机械式变速器的检修

2.1 实训

1.实训内容及目的

(1)熟练地进行三轴式变速器的拆检。

(2)掌握变速器的装配和调整。

2.实训技术标准及要求

(1)轮齿表面点蚀面积不大于齿面面积的1/4，常啮合齿厚磨损不大于0.25mm，接合齿轮齿厚磨损不大于0.40mm，轮齿无折断现象。

(2) 二档齿轮、齿轮和内座圈轴颈的最小外径分别为42.85 mm、37.80 mm和42.85mm。

(3)输出轴的最大弯曲度不能超过0.60mm，轴颈的圆度误差最大为0.05mm。

3.实训器材和用具

丰田皇冠轿车W55型变速器总成，压力机、探伤设备、手锤、钢丝钳、卡簧钳、钢冲头、轴承拉器各若干，V形块、平台、百分表、外径千分尺、测齿卡尺(或公法线卡尺)、塞尺各若干，开口扳手、梅花扳手、套筒扳手、一字旋具各若干，清洁剂、油盆、毛刷、棉纱等若干。

4.实训注意事项

(1)齿轮、同步器注意安装方向。

(2)齿轮必须成对更换。

5.实训操作步骤

1)齿轮的检修

变速器齿轮的主要损坏形式有齿轮面磨损、齿面疲劳剥落及斑点、齿牙断裂和内孔磨损等。W55型变速器齿轮的检修方法如下。

(1)W55型变速器的分解图如图2-1所示。装好第二轴一挡齿轮的滚针轴承，用百分表测量轮的径向间隙(图2-2)。标准间隙为0.00～0.06mm，最大间隙为0.15mm。超过最大限度值，则应更换齿轮，以保证齿轮的正常啮合。

(2)装好第二轴二挡齿轮和中间轴五挡齿轮的滚针，用百分表按上述方法测量齿轮的径向间隙。二挡、五挡齿轮的标准间隙均为0.009～0.060mm，最大间隙均为0.15mm。若超过最大限度值，则应更换齿轮。

(3)将第二轴三挡齿轮套入轴的相应位置，用百分表测量三挡齿轮的径向间隙。标准间隙为0.006～0.103mm，最大间隙为0.20mm。若超过最大限度值，则应更换齿轮。

2)轴的检修

Ⅰ.输入轴的检修

(1)检查输入轴的轴承是否有磨损或损坏，必要时更换轴承。更换步骤如下:

①如图2-3所示，用一环钳拆下卡环，用压力机压出轴承;

图2-1 W55型变速器分解图

1—离合器壳;2—前轴承固定盖;3—卡环;4—车速表接头;5—传动齿轮固定销;6—变速杆固定盖;7—限位销;8—延伸壳;9—中间板;10—倒车灯开关;11—变速器壳;12—第一轴;13—一、二挡拨叉;14—一、二挡拨叉轴;15—中间轴;16—第二轴;17—自锁钢球、弹簧及螺栓;18—倒挡轴及齿轮;19—倒挡轴制动块;20—1号互锁销;21—锁紧垫圈和螺栓;22—三、四挡拨叉;23—三、四挡拨叉轴;24—3号互锁销;25—2号互锁销;26—五挡拨叉轴;27—倒挡变速臂;28—槽形弹簧销;29—五挡拨叉;30—倒挡变速臂导向轴

图2-2 测量齿轮的径向间隙

图2-3 拆卸第一轴的轴承

②用压力机和专用工具(SST:09506～35010)压入新轴承;

③选择具有最小轴向间隙的卡环装到轴上。

(2)用千分表检查输入轴前、后颈与轴中心线的偏摆情况，检查时以轴的中心线为基准，后轴颈的最大偏摆量为0.03～0.05 mm。输入轴后端滚针轴承孔直径磨损不得超过0.05mm。

Ⅱ.输出轴的检修

(1)用游标卡尺测量第二轴凸缘和内座圈凸缘的厚度。最小厚度分别为5.60 mm和4.70mm。

(2)用千分尺测量第二轴轴颈的外径和内座圈外径。二挡齿轮、三挡齿轮和内座圈轴颈的最小外径分别为42.85mm、37.80mm和42.85mm。

(3)用千分表检查输出轴的弯曲程度和轴颈的失圆度，检查方法如图2-4所示。检查时把输出轴水平放在V形铁上，由于输出轴前后轴颈直径是不相同的，为保证输出轴水平，在前支撑V形铁下面垫一适当厚度的垫片。输出轴的最大弯曲度不能超过0.60mm，否则应进行校正。轴颈的圆度误差最大为0.05mm。

Ⅲ.中间轴的检修

检查中间轴上的齿轮和轴承是否有磨损或损坏，若有磨损或损坏应更换。如果需要更换中间轴前轴承和座圈，按以下步骤进行。

(1)用卡环钳拆下卡环。

(2)用压力机和专用工具(SST:09950～00020)把轴承压出。

(3)检查座圈是否有磨损或损坏，如需要更换，用专用工具(SST:09950～20014)和活扳手拆下座圈，如图2-5所示;如果座圈不能用专用工具拉动，就要锉掉或切去一部分。

图2-4 变速器输出轴的检查

图2-5 拆卸中间轴前轴承和座圈

(4)将轴承和座圈一起压入轴上。

(5)选择具有最小轴向间隙的卡环装到轴上，如果需要更换中间轴中央轴承，可按以下步骤进行:

①从中间轴上拆下轴承;

②用专用工具(SST:09608～35013)从中间板上敲下轴承外圈;

③在中间轴上装入新轴承，装配变速器时，轴承外圈应后装。

Ⅳ.倒挡轴的检修

(1)倒挡轴的损坏主要是轴颈磨损。检查时用卡尺测量倒挡惰齿轮的内孔与倒挡轴的直径。超过极限值，可更换倒挡齿轮的衬套。换新衬套时，应用专用工具压出(或压入)，使衬套与齿轮的油孔对正。

(2)倒挡限位销的检修。检查延伸壳上的倒挡限位销是否磨损或损坏，若损坏严重时，便需更换限位块，其步骤如下:

①用专用工具(SST:09313～30021)拧下螺塞，如图2-7所示;

②用冲子和锤子将槽形弹簧销敲出来;

③用冲子和锤子装上新的弹簧销;

③以19～30N·m的力矩拧紧螺塞。

3)同步器的检修

同步器的损伤主要是销环的损坏和个别环齿的断裂。当销环或环齿磨损严重时，会引起同步器失效，造成换挡困难。

(1)销环内锥面螺旋槽磨损。如图2-8所示，首先将同步销环套在相应齿轮的锥面上，用力压紧同步销环并转动它，会有明显的摩擦阻力。如果销环很轻松地被转动，就表明内螺旋槽磨损严重。用塞尺测量同步销环与齿轮之间的间隙，标准间隙为0.7～1.7mm，最小间隙为0.5mm。若齿环背隙小于0.5mm，应予以更换。

图2-7 倒挡限位销的检修

图2-8 检查同步器

(2)销环牙齿的磨损。一是沿轴向方向牙齿磨薄;二是牙齿尖端角发生改变，从而使同步器作用大为降低。对此，一般情况应予更换。

(3)锁环上三个缺口的磨损。缺口磨损是由于长期使用及滑块摩擦所致。检验时，可将销环、齿毂、啮合套(接合套)等均装在轴上，并将啮合套放入空挡位置，使轴固定，让滑块处于缺口的位置。此时轻轻地拨动同步器销环，当滑块的一侧与销环缺口侧壁接触时，销环上的牙齿顶端与齿毂上牙齿的一侧平齐。若拨动啮合套，则啮合套的齿端倒角与销环相应的齿端倒角正好相抵而不能进入啮合。这就说明销环上的缺口是符合要求的，滑块与销环缺口另一侧壁的间隙正常，如图2-9所示。若缺口因磨损变大，则销环与缺口的间隙过大。此时销环齿顶端与啮合套内齿顶端位置发生了变化，这样会给换挡带来困难。如遇操作不当、换挡过猛或用力扳动变速杆时，就有可能将牙齿打坏。因此，若检验发现销环上的缺口磨损过大，则应更换。

4)操纵机构的检修

(1)将W55型操纵机构放在地板上，检查变速杆的球头、球头座、衬套、定位块的磨损情况。当磨损或损坏严重时，会造成乱挡故障。检查变速杆摆臂衬套的磨损和轴的转动移动。如磨损严重，应更换支撑座;如果连接销不牢固，就应换上新销。

(2)检查变速杆及轴的滑动功能。如需更换变速杆及轴，可按以下步骤进行:

①如图2-10所示，撬开锁紧垫片，并拧松螺栓;

图2-9 锁环缺口的磨损检验

1—轴;2—换挡齿;3—齿环;4—啮合套;5—啮合套内齿;6—滑块

图2-10 撬开锁紧垫片

②将轴滑出;

③装上新的变速杆及轴;

④用鲤鱼钳拧紧螺栓，拧紧力矩为31～48N·m，装好锁紧垫片。

(3)用百分表或平板检查，变速杆有无弯曲变形。若发现弯曲变形，则应进行校正，恢复或更换变速杆，否则会导致换挡困难、换挡不到位、变速器自动脱挡等故障。

(4)变速叉轴磨损过大时，其轴滑动松旷，应将变速叉轴修复或更换。

(5)检查变速杆下端端面之间的间隙，若此间隙超过1mm，则应更换。

(6)参照图2-11所示的方法检查变速杆弯曲、扭曲状况。变速杆若有弯曲、扭曲变形，可用敲击法或冷压法进行修复校正。

5)变速器壳体的检修

(1)变速器壳体的检查。变速器壳体的主要损伤表现为壳体变形、裂纹、轴承座孔磨损、螺纹孔损坏等。变速器壳体的裂纹可用检视法和敲击法检查。对于裂纹较小且在非重要工作面上的，可用环氧树脂胶黏结，也可用焊接法修复。当轴承座孔等重要处出现裂纹时，必须更换壳体。变速壳体上的轴承座孔磨损，将破坏轴承的正确配合，从而影响轴和齿轮的正确工作位置。当座孔径向磨损量达0.05mm时，应更换壳体。

(2)变速器延伸壳体的检查。检查延伸壳体有无损坏，油封和衬套有无磨损或损坏。如必要，更换油封和衬套。其步骤如下:

①如图2-12所示，用专用工具(SST:09308～00010或09308～10010)装好第二轴，然后拆下油封;

图2-11 变速杆弯曲、扭曲检验方法示意图

图2-12 拆卸延伸壳体油封

②将延伸壳体端部在油浴中加热到80～100℃;

③用专用工具(SST:09307～30010)拆下衬套，并迅速装上新的衬套;

④用专用工具(SST:09325～20010)装上新的油封。

2.2 考核点

1.考核要求

(1)拆检、装配三轴式手动变速器第一、第二轴组件。

(2)装配后符合技术标准。

2.考核时间

40min。

3.考核评分

考核内容和评分标准见表2-1。

表2-1 机械式变速器检修的考核内容和评分标准

2.3 变速器常见故障

1.变速器齿轮啮合不均匀的异响

1)现象

当发动机怠速运转时，发出“嘎啦、嘎啦”有节奏的异响，若加大油门，即变为“嘎嘎”的响声，严重时感到变速器有震动感。

2)原因及分析

齿轮牙齿有碰伤，碰伤部位周围突起，或齿轮牙齿脱落，变速器第二轴、中间轴弯曲变形或齿轮中心偏移。当有以上现象时，齿轮每转动一周即产生一次冲击声。

3)诊断

将汽车驱动桥顶起，挂入挡位，反复变更发动机转速，听变速器声音变化情况，如响声较为清脆，可能是齿轮牙齿碰伤或脱落;若响声较沉重并稍杂乱，可能是中心偏移或第二轴、中间轴弯曲变形;若挂入挡位不发生异响，逐一将所有挡位试验，即可判断出发响部位;若每个挡位都发响，一般为常啮合齿轮损坏，或中间及第二轴弯曲变形。

4)处理

修磨碰伤齿轮，更换掉齿轮，或校直中间轴或第二轴的变形。若为齿轮中心偏移，则应更换齿轮。

2.变速器跳挡

1)现象

一辆EQ1090F1型汽车，在行驶中挂入五挡后，放松加速踏板时，变速杆易跳入空挡。

2)原因及分析

四、五挡变速叉环槽间隙过大。当间隙大于0.20mm时，虽然挂挡可到位，由于间隙过大，滑动齿套不能与啮合的齿轮全部啮合，故易形成跳挡现象。

3)诊断

将变速器挂入易跳挡的挡位，拆卸变速器盖检测，若啮合齿轮不能全部啮合，且变速叉端面与接合齿套环槽有明显磨损痕迹即为此种故障。

4)处理

更换磨损件，使间隙恢复正常。

5)影响变速器跳挡的其他原因

(1)齿轮、齿套的牙齿磨损成锥形，产生轴向推力。

(2)变速器轴的花键齿和滑动齿轮花键槽磨损过度而松旷。

(3)变速器内轴承止动卡环或轴端锁紧螺母松动或脱落，齿轮背面的止推垫圈磨损，使轴和齿轮产生轴向窜动过大。

(4)变速叉弯曲或磨损过度，即变速叉固定螺栓松动，变速杆工作磨损过度，使齿轮啮合不到位。

(5)变速叉轴的定位凹槽及定位球磨损，定位弹簧失效、折断。

(6)变速器轴承磨损过度，轴承散架或变形。

(7)同步器锁销松动或同步器损坏。

(8)变速器第一轴轴线因离合器壳位置变化与曲轴轴线同轴度误差过大。

(9)变速器固定螺栓松动或传动轴弯曲变形过大。

(10)变速器直接挡跳挡时，若变速器本身无问题，则一般为第一轴与曲轴同轴度超差，此时可拧松变速器固定螺栓，挂入直接挡，松开驻车制动器，摇动发动机曲轴;若变速器离合器壳接触面之间间隙不一，可用垫片将间隙塞住，紧固后再试车;若故障消失或好转，则说明第一轴与曲轴同轴度超差。

变速器跳挡的原因很多，一般应先检查跳挡挡位齿轮啮合情况，再检查换挡操纵机构、锁定定位装置、轴承磨损情况及变速器轴花键、齿轮磨损情况。

3.变速器乱挡

变速器在汽车起步挂挡或行驶中换挡时，所挂挡位与需要挡位不符，或虽能挂入所需挡位，但不能退回空挡或一次挂入两个挡位，汽车不能行走。

1)现象

一辆EQ1090E型车，一挡、倒挡不能挂入，拆检时，变速叉断裂，取出断裂变速叉后装复变速器时，挂二挡起步，均正常，但行驶一段时间后，停车再用二挡起步，汽车不能行走。

2)原因及分析

挂上两个挡位。在取出一挡和倒挡断裂叉后，其滑动齿轮不受互锁机构控制，可在第二轴前后自由滑动。汽车在停驶或加速及减速过程中，由于惯性力的作用，一挡和倒挡滑动齿轮自动挂进一挡或倒挡。驾驶员起步时再挂二挡，故不能起步行走。

3)诊断

挂上空挡，踏离合器踏板，启动振抖发动机，缓抬离合器，若汽车行走，即表示已乱挡。

4)处理

将变速器从车上拆下来，对变速器解体，重新装配一次，再装车试车。

5)乱挡的其他原因

(1)变速杆球形支撑座定位销松动、损坏、折断或脱落，变速杆球头弹簧折断或失去控制作用，使变速杆能任意摆动，并且能旋转，使变速杆不能正确拨动变速叉而产生乱挡。

(2)变速杆球头、变速叉导动块凹槽或变速杆下端工作面磨损过度，不能起定位作用，使变速杆下端工作面从导动块之间的间隙中脱出，而引起乱挡。

(3)变速叉轴互锁销钉(或钢球)磨损过度，变速叉轴不能锁止，可同时挂入两个挡位。

(4)变速叉轴折断，变速杆虽然回到空挡位置，但变速器仍挂上挡，操作失误时再挂上挡，造成挂两个挡位的现象。

(5)维修中，装配变速器时，装配失误或因齿轮、衬套位置失常，也会产生乱挡。

(6)第二轴前端滚针轴承烧结，使第一轴和第二轴联成一体(实际上也挂上直接挡)，若再挂挡，即挂上两个挡。

4.变速杆发抖

1)现象

变速杆挂进某挡位后，汽车行驶时，变速杆不停地跳动，因而，变速器随时有跳挡的可能。

2)原因及分析

(1)变速叉工作面变形后，与滑动齿轮或齿套环形槽不垂直，使两者配合失调，或两者无间隙，当齿轮旋转时，变速叉擦碰环形槽端面，因而使变速杆抖动。

(2)滑动齿轮内花键与第二轴花键轴配合间隙过大，在工作时产生摆动现象。

(3)变速叉轴锁止定位球销与变速器盖孔间隙过大，或锁止弹簧过软，变速叉轴带动变速叉窜动，使变速杆发抖。

3)诊断

当发现挂入挡位行驶时，变速杆抖动厉害，可将发动机熄火，挂入某挡位，拆卸变速器盖进行检查，观察变速叉工作面有无弯扭变形，叉轴上导动块凹槽及变速杆下端有无磨损过度及定位锁止装置是否正常。

4)处理

修理或更换磨损件。

5.变速器挂挡困难

1)现象

在踏下离合器踏板时，变速杆难以挂入所需挡位，或产生打齿声，或挂入时阻力很大，退挡也困难，即过紧现象。

2)原因及分析

(1)离合器分离不彻底，使变速器齿轮产生打齿现象，不能挂入任何挡位。

(2)变速叉轴与轴孔磨损、松旷、变形及操纵机构各机件的磨损和变形，使相互位置发生变化，滑动齿轮及接合齿套运动阻力过大。

(3)同步器或齿轮在装配时，位置装错，挂不上挡。

(4)自锁及互锁机构因弹簧过硬或装配尺寸过紧，使变速叉移动困难。

(5)车辆停驶时间过长，变速叉轴严重锈蚀、咬住，使挂挡及退挡困难。

(6)冬天加入齿轮油过多过稠，使齿轮移动阻力增大。

3)诊断

挂挡时打齿声响为离合器分离不彻底所引起，其他故障一般为变速器操纵机构磨损、变形或相互位置失常引起的。

4)处理

拆下变速器，将其解体，检查换挡机构上的自锁装置和互锁装置是否出现问题，如果出现问题，就需要更换变速器内的换挡拨叉总成。