(1)功用
①变换排挡,改变传动系的传动比,达到变扭变速的目的,使农用车获得所需的行驶速度和驱动力。
②实现倒挡,使农用车能倒退行驶。
③实现空挡,使农用车能在发动机不熄火的情况下长时间停车,同时也便于发动机的启动。
(2)结构与工作原理
目前,农用车上采用的变速箱大多为两轴式和三轴式有级式变速箱。
①两轴式变速箱。图3-85是一两轴式变速箱结构示意图,具有两根主要轴(不包括倒挡轴)。发动机通过离合器与第一轴1相连,第二轴6将动力传给后桥。第一轴的花健上装有滑动齿轮2和3,第二轴上装有固定齿轮8。当变速杆拨动第一轴上的滑动齿轮移动时,使其与第二轴6上的相应的固定齿轮啮合,就得到不同的挡位。具体来说,滑动齿轮2左移,得第1挡,右移得第2挡,滑动齿轮3左移得第3挡,右移得到倒挡。由此共可得到3个前进挡1个倒退挡。3个前进挡中,第1挡传动比最大,输出扭矩最大,输出转速最小,即车辆行驶速度最低,第Ⅲ挡为最高前进挡,其传动比最小,输出扭矩最小,输出转速最大,车辆行驶最快。倒挡时,动力从滑动齿轮3经过倒挡齿轮5再传到倒挡从动齿轮7,由于增加了一对啮合齿轮,使第二轴的旋转方向与前进挡相反,因而可以改变车辆的行驶方向,实现倒退行驶。
图3-85 两轴式变速箱结构示意图
1.第一轴 2、3.滑动齿轮 4.变速箱壳体 5.倒挡轴和倒挡齿轮 6.第二轴 7.倒挡从动齿轮 8.固定齿轮
这类变速箱的前进挡工作时只有1对齿轮啮合,因此传动效率高,结构简单。但传动比不能过大,挡数不能过多。
②三轴式变速箱。三轴式变速箱具有三根主要轴:第一轴1、第二轴5和中间轴6(图3-86)。第二轴前端浮动支承在主动齿轮2内。第一轴上的主动齿轮2与中间轴上的齿轮8常啮合。当移动第二轴上的滑动齿轮3和4分别与中间轴上的3个中间齿轮7啮合时,可得到3个挡位。由于这3个挡位的传动比是经过两对齿轮啮合得到的,因此其传动比可比两轴式变速箱的大一些。另外,滑动齿轮3向左移动与常啮合主动齿轮2啮合时,第一轴的扭矩直接传给第二轴,故称为直接挡。直接挡的传动比等于1,其传动效率最高,所以,三轴式变速箱可具有较多的挡位,在农用车上应用较广泛。
图3-86 三轴式变速箱结构示意图
1.第一轴 2.常啮合主动齿轮 3、4.滑动齿轮 5.第二轴 6.中间轴 7.中间齿轮 8.常啮合从动齿轮
图3-87所示是某四轮农用车变速箱的结构图。
图3-87 变速箱总成
1.离合箱壳 2.前盖衬垫 3.中间轴轴承 4.分离拨叉 5.第一轴 6.3、4挡滑动齿轮 7.第二轴 8.倒挡保险总成 9.换挡摆杆 10.变速箱盖 11.换位摆杆 12.1、2挡滑动双联齿轮 13.后盖 14.里程表主动齿轮 15.中间轴 16.2挡主动齿轮 17.常啮合被动齿轮和3挡主动齿轮 18.倒挡齿轮 19.变速箱壳体
这是一个三轴式变速箱,操纵变速杆拨动不同的滑动齿轮进行换挡,可以得到4个前进挡和1个倒退挡,各挡的齿轮位置和啮合状况如图3-88所示,图中的箭头表示了动力的传递路线和方向。
图3-88 变速器各挡位的简图
(a)空挡位置(b)1挡位置(c)2挡位置(d)3挡位置(e)直接挡位置(f)倒档位置 1.第一轴2.第一轴齿轮3.2、4挡齿轮4.2挡齿轮 5.1挡齿轮6.第二轴7.中间轴1挡齿轮8.倒挡小齿轮 9.倒挡大齿轮10.中间轴2挡齿轮11.中间轴2挡齿轮 12.中间轴齿轮体13.中间轴常啮合齿轮
当变速箱变速杆在空挡位里,如发动机在运转,而离合器接合时,变速箱第一轴和中间轴上的齿轮体亦随之转动,但是不与第二轴上的齿轮相啮合,因而第二轴和第二轴上的齿轮是不转动的(图3-88a)。
变速杆在第1挡位置时,拨叉将第二轴上的1、2挡齿轮体向后拨动,则1、2挡齿轮体上的大齿轮(齿轮5)与中间轴上的最小齿轮(齿轮7)相啮合。由于第一轴的齿轮与中间轴上的齿轮体经常啮合,因而驱动第二轴上的1、2挡齿轮体转动,于是第二轴亦随之转动,但由于齿轮的传动比大,此时转动的速度很慢(图3-88b)。
变速杆在第2挡位置时,拨叉将第二轴上的1、2挡齿轮体向前拨动,则1、2挡齿轮体上的小齿轮(齿轮4)与中间轴上的齿轮(齿轮10)相啮合。第一轴通过中间轴驱动第二轴上的1、2挡齿轮体转动,第二轴随之转动,但由于齿轮的传动比较大,此时转动的速度较慢(图3-88c)。
变速杆在第3挡位置时,拨叉将第二轴上的3、4挡齿轮体3向后拨动,则3、4挡齿轮体上的外齿轮与中间轴上的齿轮(齿轮11)相啮合。第一轴通过中间轴驱动第二轴上的3、4挡齿轮体转动,第二轴亦随之转动,但由于齿轮的传动比减小,此时转动的速度较快(图3-88d)。
变速杆在第4挡位置时,拨叉将第二轴上的3、4挡齿轮体3向前拨动,3、4挡齿轮体上的内齿轮与第一轴上的小齿轮2相啮合,即第一轴与第二轴直接连接而转动,其齿轮的传动比最小(等于1),此时转动的速度最快(图3-88e)。
变速杆在倒挡位置时,拨叉将倒挡轴上的齿轮体向前拨动,倒挡轴上的一个较大齿轮(齿轮9),与中间轴上的最小齿轮(齿轮7)相啮合,另一个较小的齿轮(齿轮8),与第二轴上最大的齿轮(齿轮5)相啮合。第一轴通过中间轴驱动倒挡齿轮转动,又带动第二轴上的齿轮体以相反方向转动,于是第二轴就以与前进挡相反的方向随之转动(图3-88f)。