MQ200MQ250变速箱原理及故障分析论文.docx
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MQ200MQ250变速箱原理及故障分析论文
长春汽车工业高等专科学校
继续教育学院
毕业论文(设计)中文题目:
MQ200/MQ250变速箱原理及故障分析
英文题目:
MQ200/MQ250transmissionprincipleandfaultanalysis
毕业专业:
学生姓名:
准考证号:
指导教师:
二零一二年八月
独创性声明
本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
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年月日
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本论文作者完全了解有关保留、使用论文的规定。
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年月日签字日期:
年月
摘要
变速箱主要指的是汽车的变速箱,它分为手动、自动两种,手动变速箱主要由齿轮和轴组成,通过不同的齿轮组合产生变速变矩;功能为:
一、改变传动比;二、在发动机旋转方向不变情况下,使汽车能倒退行驶;三、利用空挡,中断动力传递,以发动机能够起动、怠速,并便于变速器换档或进行动力输出。
我们通过对这些的学习及了解来对变速箱进行常见的故障诊断和分析,探索它们之间的联系,让我们更好地了解、掌握这些知识。
关键词:
MQ200/MQ250手动变速箱结构差速器手动变速箱故障诊断
Abstract
Gearboxmainlyreferstothecar'stransmission,itisdividedintotwokindsofmanual,automatic,manualtransmissionismainlycomposedofagearandtheshaft,throughthedifferentgearsarecombinedtoproduceatransmissiontorque;andautomatictransmissionATiscomposedofahydraulictorqueconverter,planetarygearandahydrauliccontrolsystem,thehydraulictransmissionandgearcombinationwaytoachievethetransmissiontorque.Functions:
one,changethetransmissionratio;two,inthedirectionofrotationofengineunchanged,theautomobilecantravelbackwards;three,usetheneutralgear,interruptionofpowertransmission,theenginecanstart,idle,andfacilitatethetransmissionshiftorpoweroutput.Wethroughthelearningandunderstandingofthetransmissionofcommonfaultdiagnosisandanalysis,toexplorethelinksbetweenthem,letusbetterunderstand,graspthisknowledge.
Keywords:
MQ200/MQ250manualtransmissionstructuredifferentialmanualgearboxfaultdiagnosis
目录
摘要..............................................................................................................................2
Abstract.....................................................................................................................3
1绪论
1.1课题的来源...................................................................................................5
1.2变速箱的分类...............................................................................................5
1.3变速器简介...................................................................................................5
2MQ200/MQ250变速箱的原理、结构及区别
2.1传动器和变速箱的名称区别........................................................................6
2.2汽车为什么需要变速箱................................................................................7
2.3MQ200/MQ250传动器在整车上的位置、布局及差别................................8
2.4MQ200变速箱简介及开发目标.................................................................10
2.5变速箱的分类及基本原理..........................................................................11
2.6传动器的基本结构......................................................................................12
2.7传动比..........................................................................................................13
2.8动力传输路线..............................................................................................14
2.9同步器的作用及工作原理/差速器的作用及原理...............................................15
3汽车手动变速器故障分析
3.1手动变速器简介..........................................................................................16
3.2变速器异响..................................................................................................16
3.3变速器跳档..................................................................................................18
3.4变速器乱档..................................................................................................19
3.5变速器挂档困难..........................................................................................20
3.6变速器漏油..................................................................................................21
4结论......................................................................................................................22
5参考文献............................................................................................................24
6谢辞......................................................................................................................25
1绪论
1.1课题的来源
本课题《汽车变速箱故障诊断分析》来源于长春市传动器装配工段变速箱研究小组。
1.2变速器简介
现代汽车上广泛使用活塞式内燃机。
其转矩和转速变化范围较小,而汽车复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。
为解决这一矛盾,在传动系中设置了变速器。
汽车变速箱是汽车的主要传动部件,担负着将动力从发动机传递到车轮的重要使命。
变速箱以其传动比固定,传动力矩大,结构紧凑等优点,使之成为汽车的关键性传动部件之一,其操作性、传动性和安全性的好坏直接影响到汽车的整体性能。
1.3变速箱的分类
2MQ200/MQ250变速箱的原理、结构及区别
2.1传动器和变速箱的名称区别
我们通常所说的“变速器”不包含差速器,多用于后驱动布置。
将变速器与差速器结合在一起,被称为“传动器”或“变速驱动桥”,多用于前置前驱动。
2.2汽车为什么需要变速箱
大多数发动机在某转速范围内运行时产生较大的转矩,当发动机达到该范围最大转速时,转矩不再增加。
例如:
当一辆车沿一斜坡向上行使而不加大油门时,其驱动轮将变慢,使发动机转速降低以及发动机转矩减小。
驾驶员必须通过降低变速器的档位,以维持发动机的转速,增大变速器的输出转矩。
下坡时,车速及发动机转速迅速增加。
驾驶员这时可通过提高变速器的档位,使发动机的转速降低,回到最佳转速范围。
这就时我们平时所说的变速器的“减速增扭”功能。
没有变速器汽车将不能正常行使
2.3MQ200/MQ250传动器在整车上的位置、布局及差别
MQ200手动变速箱良好的传动效率是通过大众新型的轴承布置方案实现的。
输入轴和输出轴都是典型的一侧轴承轴向固定、一侧轴承轴向不固定,其中固定的轴承是压装在预先分装好的轴承支座中,这个支座同时也是两根轴(输入轴、输出轴)及各档齿轮的支座。
差速器轴承是两个优化了摩擦力的滚锥轴承。
扰油损失的降低是通过较少的油量(1.9L)和优化的流动状态(主要是在差速器部位)实现的。
即使在较低的环境温度下、使用矿物变速器油,仍然有较好的传动效率。
不断改进的MQ250传动器
MQ250是一个手动横置传动器,该传动器扭矩容量250Nm,重40.2Kg,是MQ系列传动器中最早诞生的一个品种,它也是一个平台传动器,是为大众A级车平台设计的。
它与MQ200结构上的相似之处有:
•壳体也是由两部分组成,带后盖的变速器壳体和离合器壳体
•内换档机构也为转动式,转动式换档拨叉的支点有球轴承
•离合器为液压操纵式
•外换档机构为拉索式
•带一个附加倒档轴的双轴变速器
•输入轴和输出轴的所有齿轮均为常啮合斜齿轮,传动平稳
•所有换档齿轮都通过高强度的滚针轴承和轴配合
•1、2档也是3锥面同步器
它与MQ200结构上的不同之处有:
•换档轴不是一个模块式的整体,需要在总成装配的时候组装,具体结构也不同于MQ200
•轴承布置方案不同,MQ250采用的是轴两端都固定的滚锥轴承
•输出法兰总成不同,MQ250左、右输出法兰长度相等,而MQ200的左、右输出法兰长度不等
•差速器壳体与大齿圈的相对位置不同,MQ250的此处的结构和02K系列相同
•倒档轴和倒档齿轮的结构不同,MQ200的倒档轴是一根光轴,倒档齿轮为直齿,用来连接与输入轴一体的倒档主动齿轮和在输出轴上的1、2档同步器齿套,MQ250的倒档轴是一根带花键的轴,上有两个齿轮,一个为斜齿轮,与一档主动齿轮连接,另一个为直齿齿轮,与输出轴上的1、2档同步器齿套连接
•MQ200的倒档开关的信号取自倒档拨板,MQ250的倒档开关的信号取自换档轴
•MQ200的转速输出用的是转速(脉冲信号)传感器,MQ250用的是速度表软轴
在一个常规变速器中,通常由输入轴把力传递给输出轴,在轴上各档齿轮排成一排,这就意味着档数越多,轴就越长。
所谓的短变速器,MQ350是其中之一,VW用双输出轴取代了传统的单输出轴,所有的档位被布置在两根输出轴上,这减少了安装长度。
当然,单靠两根短的输出轴取代传统的输出轴并不足以获得一个短的、紧凑的设计,还必须寻求一种方法使得输入轴上的零件减少。
在MQ350传动器中,这个问题靠双啮合齿轮解决了,也就是说,输入轴上的一个固定齿轮同时连接输出轴1上的滑动齿轮和输出轴2上的滑动齿轮,用这种方法输入轴上的一个固定齿轮驱动两个滑动齿轮。
为获得不同的速比,位于不同输出轴的滑动齿轮有不同的直径,因此也就有不同的齿数,输出轴2的齿轮直径大于输出轴1的齿轮直径,这导致了两根输出轴之间25%的速度差。
2.4MQ200变速箱简介及开发目标
汽车变速器具有这样几个功用:
①改变传动比,扩大驱动轮转矩和转速的变化范围,以适应经常变化的行驶条件,同时使发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作;②在发动机旋转方向不变情况下,使汽车能倒退行驶;③利用空档,中断动力传递,以发动机能够起动、怠速,并便于变速器换档或进行动力输出[3]。
MQ200是一个手动横置变速箱,该变速箱扭矩容量200Nm,重30.2Kg(镁壳体),是这个级别的传动器中重量最轻的,离合器操纵方式为液压式,可以装在大众集团从A00到A级车的不同的发动机上首次应用于大众A04平台的SkodaFabia车。
经过简单的改动,就可能在5档变速箱的基础上得到一个6档变速箱。
该变速箱成为大众集团手动横置变速箱2个传动器战略(MQ200,MQ250,)中的一员。
以MQ200为基础经过适当的改动即可得到自动手动变速箱DS200以及用于四轮驱动的MQ200传动器。
在现代的模拟技术和计算技术的辅助下,VW优化了该变速器的工作强度及声学、换档舒适性方面的特性。
通过一、二档采用3锥面同步环、转动式的内换档机构、拉索式的外换档机构(该机构已应用在配置MQ250、MQ350的动力总成中)MQ200传动器获得了特别优良、轻便的换档品质。
MQ200配置双质量飞轮进一步降低了振动和噪声
MQ200的主减速比可在4.93~3.2之间变化,最大的1档速比是3.77,最小的5档速比是0.67,因此可以得到一个最大的Spreizung(1档速比/5档速比)为5.6,最大的起动速比为18.6,通过不同的速比和主减速比的组合即可在动力性和经济性之间找到一个恰当的速比配置方案。
它的开发目标如下:
∙优良、轻便的换档品质
∙最优的传动效率
∙最轻的重量
∙模块化设计
∙拉索式的外换档机构
∙符合环保要求
∙优化变速箱正面和侧面的碰撞结构
2.5变速箱的分类及基本原理
2.5.1、手动变速箱
人工手动切换档位,靠传动比的变化实现速度的改变
2.5.2、自动变速箱
1)自动变速
通过齿轮传递动力,电脑控制自动切换档位,靠传动比的变化实现速度的改变
2)无级变速
通过钢带传递动力,靠两端锥轮的位置改变实现变速
2.6传动器的基本结构
2.7传动比
传动比表示了一个齿轮与另一齿轮转速间的关系。
传动比根据啮合中齿轮的直径和齿数不同而变化。
传动比也表示了两齿轮之间转矩增大的倍数。
传动比可通过将从动齿轮的齿数除以主动齿轮的齿数而获得。
因为发动机在低速时产生的功率很小,发动机必须以相当高的转速运转才能提供足以使汽车行使的功率,通过选择适当的传动比,作用至驱动轮的转矩才可以增大。
传动比越小,变速器的输出转速越高,但输出扭矩较小。
反之,传动比越大,变速器的输出转速越低,而输出扭矩增大。
驾驶员可通过调整传动器的档位,选择合适的输出转速和转矩。
2.8动力传输路线
2.9同步器的作用及工作原理/差速器的作用及原理
MQ200/MQ250传动器采用的是滑块式同步器(又称锥形同步器)。
在换档时,驾驶员通过操纵换档杆,带动换档轴上的换档指推动拨叉运动,拨叉推动同步器齿套向换档齿轮方向移动。
同时齿套带动滑块推动同步环,同步环锥面上的槽切破换档齿轮锥面上的润滑油膜并产生摩擦,同步环靠摩擦带动换档齿轮实现同步转动。
同步器齿套这时可在同步环外齿间滑动,并与换档齿轮的锥齿啮合,从而实现了动力传递。
差速器壳体内部由一个行星齿轮轴、两个行星齿轮、两个半轴齿轮组成。
在汽车直线行使时,差速器壳体随主减速齿圈一起旋转,两侧齿轮以同一转速旋转。
当汽车转弯时,内车轮比外车轮走的距离短,因此内车轮必须比外车轮旋转得慢一些。
在这种情况下,行星齿轮与半轴齿轮产生相对运动,使内、外车轮的旋转速度实现差补,满足了两车轮的不同转速需求,然而加到每一车轮上的转矩仍是相等的。
3汽车手动变速器故障分析
3.1手动变速器简介
手动变速箱是最基本,历史最为悠久的变速装置,也被称为机械变速箱,简称为MT(ManualTransmission)。
其基本原理是用几根平行轴及若干相啮合的直齿或斜齿齿轮进行动力传递,即由输入轴、轴出轴和中间轴构成变速器的主体,再加上一根倒档轴及同步器等部件。
其主要工作原理是通过变速操纵杆拨动不同齿轮组间的啮合从而组成不同的档位,因为每档的齿轮组的齿数是固定的,所以各档的变速比是一定的,属于有级变速器。
驾驶员操纵汽车时,需兼顾控制方向盘,离合器、制动器、油门和换档操纵杆。
优点:
(1)作为最传统的机械式变速器,结构比较简单直观,零部件相对AT较少,技术比较成熟,所以它可靠性强(即故障率低)和维修方便性较好,价廉物美,性价比高。
(2)传递效率与液力传递相比AT相对较高,档位清晰,较省油,操纵随心所欲,及时给驾驶员“我在开车”的感觉。
缺点:
(1)它必须与离合器结合进行档位之间的转换,对驾驶员要求较高,负担较重,操纵方便性差,操纵不好不仅影响车辆性能和油耗,还导致危险发生。
(2)它的换档冲击较大,给舒适性带来一定影响[10]。
3.2变速器异响
(一)故障现象
(1)变速杆处于空档位置时,发出一种“哗哗”或“铛啷”的响声,踩下离合器踏板后响声消失;
(2)变速器仅在个别档位时发响;
(3)低速档有异响,高速档时响声减弱或消失;
(4)变速器在直接档时无异响,其它档时均发响;
(5)变速器在各个档位均有异响;
(二)故障原因
(1)变速器轮齿磨损,齿侧间隙过大;
(2)变速器内齿轮油不足或品质低劣;
(3)变速器新更换的齿轮副不匹配;
(4)变速器常啮齿轮磨损成阶梯或轮齿耗损;
(5)变速器各轴的轴承耗损严重;
(6)变速器第二轴、中间轴弯曲;
(7)变速器第二轴花键与滑动齿轮毂配合松旷;
(8)变速器第一轴、第二轴或中间轴弯曲变形,壳体变形等造成齿轮中心位置改变,形成齿轮啮合间隙不均匀;
(9)变速杆弯曲或操纵机构的各个连接部位松动,换档叉变形及固定螺钉松动。
(三)故障诊断
(1)发动机空转时,变速杆处于空档位置,发出“铛啷”的异响,当拉紧手制动器后响声增大。
踩下离合器踏板后响声消失,一般是常啮齿轮啮合不良造成的;
(2)在变速杆处于空档位置运转,异响不明显,汽车在起步或换档的瞬间有强烈响声,但在离合器结合后响声消失,证明变速器第一轴的前轴承损坏;
(3)当汽车挂入某档,响声严重、明显,说明该档齿轮磨损过甚。
若该档是新更换的齿轮,则说明齿轮啮合不良,待使用一段时间后会有好转;
(4)若低速档有异响,但在高速档时响声减弱或消失,应将后桥支起,让变速器在低速档或倒档运转,在变速器第二轴后轴承及倒档齿轮处诊听。
另外在发动机不运转时,将变速杆置于空档,放松手制动,径向晃动第二轴突缘,如晃动量大,说明第二轴后轴承松旷或损坏;
(5)如在变速器直接档工作无异响,但其它档位有异响,应检查中间轴轴承和第二轴前端支承轴承工作是否良好;
(6)若变速器各档位都有“嘎啦、嘎啦”的响声,在加速时又变为“嘎、嘎”的响声,就应检查变速器的基础件轴、齿轮、花键等机件磨损而使形状和位置公差超差的情况[5]。
3.3变速器跳档
(一)故障现象
汽车在某档位行驶过程中,当受到冲击载荷时,变速杆自动跳到空档位置,档位齿轮脱离啮合状态。
(二)故障原因
(1)变速器齿轮、齿套或同步器锥盘轮齿磨损过量,沿齿长方向锥形;
(2)变速器轴承磨损松旷,变速器第一轴、第二轴与中间轴的平行度相差太大;
(3)变速器齿轮啮合长度不足,尤其是内外齿环的啮合长度不足更易引起跳档;
(4)变速器二轴花键齿与滑动齿轮花键槽磨损松旷;
(5)自锁装置磨损严重或弹簧过软、折断;
(6)同步器锁销松动或同步器散架(东风EQ1090型汽车)。
(三)故障诊断与排除
跳档故障常出现在高档位上,在受到冲击震动时容易发现。
判定变速器有无跳档故障,可采用以下几种方法:
行驶中,急剧改变车速,即突然加、减速,快踩或快抬油门;利用汽车上坡,或平路上中、高速行驶时轻点制动;利用“拖档”后快踩油门;在不平道路上行驶,使汽车颠簸震动来判断有无跳档。
(1)检查变速器固定是否牢靠;
(2)拆除变速器盖,检视齿轮啮合端是否磨损成锥形,若是滑动齿轮的档位跳档,啮合端并不是锥形,则应检视第二轴上的花键与滑动齿轮花键槽是否配合松旷;
(3)在变速器挂档时,变速器杆阻力较小或无阻力,且该档跳档,一般是变速叉轴自锁装置失效。
应检视自锁钢球和变速叉轴上的凹槽是否磨损过甚、自锁钢球弹簧是否过软或折断;
(4)东风EQ1090型汽车装有锁销惯性式同步器,如跳档,应检视同步器锁销是否松动,同步器是否散架。
北京BJ2020型汽车装配锁环式同步器,如跳档,应检查锁环牙齿和内锥面的螺纹槽磨损是否过甚;
(5)挂
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