手動變速器操縱機構功用是保證駕駛員能準確可靠地將變速器掛入所需要的檔位,并可隨時退至空檔。
變速器操縱機構按照變速操縱桿(變速桿)位置的不同,可分為直接操縱式和遠距離操縱式兩種類型。
一、直接操縱式
這種形式的變速器布置在駕駛員座椅附近,變速桿由駕駛室底板伸出,駕駛員可以直接操縱。如圖3-41所示,解放CA1091中型貨車六檔變速器操縱機構就采用這種形式。多用于發動機前置后輪驅動的車輛。
圖3-41解放CA1091中型貨車六檔變速器直接操縱式操縱機構
1-五、六檔撥叉2-三、四檔撥叉3-一、二檔撥塊4-五、六檔撥塊5-一、二檔撥叉6-倒檔撥叉7-五、六檔撥叉軸8-三、四檔撥叉軸9-一、二檔撥叉軸10-倒檔撥叉軸11-換檔軸12-變速桿13-叉形撥桿14-倒檔撥塊15-自鎖彈簧16-自鎖鋼球17-互鎖銷
撥叉軸7、8、9和10的兩端均支承于變速器蓋的相應孔中,可以軸向滑動。所有的撥叉和撥塊都以彈性銷固定于相應的撥叉軸上。三、四檔撥叉2的上端具有撥塊。撥叉2和撥塊3、4、14的頂部制有凹槽。變速器處于空檔時,各凹槽在橫向平面內對齊,叉形撥桿13下端的球頭即伸入這些凹槽中。選檔時可使變速桿繞其中部球形支點橫向擺動,則其下端推動叉形撥桿13繞換檔軸11的軸線擺動,從而使叉形撥桿下端球頭對準與所選檔位對應的撥塊凹槽,然后使變速桿縱向擺動,帶動撥叉軸及撥叉向前或向后移動,即可實現掛檔。例如,橫向擺動變速桿使叉形撥桿下端球頭深入撥塊3頂部凹槽中,撥塊3連同撥叉軸9和撥叉5即沿縱向向前移動一定距離,便可掛入二檔;若向后移動一段距離,則掛入一檔。當使叉形撥桿下端球頭深入撥塊14的凹槽中,并使其向前移動一段距離時,便掛入倒檔。
各種變速器由于檔位數及檔位排列位置不同,其撥叉和撥叉軸的數量及排列位置也不相同。例如,上述的六檔變速器的六個前進檔用了三根撥叉軸,倒檔獨立使用了一根撥叉軸,共有四根撥叉軸;而東風EQ1092的五檔變速器具有三根撥叉軸,其二、三檔和四、五檔各占一根撥叉軸,一檔和倒檔共用一根撥叉軸。
二、遠距離操縱式
在有些汽車上,由于變速器離駕駛員座位較遠,則需要在變速桿與撥叉之間加裝一些輔助杠桿或一套傳動機構,構成遠距離操縱機構。這種操縱機構多用于發動機前置前輪驅動的汽車,如桑塔納2000汽車的五檔手動變速器,由于其變速器安裝在前驅動橋處,遠離駕駛員座椅,需要采用這種操縱方式,如圖3-42所示。
圖3-42桑塔納2000汽車五檔手動變速器的遠距離操縱機構
1-支撐桿2-內換檔桿3-換檔桿接合器4-外換檔桿5-倒檔保險檔塊6-換檔手柄座7-變速桿8-換檔標記
而在變速器殼體上具有類似于直接操縱式的內換檔機構,如圖3-43所示。
圖3-43桑塔納2000汽車五檔手動變速器的內換檔機構
1-五、倒檔撥叉軸2-三、四檔撥叉軸3-定位撥銷4-倒檔保險擋塊5-內換檔桿6-定位彈簧7-一、二檔撥叉軸
另外,有些汽車和輕型貨車的變速器,將變速桿安裝在轉向柱管上,如圖3-44所示,因此,在變速桿與變速器之間也是通過一系列的傳動件進行傳動,這也是遠距離操縱方式。它具有變速桿占據駕駛室空間小,乘坐方便等優點。
圖3-44柱式換檔操縱機構
三、換檔鎖裝置
為了保證變速器在任何情況下都能準確、安全、可靠地工作,變速器操縱機構一般都具有換檔鎖裝置,包括自鎖裝置、互鎖裝置和倒檔鎖裝置。
1.自鎖裝置
自鎖裝置用于防止變速器自動脫檔或掛檔,并保證輪齒以全齒寬嚙合。大多數變速器的自鎖裝置都是采用自鎖鋼球對撥叉軸進行軸向定位鎖止。如圖3-45所示,在變速器蓋中鉆有三個深孔,孔中裝入自鎖鋼球和自鎖彈簧,其位置正處于撥叉軸的正上方,每根撥叉軸對著鋼球的表面沿軸向設有三個凹槽,槽的深度小于鋼球的半徑。中間的凹槽對正鋼球時為空檔位置,前邊或后邊的凹槽對正鋼球時則處于某一工作檔位置,相鄰凹槽之間的距離保證齒輪處于全齒長嚙合或是完全退出嚙合。凹槽對正鋼球時,鋼球便在自鎖彈簧的壓力作用下嵌入該凹槽內,撥叉軸的軸向位置便被固定,不能自行掛檔或自行脫檔。當需要換檔時,駕駛員通過變速桿對撥叉軸施加一定的軸向力,克服自鎖彈簧的壓力而將自鎖鋼球從撥叉軸凹槽中擠出并推回孔中,撥叉軸便可滑過鋼球進行軸向移動,并帶動撥叉及相應的接合套或滑動齒輪軸向移動,當撥叉軸移至其另一凹槽與鋼球相對正時,鋼球又被壓入凹槽,駕駛員具有很強的手感,此時撥叉所帶動的接合套或滑動齒輪便被撥入空檔或被撥入另一工作檔位。
圖3-45自鎖和互鎖裝置
1-自鎖鋼球2-自鎖彈簧3-變速器蓋4-互鎖鋼球5-互鎖銷6-撥叉軸
2.互鎖裝置
互鎖裝置用于防止同時掛上兩個檔位。如圖3-46所示,互鎖裝置由互鎖鋼球和互鎖銷組成。
圖3-46互鎖裝置工作示意圖
l、3、5-撥叉軸2、4-互鎖鋼球6-互鎖銷
當變速器處于空檔時,所有撥叉軸的側面凹槽同互鎖鋼球、互鎖銷都在一條直線上。當移動中間撥叉軸3時,如圖3-46 a)所示,軸3兩側的內鋼球從其側凹槽中被擠出,而兩外鋼球2和4則分別嵌入撥叉軸1和軸5的側面凹槽中,因而將軸1和軸5剛性地鎖止在其空檔位置。若欲移動撥叉軸5,則應先將撥叉軸3退回到空檔位置。于是在移動撥叉軸5時,鋼球4便從軸5的凹槽中被擠出,同時通過互鎖銷6和其他鋼球將軸3和軸1均鎖止在空檔位置,如圖3-46 b)所示。同理,當移動撥叉軸1時,則軸3和軸5被鎖止在空檔位置,如圖3-46 c)所示。由此可知,互鎖裝置工作的機理是當駕駛員用變速桿推動某一撥叉軸時,自動鎖止其余撥叉軸,從而防止同時掛上兩個檔位。
有的三檔變速器將自鎖和互鎖裝置合而為一,如圖3-47所示,其中a=b。
圖3-47合而為一的自鎖和互鎖裝置
1-鎖銷2-鎖止彈簧3-撥叉軸
3.倒檔鎖裝置
倒檔鎖裝置用于防止誤掛倒檔。如圖3-48所示為常見的鎖銷式倒檔鎖裝置。當駕駛員想掛倒檔時,必須用較大的力使變速桿4下端壓縮彈簧2,將鎖銷推入鎖銷孔內,才能使變速桿下端進入撥塊3的凹槽中進行換檔。由此可見,倒檔鎖的作用是使駕駛員必須對變速桿施加更大的力,才能掛入倒檔,起到警示注意作用,以防誤掛倒檔。
圖3-48鎖銷式倒檔鎖裝置
1-倒檔鎖銷2-倒檔鎖彈簧3-倒檔撥塊4-變速桿