于滑动齿轮（或接合套）由空档换入相应档（保证全齿长啮合）的距离。

 2）工作：

自锁钢球被自锁弹簧压入拨叉轴的相应凹槽内，起到锁止档位的作用，防止自动换档和自动脱档。

换档时，驾驶员施加于拨叉轴上的轴向力克服弹簧与钢球的自锁力时，钢球便克服弹簧的预压力而升起，拨叉轴移动，当钢球与另一凹槽处对正时，钢球又被压入凹槽内，此动作传到操纵杆上，使驾驶员具有“手感”。

图10-20 变速器的自锁及互锁装置

l-定位钢球；2-定位弹簧；3-拨叉轴；4-互锁顶销；5-互锁钢球（或互锁销）；6-变速器盖

 2.互锁装置

 此装置的类型很多，下面列举几种，说明其构造及机理。

 l）锁球（销）式

 （l）结构：

图10-20所示属于这种型式。

在三根拨叉轴所处的平面且垂直于拨叉轴的横向孔道内，装有互锁钢球5（图10-20a）或互锁销5（图10-20b）。

互锁钢球（或互锁销）对着每根拨叉轴的侧面上都制有一个凹槽且深度相等。

中间拨叉轴的两侧各有一个凹槽。

任一拨叉轴处于空档位置时，其侧面凹槽正好对准互锁钢球（或互锁销）。

两个钢球直径之和（或一个互锁销的长度）等于相邻两拨叉轴圆柱表面之间的距离加上一个凹槽的深度。

中间拨叉轴上两个侧面之间有通孔，孔中有一根横向移动的顶销4，顶销的长度等于拨叉轴的直径减去一个凹槽的深度。

（2）互锁原理：

当变速器处于空档位置时，所有拨叉轴的侧面凹槽同钢球、顶销都在同一直线上。

在移动中间拨叉轴2时（图10-21a），轴2两侧的钢球从其侧面凹槽中被挤出，两侧面外钢球4、6分别嵌入拨叉轴l和3的侧面凹槽中，将轴l和3锁止在空档位置。

若要移动拨叉轴3，必须先将拨叉轴2退回至空档位置，拨叉轴3移动时钢球4从凹槽挤出，通过顶销5推动另一侧两个钢球移动，拨叉轴l、2均被锁止在空档位置上（图10-21b）。

拨叉轴l工作情况与上述相同（图10-21c）。

图10-21钢球式互锁装置工作原理图

l、2、3-拨叉轴；4、6-互锁钢球；5-互锁顶销；7、8、9-拨叉（或拨块）；10-变速杆下端球头

 上述互锁装置工作情况可知，当一根拨叉轴移动的同时，其它两根拨叉轴均被锁止。

但有的变速器互锁装置没有顶销，当某一拨叉轴移动时，只要锁止与之相邻的拨叉轴，即可防止同时换入两个档。

 2）自锁和互锁装置合二为一的互锁装置

 有的三档变速器，操纵机构有两根拨叉轴，将自锁和互锁装置合二为一（图10-22）。

两根空心锁销l内装有自锁弹簧2，在图示位置（空档）时，两锁销内端面的距离a等于槽深b，不可能同时拨动两根拨叉轴。

自锁弹簧2的预压力和锁销l对拨叉轴起到自锁作用。

图10-22 同时起自锁与互锁两重作用的锁止装置

l-锁销；2-自锁弹簧

 3）转动钳口式

 转动钳口式互锁装置如图10-23所示。

变速杆下端球头置于钳口中，钳形板可绕a轴摆动。

换档时，变速杆先拨动钳形板处于某一拨叉轴的拨叉凹槽中，然后换入需要的档位，其余两个换档拨叉凹槽被钳形爪挡住，起到互锁作用。

图10-23 转动钳口式互锁装置

l-变速杆；2-钳形板

       总之，不论哪类互锁装置，其工作原理是一致的，即每一次只能移动一根拨叉轴，其余拨叉轴均在空档位置不动。

 3.倒档锁

 倒档锁的作用是使驾驶员必须对变速杆施加较大的力，才能挂入倒档，起到提醒作用，防止误挂倒档，提高安全性。

多数汽车变速器采用结构简单的弹簧锁销式倒档锁（图10-24）。

 它由一、倒档拨块（五档变速器）中的锁销l和弹簧2组成。

锁销l杆部装有弹簧2，杆部右端的螺母可调整弹簧2的预压力和锁销的长度。

欲换倒档（或一档）时，须用较大的力向一侧摆动变速杆4，推动倒档锁销l压缩弹簧后，变速杆4下端进入拨块3才能实现换档。

只要换入倒档，其拨叉轴就接通装在变速器壳上的电开关，警告灯亮、报警器响（有的汽车仪表盘上有倒档指示灯），有效地防止误挂倒档。

互锁的作用是防止变速器换挡时同时挂入两个档位，造成变速器齿轮“卡死”，甚至使机件严重损坏.

      汽车变速器的互锁装置有很多种，用的较多的是钢球试互锁装置。

它主要由互锁钢球，互锁顶销组成。

  我还是给你用图解吧！

中间粉红色的是互锁钢球，两个钢球之间有一个小的红色的是互锁顶销，绿色的就是拨叉滑轴了

然后在滑轴上有凹槽

左边的图是在空挡位置的时候,各拨叉滑轴上的互锁凹槽处于一直线上，若移动中间的拨叉时（就是右边那个图），轴两侧钢球就会被挤出，两钢球嵌入两侧拨叉滑轴侧面的互锁凹槽中，将两侧刚性的锁止在空挡位置，若要移动一侧拨叉滑轴时，需先将中间拨叉滑轴退回空挡位置后再进行！

变速器操纵装置……变速器的操纵机构与分动器

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2010-04-0823:

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2010年09月23日

　　3、锁止装置工作过程

2010年09月23日

　　3、锁止装置工作过程

（1）自锁装置（视频）

　　1）多数变速器的自锁装置由自锁钢球和自锁弹簧组成

　　2）每根拨叉轴的上表面沿轴向分布有三个凹槽，当任何一根拨叉轴连同拨叉轴向移动到空档或某一工作档位的位置时，必有一个凹槽正好对准自锁钢球于是自锁钢球在自锁弹簧压力作用下嵌入该凹槽内，拨叉轴轴向位置被固定，从而拨叉连同滑动齿轮（或接合套）也被固定在空档或某一工作档位上，不能自行脱出

　　3）换档时，驾驶员对拨叉轴施加一定轴向力，克服自锁弹簧2的压力将钢球由拨叉轴的凹槽中挤出推回孔中，拨叉轴和拨叉轴向移动

（2）互锁装置（视频）

　　1）主要由互锁钢球及互锁销组成互锁销装在中间拨叉轴的孔中，其长度相当于拨叉轴直径减去互锁钢球的半径，互锁钢球装于变速器盖的横向孔中

　　2）在空档位置时，左右拨叉轴在对着钢球处有深度相当于钢球半径的凹槽，中间拨叉轴则左右均开有凹槽，凹槽中开有装锁销的孔

　　3）这种互锁装置可以保证变速器只有在空档位置时，驾驶员才可以移动任一个拨叉轴挂档若某一拨叉轴被移动而挂档时，另两个拨叉轴便被互锁装置固定在空档位置而不可能再轴向移动

　　（3）倒档锁

　　1）倒档锁的作用是驾驶员挂倒档时，必须对变速杆施加较大的力，才可换上倒档，起提醒作用，以防误挂倒档变速器上多采用弹簧锁销式倒档锁

　　2）倒档锁一般由倒档锁销和倒档锁弹簧组成倒档锁销的杆部装有倒档锁弹簧，其右端的螺母可调整弹簧的预紧力和倒档锁销的长度

　　3）驾驶员要挂倒档时，必须用较大的力使变速杆的下端压缩倒档弹簧，将倒档锁销推向右方后，才能使变速杆下端进入倒档拨块的凹槽内，以拨动一、倒档拨叉轴而推入倒档

　　4、副变速器的操纵机构：

组合变速器中的副变速器常选用预选气动式换档机构

　　工作原理：

　　1）预选高速档（开关手柄拉出），踩下踏板，活塞左移，气路接通，高压空气进入换档气缸右腔活塞左移挂高速档，左腔气体排入大气；

　　2）压下手柄（挂低速），离合器分离高压空气进左腔，右腔气体经开关排入大气

　　5、半自动控制换档系统

　　·（视频）

　　1.功用：

在多轴驱动的汽车上，将变速器输出的动力分配到各驱动桥

　　2.应用：

目前，多数车装用两挡分动器，分动器兼起副变速器的作用

　　3.结构：

由齿轮传动机构和操纵机构组成

（1）齿轮传动机构

　　有三输出轴式分动器和两输出轴式分动器两种（右图为三输出轴式）

　　1）该分动器可将动力分别传给前桥、中桥和后桥

　　2）当换档接合套向右移动与齿轮前端接合齿圈相套合时，便挂上了低速档此时变速器第二轴的动力经万向传动装置传给输入轴，经齿轮和换档接合套传给中间轴，中间轴后端的齿轮再驱动齿轮，因而使通往后驱动桥的输出轴及通往中驱动桥的输出轴被驱动，此时，由于前桥接合套也先被向后移动，通往中驱动桥的辅出轴便通过前桥接合套使通往驻车制动器操纵杆前驱动桥的输出轴17也被驱动

　　3）换档接合套向左移动使之与齿轮的接合齿圈相套合时，分动器挂上高速档

（2）操纵机构

　　·组成：

操纵杆、传动杆、摇臂及轴等

　　·操纵分动器时，若换入低速挡，输出扭矩较大为避免中、后桥超载，前桥需参加驱动，分担一部分载荷为此，分动器的操纵机构应保证：

接上前桥前，不得挂上低速挡；低速挡退出前，不得摘下前桥

　　·在好路上应使用高速挡且不应接前桥当汽车在较差的路面上行驶时，应接上前桥并用低速挡，以使汽车具有足够的驱动力，克服增加了的行驶阻力

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。

3.互锁机构防止同时挂上两个档而使运动发生干涉、乱档，使发动机熄火或损坏零件，为此在移动某拨叉轴时，自动锁止其它所有拨叉轴。

互锁机构多采用互锁销式。

（1）互锁销式：

如图8—13所示。

两根拨叉轴间有一杆状豆形互锁销（两端半球头），每个拨叉轴侧面开有锁槽。

空档位置时，两个锁槽相对：

互锁销长度等于两拨叉轴槽底间距离减去一根拨叉轴槽深，使换档时两根滑杆不能同时离开中立位置，而只允许一根滑杆移动。

（2）钢球互锁销式：

用两个钢球代替互锁销。

（3）弹簧空心互锁销式：

此空心互锁销长2a＝c+b，如图8—14所示。

有些汽车变速器距驾驶员座位较远，有些轿车和轻型货车将变速杆布置在转向盘下方的转向管柱上，它们便不能直接用变速杆拨动拨叉换档，而必须通过机械杆件作远距离操纵。

图8—15与图8—16便是这种远距离操纵示意图。