第8单元 离合器、手动变速器和传动系统
课文A 离合器和手动变速器
1.离合器
在采用手动变速器或手动变速驱动桥的小汽车和货车上，离合器总成的功能是连接或切断从发动机到传动系统的动力传送。虽然离合器设计有许多种，但是它们的工作原理都基本相同。
1）离合器的作用
离合器是一个为连接或切断从一个工作部件到另一个工作部件的动力传递而设计的机构。在车辆上，离合器用来传递发动机动力，并在换档时，使发动机与变速器之间分离。当汽车停止行驶，却没有将变速器置于空档的情况下，离合器还能使发动机运转。
2）离合器的构造
现代离合器为单片、干盘式（图8-1）。它有5个主要部件：飞轮、离合器从动盘、压盘组件、分离轴承和离合器分离杠杆。构成离合器总成的其他部件有变速器输入轴和离合器壳。
（1）飞轮
除了用来安装起动机齿圈外，飞轮还构成了安装离合器其他部件的基础件。与手动变速器一起使用的飞轮较厚，从而能使它吸收离合器工作时所产生的大量的热。
飞轮的离合器一侧经过机械加工，表面平整，用作摩擦表面。飞轮上钻有若干孔，以便安装离合器总成。通常，有一个孔直接钻到曲轴中心，这个孔可使一个轴承装入飞轮中心。 飞轮中心内的这个轴承将用来支承变速器输入轴的外端。该轴承被称为导向轴承。导向轴承可以是球轴承，或是青铜衬套。
（2）双质量飞轮
有时，柴油机采用双质量飞轮。为了吸收发动机作功行程的脉动，当飞轮两部分相对压缩时，飞轮内安装的弹簧起到了减震器的作用，从而使功率流均匀分布。这些弹簧还有助于降低离合器和变速器部件的应力。
（3）从动盘
从动盘为圆形部件，它是由优质薄钢片与位于中心部位的花键毂构成。花键毂的花键与变速器输入轴上的花键相啮合。从动盘可以在变速器输入轴上来回滑动，而当从动盘转动时，变速器输入轴也必须转动。
从动盘外缘两侧覆盖有摩擦材料。摩擦材料常常为石棉或其他耐高温材料与铜丝编制或模压在一起所形成的材料。摩擦材料用铆钉铆接到从动盘上。
为了平稳啮合，从动盘的外缘常常做成分开式的，并且每一段钢片均呈弧形。每一段钢片上都铆有摩擦材料。当从动盘受压时，弧形钢片起到弹簧缓冲垫的作用。
（4）压盘
在每一种压盘总成中，压盘具有相同的特点。它是一块厚厚的铸铁块（以获取最大的吸热效果），它呈圆形并与从动盘具有相同的直径。压盘的一侧加工成平面，该侧将把从动盘的摩擦区压向飞轮。压盘的外侧有各种形状，以便于安装弹簧和分离机构。
（5）操纵机构
操纵机构包括通常被称为分离轴承的球轴承。该轴承安装在一个套筒上，并随这个套筒在一个毂（与变速器前轴承改制成一体）上来回滑动。
分离轴承已在制造厂注入润滑脂，在使用期间无需维修。还有一种分离轴承是石墨型分离轴承。该轴承采用一个石墨圈，从而可以推压一个固定到离合器分离杠杆上的平板。分
离轴承套筒在分离叉即离合器拨叉的作用下移动。分离叉通常支承在球头支销上。回位弹簧的作用是拉动分离叉，使之离开压盘。
（3）离合器工作原理
飞轮、离合器盖、分离杠杆和压盘作为一个部分一起旋转。变速器输入轴和离合器从动盘用花键连接在一起，形成另一个部分。
离合器从动盘只有在挤紧在飞轮与压盘之间时，才会转动（汽车静止）。当分离杠杆拉动压盘，使之离开飞轮后，离合器从动盘才停止不转，而其他的每个零件都继续转动。当压盘重新移向飞轮时，从动盘又被挤紧，从而带动变速器输入轴转动，见图8-2。
2.手动变速器（M/T）
1）变速器速比
现代手动变速器能够为驾驶员提供多达6个前进速比。减速齿轮为1档提供大约3.5:1的速比，为最高档提供大约1.5:1的速比。直接档的速比为1:1。超速档的速比约为0.7:1。 通过在若干速比中进行选择，就可能使汽车在所有的正常情况下工作。另外，通过这些不同的档，转矩又得到放大。不同的汽车，根据发动机功率和车辆重量情况，速比也是变化的。还要用到倒档，倒档的速比通常约为3:1。5速变速器设有超速档。超速档速比加入新型变速器，提高了燃油经济性，降低了排放。
2）变速器构造
一台典型的手动变速器是由变速器箱体、四根轴、轴承、齿轮、同步器和换档机构组成。图8-3给出了四根轴及其齿轮在箱体中的相对位置。
（1）变速器箱体
变速器箱体用于保持变速器齿轮、轴、轴承和垫圈的位置。变速器箱体固定到发动机的后部，或者固定到离合器壳上。许多变速器箱体和离合器壳制成一体。大多数变速器箱体用铸铁或铝制成，并采用一个单独的后壳，来支承输出轴。后壳内还装有车速表传感器齿轮。发动机后支撑通常也装到后壳上。
（2）变速器齿轮 变速器齿轮是由高质量钢制成，经过精心的热处理，从而使轮齿表面平滑、坚硬，而轮齿内部较软、韧性很好。齿轮在赤热状态时下，经过锤锻加工（机械锻造成形）。轮齿以及其他重要区域在精密机床上进行切削加工。
变速器齿轮被加工成直齿型或者斜齿型。斜齿齿轮比较优越，原因在于它同时有多个轮齿接触，不仅运转噪声小，而且坚固耐用。由于斜齿齿形的原因，相啮合的齿轮存在相互分开的趋势，因此，斜齿齿轮必须安装牢固。塔齿轮、其他齿轮和轴的端隙通过采用黄铜和钢推力垫圈加以控制。这些垫圈安装在齿轮轴的端部，位于转动的齿轮与固定的变速器壳之间。
考虑到润滑、膨胀以及可能的尺寸误差，轮齿之间必须留有间隙。这个间隙非常小（千分之几英寸）
（3）同步器
汽车行驶之后，传动系统就会连续不停的带动变速器输出轴转动。结果，滑动齿轮也跟着转动。当企图使滑动齿轮与任何一个塔齿轮（踏下离合器踏板时，就会停止转动）啮合时，轮齿就会受到破坏性的冲击作用。换档时的齿轮撞击声就是来自于滑动齿轮轮齿与塔齿轮轮齿之间的猛烈撞击。
显然，要让一个齿轮与另一个齿轮平稳安静地啮合并且没有损坏，这两个齿轮必须以几乎相同的转速转动。现代手动变速器和变速驱动桥均采用同步器（见图8-4），用内离合装置来防止换档时的齿轮冲击。同步器的作用就是先将一个齿轮移到另一个待啮合齿轮的跟前，然后保持该齿轮不动，并使两个齿轮的转速逐步接近。