摘要手动变速器具有较高的传动效率，其结构相对简单，并且性能也较为可靠，因此得到了广泛的应用。本文将针对手动变速器的常见故障，结合其工作原理展开分析，讨论手动变速器的故障原因和维修方法。
关键词手动变速器换挡同步器
0引言
汽车变速器主要分为手动变速器（MT）和自动变速器（AT、AMT、DSG、CVT）两种类型，分别装备在手动挡汽车和自动挡汽车上。变速器是汽车底盘传动系统中非常重要的零部件，通过变速器，能够改变发动机转速，为车辆提供合适的传动比，使发动机处于良好的载荷下工作；能够实现空挡功能，断开发动机与车轮之间的动力传递；还可以实现倒车功能。在国内，购买自动挡汽车的用户比例在不断上升，但目前手动挡汽车还是占据了主要的市场份额。因此，手动变速器的保养与维修，成为国内汽车售后服务行业的一项重要工作内容。
1手动变速器的换挡原理分析
1.1换挡操纵机构工作原理
手动变速器需要依靠汽车驾驶员操纵换挡手柄，来实现换挡过程。以直接操纵式远距离换挡机构换一挡为例，驾驶员踩下离合器踏板，将换挡手柄由空挡拨入一挡位置，进行选挡，随后推动换挡手柄进入一挡挡位，进行换挡，与换挡手柄相连的外换挡杆在换挡手柄的操纵下发生运动，带动变速器内部的内换挡杆、换挡拨叉轴及其轴上的换挡拨叉产生运动，从而带动相应挡位同步器的结合套运动，挂上一挡。如图1所示。
1.支撑杆2.内换挡杆3.换挡杆接合器4.外换挡杆5.倒挡保险挡块6.换挡手柄座7.换挡手柄
图1五挡手动变速器的远距离操纵机构
1.2变速传动机构动力传递原理
1.2.1传动机构的组成
变速传动机构是手动变速器的主体部分，主要包含变速器壳体、各挡位齿轮、轴、轴承以及同步器等零部件。如图2所示。变速传动机构的主要作用是改变传动比、改变变速器输出轴的旋转方向，实现倒挡。
1.四挡齿轮2.三挡齿轮3.二挡齿轮4.倒挡齿轮5.一挡齿轮6.五挡齿轮7.五挡运行齿环8.换挡机构壳体9.五挡同步器10.变速器壳体11.一、二挡同步器12.变速器壳体13.三、四挡同步器14.输出轴15.输入轴16.主减速器和差速器
图2变速传动机构的组成
1.锁环 2.花键毂 3.定位滑块 4.结合套 5.锁环 6.定位凹槽 7.缺口
图3同步器的组成结构
在变速传动机构的输入轴上，四挡、三挡以及五挡齿轮均是通过轴承和输入轴相配合，而二挡、倒挡、一挡以及五挡运行齿环均固定在输入轴上，它们会随着输入轴的旋转一并转动；在变速器的输出轴上，一挡、二挡齿轮通过轴承和输出轴相配合，而四挡、三挡和五挡齿轮则固定在输出轴上。
1.2.2同步器的组成及工作原理
同步器由花键毂、结合套、锁环等零件所组成，结构如图3所示。通过换挡拨叉的拨动，
可以将结合套与待啮合挡位齿轮的结合齿圈迅速结合，使结合套的内齿一端结合上花键毂，另外一端结合上相应挡位齿轮的结合齿圈，起到了动力传递桥梁的作用。
1.3动力传递原理分析
以汽车起步时的空挡换一挡为例，驾驶员踩下离合器，推动换挡手柄，换挡拨叉轴推动换挡拨叉，带动一挡、二挡同步器的结合套向着一挡齿轮的方向运动，使同步器结合套一端结合上一挡齿轮的结合齿圈，另一端结合上同步器的花键毂，慢慢抬起离合器，变速器输入轴开始转动，带动输入轴上的一挡齿轮转动，随即带动输出轴上的一挡齿轮转动，由于输出轴上的一挡齿轮及其结合齿圈为一个整体，因此输出轴上一挡齿轮的转动带动了一挡、二挡结合套转动，进而带动一挡、二挡同步器的花键毂转动，而花键毂和输出轴是通过花键相连的，最终带动了变速器的输出轴转动，输出一挡动力。
2手动变速器的常见故障分析
手动变速器作为动力传输的部件，其内部的运动部件常常工作于高负荷下，加之频繁换挡以及不合理操作所带来的冲击，日积月累，将造成齿轮、轴或轴承等机件的磨损甚至损坏，引发故障现象，对汽车的行驶安全造成影响。
2.1变速器换挡困难
在换挡过程中，变速器换挡手柄无法顺利地推入相应的挡位，该现象即为换挡困难。排除因离合器分离不彻底而造成的结合套和齿轮无法同步的原因外，应从变速器的操纵机构入手，排查是否因操纵机构调整不当导致结合套无法移动至正确啮合位置；若非调整问题，则需检查换挡拨叉轴是否发生变形，造成换挡过程不顺利；还应当检查变速器挡位自锁互锁机构是否发生损坏。除此以外，同步器锁环和滑块的磨损、变速器内部润滑不良以及变速器输入输出轴的弯曲变形，均会导致结合套无法正常工作，从而引发换挡困难。
2.2变速器脱挡
在车辆上坡、通过颠簸的路面或者负荷较大时，变速器换挡手柄会突然从某个挡位自动跳至空挡挡位，动力被中断，造成脱挡现象。出现此类现象的一般原因是出现脱挡挡位的齿轮结合齿圈和同步器结合套内齿发生严重磨损、换挡拨叉轴定位球和定位槽发生损伤、同步器锁环发生磨损或变形等。总之，出现脱挡挡位的结合套在变速器内部的作用力下发生窜动，不能被良好地定位。解决此类问题的一般方法是：先检查出现跳挡挡位齿轮的结合齿圈和结合套是否发生严重磨损，形成锥形；再检查同步器的其余零部件是否发生故障；最后检
查变速器的自锁互锁机构。
2.3变速器乱挡
变速器乱挡现象有三种：a推动换挡手柄，挂上的挡位与变速器内部实际挂上的挡位不符，例如按照换挡手柄球头标识挂三挡，实际却挂上了一挡；b能够正确挂入相应挡位，但却无法退回空挡；c一次挂上了两个挡位。引起故障a的原因为换挡手柄球头定位销磨损或者脱落；故障b则是换挡手柄下端端面、导块凹槽或拨叉凹槽磨损或损坏；故障c为自锁互锁机构中的凹槽或者钢球发生磨损或损坏。
2.4变速器异响
汽车行驶过程中，在空挡或者某个挡位，变速器发出响声。造成变速器异响的原因一般是相应挡位齿轮发生磨损，形成间隙；输入、输出轴轴承发生损坏或者变速器内部润滑不良、变速器壳体和轴发生变形等。例如，异响仅在换挡抬起离合踏板时发生，则可判断为输入轴或输出轴的轴承发生损坏；若异响在行车过程中一直存在，则考虑是否需要更换变速器油，或者检查变速器壳体或者轴是否发生变形。
3小结
引起手动变速器故障的原因很多，要解决故障，必须先充分理解和掌握手动变速器的结构和工作原理，再查原因。维修手动变速器时，要坚持“先检测，再调整，最后维修或更换”的法则，循序渐进，提高手动变速器的检测和维修效率，降低企业的生产成本。
参考文献：
[1]杨士钦，王应，卢剑伟.乘用车手动变速器动态换挡性能评价方法及改进策略[J].汽车工程学报，2012（5）.
[2]张慧芳，张立荣.手动变速器传动效率的影响因素分析与改善对策研究[J].制造业自动化，2011（4）.
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