变速器常见故障与诊断

变速器故障诊断一、变速器常见故障与诊断汽车变速器随着行驶里程的增加，以及不正常的操作，使其零件的磨损、变形随之增加，这样会出现异常响声、挂档困难、跳档、乱档、发热、漏油等变速器常见故障。1变速器的异常声响变速器的异常声响主要是由于轴承磨损松旷和齿轮间不正常的啮合而引起的噪声。大致表现在空档发响和挂档后发响。1)空档发响(1)现象：发动机怠速运转，变速器处于空档位置有异响，踏下离合器踏板时响声消失。(2)原因：变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴中心线不同心，或变速器壳变形。第二轴前轴承磨损、污垢、起毛。变速器常啮齿轮磨损，齿侧间隙过大，或个别齿轮牙齿破裂。常啮齿轮未成对更换，啮合不良。轴承松旷、损坏、齿轮轴向间隙大。拨叉与接合套间隙过大。2)挂档后发响(1)现象：变速器挂人档位后发响。当汽车以40k山h以上车速行驶时，发出一种不正常声响，且车速愈高，声响越大，而当滑行或低速时响声减小或消失。文字(2)原因：轴的弯曲变形，轴的花键与滑动齿轮毂配合松旷。齿轮啮合不当，或轴承松旷。操纵机构各联接处松动，变速叉变形。主从动锥齿轮配合间隙过大。(3)诊断：变速器产生响声，是由齿轮或轴的振动及其它声源开始，然后扩散到变速器壳壁产生共振而形成的，诊断步骤为：发动机怠速运转，变速器空档有异响，踩下离合器踏板后声响消失，多为常啮齿轮啮合不良。变速器各档均有声响，多为基础件、轴、齿轮、花键磨损使形位误差超限。挂人某档、声响严重，则说明该档齿轮磨损严重。起动后尚未挂档就发响，且在汽车运行中车速变化时声响严重，说明输出轴前后轴承响。2变速器跳档1)现象汽车行驶中，变速杆自动跳回空档位置(一般多在中、高速负荷时突然变化或汽车剧烈动时发生)。跳档的实质：轴向推力自锁力+摩擦力跳档的时机：直接档最常见，在加油时，在振动时。2)原因由于齿轮磨损形成锥形，啮合时产生轴向力，加之工作过程振抖、转速变化，迫使啮合齿沿变速器轴向脱开。具体表现为：(1)变速器齿轮或齿套磨损过量，沿齿长方向磨成锥形。(2)变速叉轴凹槽及定位球磨损，以及定位弹簧过软或折断，使自锁装置失效。(3)变速器轴、轴承磨损松旷或轴向间隙过大，使轴转动时齿轮啮合不好发生跳动和轴向窜动。(4)操纵机构变形松旷，使齿轮在齿长位置啮合不足。3)诊断(1)发现某档跳档时，仍将变速杆挂人该档，然后拆下变速器盖察看齿轮啮合情况，如啮合良好，应检查换档机构；(2)用手推动变速杆，如无阻力或阻力甚小，说明白锁装置失效，应检查自锁钢球和变速轴上的凹槽是否磨损过甚，自锁钢球弹簧是否过软、折断。如是应更换；(3)如齿轮未完全啮合，应检查拨叉是否磨损或变形，如是弯曲应校正；(4)如换档机构良好，应检查齿轮是否磨成锥形，轴承是否松旷，必要时应拆下修理或换。3挂档困难1)现象挂档时，不能顺利挂人档位，常发生齿轮撞击声。2)原因(1)变速叉轴弯曲变形；(2)自锁或互锁钢环破裂、毛糙卡滞；(3)变速联接杆调整不当或损坏；(4)同步器耗损或有缺陷；(5)变速器轴弯曲变形或花键损坏。除了变速器故障外，离合器分离不彻底，齿轮油规格不符，也会造成挂档困难。3)诊断(1)检查变速叉是否弯曲变形，自锁和互锁钢球是否损坏，弹簧是否过硬。(2)检查操纵机构是否合适变形或卡滞。(3)如上述检查正常，应检查同步器是否损坏，主要检视：同步器是否散架，同步器锥环锥面螺纹是否磨损，滑块是否磨损，弹簧弹力是否过软。(4)如同步器正常，应进而检查变速器第一轴是否弯曲，其花键是否耗损。4变速器乱档1)现象汽车起步挂档或行驶中换档，所挂档与需要档位不符，或虽然挂人所需档位但不能退回档，或一次挂人两个档位。2)原因(1)换档杆与换档杆拨动端松旷、损坏或换档拨动端内孔磨损过大。(2)变速控制器弹簧压缩量达不到规定的要求。(3)换档滑杆互锁销与小互锁销磨损过大，失去互锁作用。3)诊断(1)变速换档杆如能任意摆动，且能打圈，则为夹箍销钉折断或失落所致。(2)挂档时，变速换档杆稍偏离一点位置，就会挂上不需要的档位，这是换档杆拨动端工作面磨损过大导致。(3)如同时能挂上两个档位，这是互锁机构失效所致。5变速器发热1)现象汽车行驶一段路程后，用手触摸变速器时，有烫手的感觉。2)原因(1)轴承装配过紧。(2)齿轮啮合间隙过小。(3)缺少齿轮油或齿轮油粘度太小。3)诊断应结合发热部位，逐项检查予以排除。6变速器漏油1)现象变速器内的齿轮油从轴承盖或接合部位渗漏出来。2)原因(1)变速器各部密封衬垫密封不良、油封损坏，或紧固螺栓松动。(2)变速器壳破裂。(3)齿轮油过多。(4)变速器放油螺栓或通气孔堵塞。3)诊断可根据油迹部位来诊断漏油原因。二、变速器零件的检修1齿轮与花键的检修齿轮损伤表现为：齿面、齿顶、齿轮中心孔、花键齿磨损，齿面疲劳脱落、斑点，严重时会出现轮齿断裂、破碎等现象。(1)齿轮的齿面上出现明显的疲劳斑点、划痕或阶梯形磨损时，应更换；斑点小时可用油石修磨后继续使用。(2)齿轮端面的磨损长度不允许超过齿长的15，否则更换。(3)齿轮的啮合面应在齿高的中部，接触面积不得小于齿轮工作面的60。(4)齿轮与齿轮、齿轮与轴及花键的啮合间隙要符合原厂的规定。2轴的检修轴的损伤通常表现为：轴颈、花键齿的磨损，轴的变形，轴的破裂。(1)轴的弯曲变形用百分表来测量，如图4-27所示，超过标准时应校正或更换。(2)轴齿、花键齿损伤达到前述损伤的程度时应更换。(3)用千分尺检查轴颈的磨损程度，其磨损达到规定值时，可堆焊后修磨、镀铬修复或更换，(4)检查轴上定位凹槽的磨损，CAl091、EQl090最大磨损量为0.5mm，超过应更换。(5)轴出现任何形式的裂纹和破碎时，应更换。3同步器的检修1)锁环式同步器的检修锁环式同步器的损伤表现在锁环、滑块、接合套、花键毂和花键齿的损伤。锁环内锥面和滑块凸台的磨损都会破坏换档过程的同步作用；锁环、接合套锁止角的磨损，会使同步器失去锁止作用，这都会出现换档困难，发出机械撞击噪声。锁环的检验方法是将同步器锁环压在换档齿轮的端面上，检查摩擦效能，并用厚薄规测量锁环和换档齿轮端面之间的间隙e，如图4-28所示。解放CAl091变速器的标准间隙是12 1.8mm，磨损极限是0.30mm；奥迪、桑塔纳的标准间隙是1.1-1.9mm，磨损极限是0.5mm。超过此极限值时，应更换。同步器滑块顶部凸台磨损出现沟槽，必须更换。否则，也会使同步作用减弱。 锁环上滑块槽的磨损、滑块支承弹簧断裂；弹力不足以及接合套和花键毂的磨损都会使换档困难。2)锁销式同步器锁销式同步器零件的主要损伤有锥盘的的变形、锥环锥面、锁销、传动销磨损等。 锥盘的的变形是由于换档操作不当、冲击过猛，使锥盘外张，摩擦角变大造成同步效能降低。 锥环锥面上的螺纹槽的磨损严重，使摩擦系数过低，甚至两者端面接触，使同步作用失效。 EQl090型汽车变速器同步器锥环锥面上的螺纹槽的深度是0.4mm。如锥环因磨损使锥环锥盘的端面接触时，可用车削锥环端面修复，但车削总量不能大于1mm；如有锥环锥面上的纹槽的深度小于0.1mm，应更换同步器总成。换用新总成时，可保留原来的锥盘，但两者的端面间隙不得小于3mm。同步器的锁销、传动销松动或有散架，锁止角异常磨损，都会使同步器失效，应换用新同步器。4变速器壳体的检修变速器壳体的的主要损伤表现为：壳体的变形、裂纹，定位销孔、轴承孔、螺纹磨损等。(1)变速器壳体不得有裂纹。对受力不大的裂纹，可用环氧树脂粘接或焊接修复。如轴承座孔、定位销孔、螺纹孔等重要部位出现裂纹时必须更换壳体。(2)变速器壳体的变形将破坏齿轮的正常啮合，引起变速器的故障。检查时，对于三轴式变速器要用专用量具检查上下两孔轴线间的距离；上下两孔轴线的平行度；上孔轴线上平面间的距离；前后两端面的平面度。两轴式变速器壳体由前、后两部分组成，其变形要是检查输入轴与输出轴的平行度、及前后壳体接合面的平面度。超过规定时要进行修复。当变速器轴承孔磨损超限、变形时，可采用镶套、刷镀的方法修复或更换；当壳体平面度误差超限时，可采用铲、刨、锉、铣等方法修复或更换。(3)壳体上所有连接螺孔的螺纹损伤不得多于2牙。螺纹孔的损伤可用换加粗螺栓或焊补后重新钻孔的方法修复。5变速器盖的检修变速器盖应无裂纹，其与变速器壳体结合面的平面度公差超限时，可采用铲、刨、锉、铣等方法修复；拨叉轴与承孔的间隙超限时，应更换。6轴承的检修轴承应转动灵活，滚动体与内外圈不得有麻点、麻面、斑疤和烧灼等，保持架完好，否则，更换。7操纵机构的检修变速器操纵机构工作频繁，其损伤常表现为：磨损、变形、连接松动、弹簧失效等。(1)检查变速器操纵机构各零件的连接情况，如有松动应及时紧固。(2)检查变速杆、拨叉轴、拨叉等变形情况，如有变形应校正。(3)检查拨叉与接合套、拨叉与拨叉轴、选档轴等处的磨损，如磨损，应更换。(4)检查复位弹簧、锁止弹簧的弹性，如失效应更换。三、变速器的装配与调整变速器装配质量的好坏，对变速器的工作影响很大，在变速器装配时应注意以下几个方面：(1)清洁 装配前必须对零件进行认真的清洗，除去污物、毛刺、铁屑等。尤其要注意齿轮润滑油孔的畅通。 (2)预润滑 装配轴承时，应涂质量优良的润滑油进行预润滑。总成修理时，应更换所有的滚针轴承。(3)文明操作 对零件的工作表面不能用硬金属直接锤击，避免齿轮轮齿出现运转噪声。(4)记号 注意同步器锁环或锥环的装配位置。装配过程中，如有旧件时应原位装复，以保证两元件的接触面积。因此，在变速器解体时，应对同步器各元件做好装配记号，以免装错。(5)组装中间轴和第二轴时，应注意各档齿轮、同步器花键毂、止推垫圈的方向及位置，以保证齿轮的正确啮合。(6)安装轴承时，只允许用压套垂直压在轴承的内圈，禁止施加冲击载荷，轴承内圈圆角最大的一侧必须朝向齿轮。(7)油封 装入油封前，需在油封的刃口涂少量的润滑脂，要垂直压人，并注意安装方向。(8)间隙 变速器装配后，要检查各齿轮的轴向间隙和各齿轮副的啮合间隙及啮合印痕。常啮合齿轮的啮合间隙为0.15-0.40mm；滑动齿轮的啮合间隙为0.15-0.50mm。第一轴的轴向间隙0.15mm，其余各轴的轴向间隙0.30mm，各齿轮的轴向间隙0.40mm。(9)密封 装配密封衬垫时，应在密封衬垫的两侧涂以密封胶，确保密封效果。(10)安装变速器盖时，各齿轮和拨叉均应处于空档位置。必要时，可分别检查各个常用档的齿轮副是否处于全长啮合。(11)拧紧 按规定的力矩拧紧各部位的螺栓。四、变速器的磨合与试验变速器装配后，应按规定进行变速器的磨合与试验，以改善零件摩擦表面啮合副工作表面状况，检查变速器的修理和装配质量。变速器新装配的啮合副的工作表面不可避免的要存在一些微观和宏观的几何偏差。因此，啮合副的实际接触面积要比理论面积小得多。如果直接投入使用，就会在实际接触面积上形成极大的单位面积载荷，引起剧烈的磨损。磨合与试验就是在装配以后，使变速器在适当的负荷下运转段时间，将工作表面上的凸起磨掉一些，形成能够承受和传递正常使用时的额定负荷的工作表面。同时，可发现各档齿轮的工作情况，换档的轻便性、有无跳档、漏油、轴承发热等修理和装配质量问题。变速器的磨合应在试验台上进行，按规定进行无负荷和有负荷条件下各种转速的运转磨合前，应向变速器加注清洁的润滑油。磨合时，第一轴转速为l 000-2 000rmin，各档磨时间的总和不得小于1h。变速器进行有负荷试验时，其负荷为最大传递转矩的30，严禁加入研磨用的磨料进行磨合。在变速器磨合过程中，油温在15-65。变速器经磨合和试验后，应认真进行清洗，按原厂规定加注润滑油。五、齿轮油的选用齿轮油是指用于汽车机械变速器、驱动桥齿轮和传动机构的润滑油。它是以精制润滑油为基础油，加入抗氧化、防腐蚀、防锈、消泡、耐压抗磨等多种添加剂调合而成，因此，具有良好的润滑性能。它与其它的润滑油一样，具有减磨、冷却、清洗、密封、防锈和降低噪声等作用，但其工作条件与发动机油不一样。因此对性能的要求也不一样。1齿轮油的基本性能1)对齿轮油的使用要求齿轮油具有良好的润滑性能、较高的挤压性；具有适当的粘度(比发动机机油高)和较好的粘温特性；较好的低温流动性；较好的防腐性和抗氧化安定性；良好的抗泡性。2)对齿轮油的性能要求对齿轮油的性能要求主要有粘度、粘温性和抗磨性等几项指标。齿轮的粘度应使得传却机构工作时消耗于油内摩擦的能量很少，同时又能保证齿轮及轴承摩擦面不发生擦伤及噪声，油封及接合面不漏油。抗磨性是指油品能在运动部件间保持油膜，防止金属与金属直接接触的能力。齿轮油极压抗磨性可用油的负荷承载能力来评定。车辆齿轮油其它性能指标的意义与发动机油相同或类似。这里不再叙述。2齿轮油的分类目前，国际上采用美国汽车工程师协会(SAE)与美国石油学会(APl)的分类标准，来标定齿轮油。例如：API GL-4SAE 80WAPI国际美国石油学会简称GL-4齿轮油质量标号，适用于双曲线齿轮传动之润滑SAE -美国汽车工程师协会简称80W齿轮油粘度，适用于最低26的温度1)SAE粘度标号齿轮油按100时的动力粘度和低温动力粘度达mPaS时的最高温度，分为70W、 75W、80W、85W、90、140、250等到七个指标。带W字母的为冬季用油，详见表4-1。同时符合两个粘度级的齿轮油称为多级齿轮油。如SAE 80W90，即表示其低温粘度符合SAE 80的标准，而高温粘度又符合SAE 90的要求，可以在某一地区全年通用，也可以根据当地温度选用。2)APl质量标号按齿轮负荷承载能力和使用场合不同，API将齿轮油分为GL-1、GL-2、GL-3、GL-4、GL-5、 GL-6等六个等级，详见表4-2。国产齿轮油的分类标准我国参照API使用分类规定的车辆齿轮油的分类标准，详见表4-3。参照SAE粘度分类，我国车辆齿轮油按粘度为150 000mPas时的最高温度和100C运动粘度分为70W、75W、80W、85W、90、140、250七个粘度标号。CLC级车辆齿轮油是一种普通车辆齿轮油，它以石油润滑油、合成润滑油及石油润滑油和合成润滑油混合组分为原料，并加入抗氧剂、防锈剂、抗泡剂和少量极压剂等制成，适用于中等速度和负荷比较苛刻的手动变速器和螺旋齿轮驱动桥。按粘度分为80W90、85W90和90三个标号。CID(GL-4)级车辆齿轮油，许多按企业标准生产的双曲线齿轮油或中负荷齿轮油，在经汽车制造厂试验认定后，可以加在该厂生产的要求使用GL-4级油的驱动桥里使用。双曲线齿轮油的旧粘度标号有15号和18号(相当于新90号)、22号和26号(相当于新140号)、7号(相当于新75W)。L-CLE(GL-5)车辆齿轮油，按粘度分为75W、80W90、90、85W140、85W90等标号。该级别齿轮油经过严格的试验，适用于高速冲击负荷，高速低转矩和低速高转矩下工件的各种齿轮，特别是轿车和其它各种车辆的双曲线齿轮油。3齿轮油的选用原则通常按说明书的要求，选择相应标号的齿轮油。还可以参照下列原则选油。1)根据季节选择齿轮油的标号(粘度级)齿轮油的标号75W、80W、85W、90和140号分别适用于最低气温为40、26、 12、10、10的地区，应对照当地最低气温适当选择。由于进口品牌的齿轮油在国内的大量生产和销售，现在市场上出售的齿轮基本上都使用国际标号，即ASE粘度分级标号和 APl质量分级标号。旧牌号国产齿轮油与SAE规格、API规格对应关系及使用范围，详见表44。2)根据齿轮类型和工况选择齿轮油(使用级)对于一般工作条件下的螺旋锥齿轮减速器(驱动桥)、变速器和转向器可选用普通车辆齿轮油；主减速器是准双曲线齿轮的，必须根据工作条件选用中负荷车辆齿轮油或重负荷车辆齿轮油。具体选择方法，可参考表4-5。4选择齿轮油的注意事项1)不要混淆发动机机油和齿轮油的SAE粘度分类标号在标准中为避免混淆，规定为高的粘度标号用在齿轮油上，低的粘度标号用于发动机润滑油。但对于旧牌号齿轮油的分级号较低。应注意齿轮油和发动机粘度级别并无联系，同型号不能互用。切不可将齿轮油当发动机油使用，否则，发动机将会烧瓦、拉缸和烧结活塞顶等严重事故。2)不能降级使用或升级使用齿轮油如使用CL4级别的准双曲线齿轮，由于轴间滑动非常大、承受的负荷也非常大，普通齿轮油无法保持正常的油膜，如果在其间使用了普通的齿轮油(CL3)，准双曲线齿轮将会很快损坏。馏分型准双曲线齿轮油的颜色一般为黄绿色到深绿色及深棕红色等，其它齿轮油靛色一般为深黑色，使用时注意区别。也不宜滥用准双曲线齿轮油来代替普通齿轮油，否则会成变速器齿轮的腐蚀性磨损和不必要的经济损失。必须根据齿轮传动的特点，选用性能与用级别合适的齿轮油。3)不要误认高粘度齿轮油的润滑性好使用粘度标号太高的齿轮油，将会使燃油消耗显著增加，特别是对高级轿车影响更大，尽量使用合适的多级齿轮油。4)加油量应适当油量应适当，不能过多也不能过少。过多不仅会增加搅油阻力和燃油消耗，而且有可毹轮油经后桥壳混入制动鼓造成制动失灵；过少会使润滑不良，温度过高，加速齿轮磨损。齿油面一般应加到与齿轮箱加油口下缘平齐，且应经常检查各齿轮油箱是否渗漏，并保持名封、垫片的完好。5)合理使用齿轮油齿轮油的使用寿命较长，如使用单级油，在换季维护时换用不同的粘度标号。放出的任如不到换油期限，可在再次换油时加车使用。旧油应妥善保管，严防水分、机械杂质和废桩染。6)适时换油应按规定换油指标换用新油，无油质分析手段时，可按规定期限换油。汽车制造厂推者期限为300叩-480印km。换油时，应趁热放出旧油，并将齿轮和齿轮箱清洗干净后方可加新油，加油应防止水分和杂质混入。7)齿轮油使用禁忌 在使用中，严禁向齿轮油中加入柴油等进行稀释，也不要冬季起步困难而烘烤驱动桥，变速器，以免齿轮油严重变质。如果出现这种情况，应用低粘度的多级齿轮油。小 结1.变速器的功用是变速、变矩、中断动力传递、对外输出功率。2.变速器的类型：按传动比级数不同分为有级式、无级式和综合式三种；按变速器操纵方式不同分为强制操纵式、半自动操纵式和自动操纵式变速器三种；按传动方式不同分为普通齿轮式和液力机械式；按工作轴的数量（不包括倒挡轴）可分为三轴式变速器和二轴式变速器。3.齿轮变速原理是：一对齿数不同的齿轮啮合传动，若小齿轮为主动齿轮，带动大齿轮传动，输出转速降低；若大齿轮带动小齿轮时，输出转速升高。其传动比1、2=n1/n2=Z2/Z1 ,即：输入轴转速与输出轴转速或者从动齿轮齿数与主动齿轮齿数的比值。传动比大于1，表示减速；传动比小于1，表示超速；传动比等于1，表示直接档。4.多级齿轮传动的传动比为：=所有从动齿轮齿数的连乘积/所有主动齿轮齿数的连乘积=各级齿轮传动比的乘积。汽车变速器某一档位的传动比就是这一档位各级齿轮传动比的乘积。5.由于= n入 /n出=M出/M入（M表示转矩），可见传动比既是变速比又是变矩比。降速则增扭，增速则降扭。汽车变速器就是利用这一关系通过改变速比来适应汽车行驶阻力变化的需要。6.换档即改变传动比，通过不同的齿轮啮合传动来实现。7.相啮合的一对齿轮旋向相反，每经一传动副，其轴改变一次转向。偶数对时，其输出轴与输入轴转向相同；奇数对时，其输出轴与输入轴的转向相反。8.变速器主要由变速传动机构和操纵机构两大部分组成，变速传动机构的作用是改变速比、旋转方向；由齿轮、轴、同步器、壳体和支承件等构成；操纵机构的作用是实现换档；由变速杆、拨叉、拨叉轴及锁止装置等构成。9.变速传动机构是变速器的主体，按工作轴的数量（不包括倒档轴）可分为三轴式变速器和二轴式变速器等类型。10.同步器的功用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换档时间；且防止在同步前啮合而产生接合齿的冲击。11.同步器是由同步装置（包括推动件、摩擦件）、锁止装置和接合装置组成。按锁止装置的不同，可分为锁环式和锁销式惯性同步器。12.变速器操纵机构