论文部分内容阅读
摘要：变速器是汽车传动系统中一个重要组成，汽车复杂的使用条件要求汽车的驱动力和车速能在一定范围内变化，其基本功用是：改变发动机传到汽车驱动轮上的扭矩和转速； 在发动机旋转方向不变的情况下，实现汽车倒向行驶；在离合器结合状态下，切断发动机与传动系统的动力联系。在本文中，我将重点介绍有关富勒RT11509C变速器的构造和基本原理。
关键词：汽车、富勒变速器、扭矩、动力
一、富勒变速箱结构
富勒变速箱由一个具有5个前进档、一个倒档的主变速箱和一个具有高、低两档的副变速箱组合而成的一个具有9个前进档（1至8档和一个爬行档）和一个倒档的整体式变速箱（5个前进档和1个倒档的主变速箱与1个高、低两档的副变速箱组合出现10个前进档和两个倒档，然而由于高速爬行档和高速倒档没有意义，因此从操纵机构上把这两个档位摘除，从而形成9个前进档和1个倒档）。其主箱和副箱都采用双副轴结构，它们共用一个变速箱壳体，壳体内有一中间隔板将前箱和后箱划分为主箱和副箱。主箱两个副轴支承在变速箱前壳和中间隔板之间，主箱二轴前端插在1轴轴孔内，后端支承在中间隔板上。变速箱输出端有一个整体式端盖与变速器壳相连接，在变速箱壳体后端面上有两个定位销钉，以确保后端盖与壳体同轴度，副箱两根副轴即支承在中间隔板与后端盖之间，副箱输出轴用两盘锥轴承悬臂支承在端盖上。
二、富勒变速箱动力传递
富勒RTll509C变速箱动力传递较为独特，且输入扭矩较大，动力从输入轴输入，分流于两根中间副轴，再汇聚于主轴输出，主箱的主轴就是副箱的输入轴，此时副箱在重复主箱的动力传递过程，最终将动力自副箱输出轴传出，此种传动方式由于每根中间轴只传递二分之一的扭矩，改善了齿轮的受力，使齿宽减薄了40%，缩短了变速箱的轴向长度，也给传动系统传递动力提供了方便。
三、富勒变速箱工作原理
为了使主轴齿轮能与两个中间轴齿轮正确啮合，均匀分配负荷、主轴齿轮在主轴上径向浮动，取消了齿轮内孔与主轴的滚针轴承，使结构大为简化，使用故障也可降低。主轴采用了铰接式浮动结构，主轴轴径插入输入轴孔内，轴径与输入齿轮内孔间1.12mm间隙，可使接合套与齿轮套合时产生平面相对运动，顺利套合。主轴后端通过渐开线花间键插入副变速箱的驱动齿轮孔内，副变速器的驱动齿轮支承在球轴承上。工作时，两根中间轴齿轮对主轴齿轮施加的径向力大小相等，方向相反，相互抵消，使主轴浮动后仅承担扭矩传递，不承受弯曲负荷，因而轴可以做得较细，轴承和壳体受力亦得到改善。由于双中间轴传动较为平衡，且所有齿轮受力较小，因此采用直齿传动，结构简单。主箱通常采用滑动接合套换档，主轴上的接合套通过渐开线花键套在主轴上，移动接合套使接合套的接合齿与主轴齿轮的内接合齿啮合传递动力，接合套齿和主轴齿轮内接合齿端处有大小锥角α=32°。由于主轴齿轮和主轴处于浮动状态换档过程中，两锥角之间的摩擦能起到一定的同步作用。副变速器采用惯性锁销式同步器，用气操纵换档，高档同步环和低档锥环上各铆有三根销止销，滑动齿套通过花键与副变速器输出轴结合。高档同步环和低档锥环基体为铁基粉末冶金锻造烧结而成，在高档同步环内锥面和低档锥环的外锥面上分别粘有高摩擦性能的非金属材料。在副变速器驱动齿轮和副变速器减速齿轮上分别有与之对应的外锥面和内锥面。
四、起步同步器
由于齿轮动转惯性大，而主箱没有同步器，必然会使车辆起步时，踏下离合器待挂档的时间较长，因而加装了中间轴制动装置，即起步同步器。当踏下离合器踏板并克服可感觉到明显阻力后踏板到底，踏板臂将离合器制动阀（按扭阀）打开，压缩空气进入离合器制动阀，将活塞推向副轴制动齿轮，活塞制动面即靠在了该齿轮牙齿的端上，二者发生摩擦，由于齿轮和轴是惯性运动，被制动后即很快静止，缩短了司机等待挂档时间，达到了起步挂档的目的。起步同步器只允许在起步时使用。
五、操纵装置
主箱采用“双H”换档操纵机构与副箱高、低档操纵换档机构相结合形成变速器操纵装置。
（一）双H换档
所谓“双H”换档机构就是在主箱的换档的操纵机构上1—2档（低速）和5-6档（高速）的换档拨块是一体的，3-4（低速）和7—8（高速）的换档拨块是一体的，只是l—2、3-4和5-6、7-8档交错安排。
在变速器盖上面安装有两位三通气阀（XXH换档阀），与换档轴上的拔杆处于l—2、3-4低档区时，双H换档阀向副箱换档气缸低速档上工作缸接头l供气，而高速档工作缸接头2排气，低速档工作缸的压缩空气阀推动活塞向后拉动换档轴5，控制同步器滑套向后移动挂合低速档。当变速器盖上的换档轴拨杆推向高速档位置时，拨杆上的凸台将双H换档阀阀芯顶进，使阀的气路换向，此时双H换档阀向高速档工作接头2提供压缩空气，而低速档工作缸接头l排气，此时活塞3连同换档杆5推向前，使滑套挂入高速档（直接档）。
（二）副箱操纵系统
副箱操纵系统主要由减压滤清阀、双H换档阀和换档气缸等机件组成。该系统的作用是根据换档拨块的横向位置，自动地将副箱換入所需要的档位段。
当换档拨头处在低档段时，由辅助气路来的压缩空气经减压阀降为4.1bar～4.4bar后，即进入双H换向阀的l口，此时l口与4口是相通和，压缩空气从4口输出，通过低档管路进入低速换档气缸，气体将活塞向后推动，活塞带动换档叉轴、换档叉、滑动齿轮向后移动，通过同步器同步后啮入低档齿轮，此时，副箱传动速比3.35，输出轴降速。当换档拨块横向右移在高档段时，换档轴带动换档拨块轴向移动，拨块将双H换向阀阀杆顶进，此时，压缩空气从2口输出，通过高档管路进入换档气缸，气体将活塞向前推，活塞带动换档叉轴、换档叉、滑动齿轮向前移动，通过同步器同步后啮入主箱输出轴（主轴）输出齿轮上，活塞前方的气体经双H换向阀的排气口5排出，此时副箱传动速比l。由于主箱机械操纵机构的拨块是一种特殊结构，变速杆在高档区挂入五、六、七、八档时，变速杆所拨动的还是一、二档和三、四档换档轴，所以，副箱的高档使变速器在原有的基础上有增加了四个档，即五、六、七、八档。
六、结论
以此论文的编写过程中，得到了专家和老师的大力支持与帮助，在此表示深深的感谢。由于本人水平有限，在技术和能力上的不足点还请专家及老师指点，使我能够在以后的工作中得到更好的进步。
（作者单位：南京中邦智慧教育有限责任公司）
关键词：汽车、富勒变速器、扭矩、动力
一、富勒变速箱结构
富勒变速箱由一个具有5个前进档、一个倒档的主变速箱和一个具有高、低两档的副变速箱组合而成的一个具有9个前进档（1至8档和一个爬行档）和一个倒档的整体式变速箱（5个前进档和1个倒档的主变速箱与1个高、低两档的副变速箱组合出现10个前进档和两个倒档，然而由于高速爬行档和高速倒档没有意义，因此从操纵机构上把这两个档位摘除，从而形成9个前进档和1个倒档）。其主箱和副箱都采用双副轴结构，它们共用一个变速箱壳体，壳体内有一中间隔板将前箱和后箱划分为主箱和副箱。主箱两个副轴支承在变速箱前壳和中间隔板之间，主箱二轴前端插在1轴轴孔内，后端支承在中间隔板上。变速箱输出端有一个整体式端盖与变速器壳相连接，在变速箱壳体后端面上有两个定位销钉，以确保后端盖与壳体同轴度，副箱两根副轴即支承在中间隔板与后端盖之间，副箱输出轴用两盘锥轴承悬臂支承在端盖上。
二、富勒变速箱动力传递
富勒RTll509C变速箱动力传递较为独特，且输入扭矩较大，动力从输入轴输入，分流于两根中间副轴，再汇聚于主轴输出，主箱的主轴就是副箱的输入轴，此时副箱在重复主箱的动力传递过程，最终将动力自副箱输出轴传出，此种传动方式由于每根中间轴只传递二分之一的扭矩，改善了齿轮的受力，使齿宽减薄了40%，缩短了变速箱的轴向长度，也给传动系统传递动力提供了方便。
三、富勒变速箱工作原理
为了使主轴齿轮能与两个中间轴齿轮正确啮合，均匀分配负荷、主轴齿轮在主轴上径向浮动，取消了齿轮内孔与主轴的滚针轴承，使结构大为简化，使用故障也可降低。主轴采用了铰接式浮动结构，主轴轴径插入输入轴孔内，轴径与输入齿轮内孔间1.12mm间隙，可使接合套与齿轮套合时产生平面相对运动，顺利套合。主轴后端通过渐开线花间键插入副变速箱的驱动齿轮孔内，副变速器的驱动齿轮支承在球轴承上。工作时，两根中间轴齿轮对主轴齿轮施加的径向力大小相等，方向相反，相互抵消，使主轴浮动后仅承担扭矩传递，不承受弯曲负荷，因而轴可以做得较细，轴承和壳体受力亦得到改善。由于双中间轴传动较为平衡，且所有齿轮受力较小，因此采用直齿传动，结构简单。主箱通常采用滑动接合套换档，主轴上的接合套通过渐开线花键套在主轴上，移动接合套使接合套的接合齿与主轴齿轮的内接合齿啮合传递动力，接合套齿和主轴齿轮内接合齿端处有大小锥角α=32°。由于主轴齿轮和主轴处于浮动状态换档过程中，两锥角之间的摩擦能起到一定的同步作用。副变速器采用惯性锁销式同步器，用气操纵换档，高档同步环和低档锥环上各铆有三根销止销，滑动齿套通过花键与副变速器输出轴结合。高档同步环和低档锥环基体为铁基粉末冶金锻造烧结而成，在高档同步环内锥面和低档锥环的外锥面上分别粘有高摩擦性能的非金属材料。在副变速器驱动齿轮和副变速器减速齿轮上分别有与之对应的外锥面和内锥面。
四、起步同步器
由于齿轮动转惯性大，而主箱没有同步器，必然会使车辆起步时，踏下离合器待挂档的时间较长，因而加装了中间轴制动装置，即起步同步器。当踏下离合器踏板并克服可感觉到明显阻力后踏板到底，踏板臂将离合器制动阀（按扭阀）打开，压缩空气进入离合器制动阀，将活塞推向副轴制动齿轮，活塞制动面即靠在了该齿轮牙齿的端上，二者发生摩擦，由于齿轮和轴是惯性运动，被制动后即很快静止，缩短了司机等待挂档时间，达到了起步挂档的目的。起步同步器只允许在起步时使用。
五、操纵装置
主箱采用“双H”换档操纵机构与副箱高、低档操纵换档机构相结合形成变速器操纵装置。
（一）双H换档
所谓“双H”换档机构就是在主箱的换档的操纵机构上1—2档（低速）和5-6档（高速）的换档拨块是一体的，3-4（低速）和7—8（高速）的换档拨块是一体的，只是l—2、3-4和5-6、7-8档交错安排。
在变速器盖上面安装有两位三通气阀（XXH换档阀），与换档轴上的拔杆处于l—2、3-4低档区时，双H换档阀向副箱换档气缸低速档上工作缸接头l供气，而高速档工作缸接头2排气，低速档工作缸的压缩空气阀推动活塞向后拉动换档轴5，控制同步器滑套向后移动挂合低速档。当变速器盖上的换档轴拨杆推向高速档位置时，拨杆上的凸台将双H换档阀阀芯顶进，使阀的气路换向，此时双H换档阀向高速档工作接头2提供压缩空气，而低速档工作缸接头l排气，此时活塞3连同换档杆5推向前，使滑套挂入高速档（直接档）。
（二）副箱操纵系统
副箱操纵系统主要由减压滤清阀、双H换档阀和换档气缸等机件组成。该系统的作用是根据换档拨块的横向位置，自动地将副箱換入所需要的档位段。
当换档拨头处在低档段时，由辅助气路来的压缩空气经减压阀降为4.1bar～4.4bar后，即进入双H换向阀的l口，此时l口与4口是相通和，压缩空气从4口输出，通过低档管路进入低速换档气缸，气体将活塞向后推动，活塞带动换档叉轴、换档叉、滑动齿轮向后移动，通过同步器同步后啮入低档齿轮，此时，副箱传动速比3.35，输出轴降速。当换档拨块横向右移在高档段时，换档轴带动换档拨块轴向移动，拨块将双H换向阀阀杆顶进，此时，压缩空气从2口输出，通过高档管路进入换档气缸，气体将活塞向前推，活塞带动换档叉轴、换档叉、滑动齿轮向前移动，通过同步器同步后啮入主箱输出轴（主轴）输出齿轮上，活塞前方的气体经双H换向阀的排气口5排出，此时副箱传动速比l。由于主箱机械操纵机构的拨块是一种特殊结构，变速杆在高档区挂入五、六、七、八档时，变速杆所拨动的还是一、二档和三、四档换档轴，所以，副箱的高档使变速器在原有的基础上有增加了四个档，即五、六、七、八档。
六、结论
以此论文的编写过程中，得到了专家和老师的大力支持与帮助，在此表示深深的感谢。由于本人水平有限，在技术和能力上的不足点还请专家及老师指点，使我能够在以后的工作中得到更好的进步。
（作者单位：南京中邦智慧教育有限责任公司）