五档变速器的结构特征

我国大中城市公交车辆起步频繁、换挡频次高，客流变化大，运行速度低。欲保证公交车高效、经济、安全、可靠地运营，就要求公交客车用变速器的换挡操纵轻便、低噪声、使用可靠、易保养维修。为此，綦江齿轮传动有限公司（以下简称“綦齿”）自20世纪90年代以来，先后推出QJ705、QJ805、QJ1205、QJ1305客车专用五挡系列机械变速器，现已成为目前国产7～12m及大于12m的大中型高级公交客车最佳配置，市场占有率达80%。

现以QJ805为例，说明綦齿客车专用五挡系列机械变速器的结构特点及技术特性。QJ805变速器（见图1）是一款最大输入转矩为800N•m、有五个前进挡的同步器型机械变速器，可与最大功率154～191kW的发动机配套，配置在8～10m的中高级公交车上。其最大特点是：卧式安装，传动平稳、噪声低，使用可靠、性价比好；采用新型QJ－B旋转轴－拉板－拨叉式换挡机构，换挡轻便、可靠；采用新型省力、可靠的QJ－DH同步器；具有多种换挡操纵类型；具有多种安装方式，利于整车布置；有多种辅助部件配置。技术特点綦齿公交客车专用五挡系列机械变速器是三轴式、齿轮常啮合、单中间轴、定轴传动变速器。虽然仍是传统的动力传动形式，但有四大技术特点而有别于其他同类型变速器。

1.卧式安装

綦齿五挡变速器同轴线的输入轴、输出轴与中间轴布置在同一水平面上（系指在客车上的安装方式），这种布置不仅有利于变速器内运动件的，且有利于降低客车地板高度和换挡操纵机构的布置。

2.传动平稳、噪声低

綦齿五挡变速器中间轴上的一挡齿、二挡齿、倒挡齿直接在中间轴上制造出来，其他高挡位的齿轮以过盈配合的连接方式安装在中间轴上组成一体，且中间轴两端支承在圆锥滚子轴承中。保证中间轴有足够的刚度，传动挠度小，从而提高齿轮传动质量。除使用率低的一挡、倒挡外，各挡齿轮副皆设计成大螺旋角（β＝24°～28°）、大重合度（ε＝2.2～2.6）、大齿顶高（1.2～1.4mm）、齿根大圆角的斜齿轮，且所有传动齿轮都经磨制修形加工、强力喷丸处理。因此，綦齿的五挡变速器传动平稳、噪声低，使用寿命长达80万km。

3.纵向安装尺寸短、质量轻、比功率高

綦齿五挡变速器纵向安装尺寸仅505mm（见图2），可满足发动机后置的大中型客车对变速器长度的要求（受客车车身后悬长限制）。綦齿五挡变速器采用铝合金压铸的变速器盖，且采用质轻、紧凑的板叉式换挡机构，使变速器质量轻、比功率高（最大输入转矩与变速器总质量之比高达7），提高了变速器质量的有效利用。

4.传动比设计合理、实用

綦齿五挡变速器的各挡传动比进行了有特色的优化，可为用户度身定制，提供多组传动比供不同用途、不同使用条件的公交客车配置。新型的板叉式换挡机构綦齿公交车专用五挡系列机械变速器的换挡机构不同于传统的轨叉式换挡机构，而使用QJ－B型旋转轴—拉板—拨叉式换挡机构（简称“板叉式”）。这是一种新型换挡机构，结构简单紧凑、易制造、质量轻、性能良好、使用可靠、易维修、性价比高，操纵灵活、轻便，性能可靠、配置型式多样。

图3所示是机械式单杆传动的QJ－B型板叉式换挡机构示意图。变速器各挡的选、换挡均通过一根轴（旋转轴）传动，其换挡过程是手操纵换挡操纵杆向左或右摆动使旋转轴轴向移动，实现选挡（位于挡层L或N或H；L为低速挡，N为空挡，H为高速挡，R为倒挡）；随之推或拉操纵杆带动换挡摇臂使旋转轴转动，通过换挡驱动板使换挡拉板移动，拉动中部支承在变速器壳体上的拨叉摆动，进而通过换挡拨块推动同步器，完成换挡。QJ－B型板叉式换挡机构的三锁（自锁、互锁、倒挡锁）一回位（空挡回位）功能较传统的轨叉式换挡机构更为简单、可靠、富有创意。

图4所示是QJ－B型板叉式换挡机构中的互锁结构。互锁轴通过互锁轴联动块随同旋转轴同向移动，互锁轴上的缺口对中将换入挡位的换挡驱动板，缺口宽度与驱动板的厚度相同，这样互锁轴缺口仅允许一个驱动板转动进入，从而驱动换挡拉板换挡，避免两个驱动板转动，防止同时挂入两个挡位，实现可靠的互锁功能。图5所示为QJ－B型板叉式换挡机构的主要功能零部件在变速器盖中的位置。其中自锁销在自锁弹簧的压力下，压在扇形自锁块上的凹槽中，对扇形自锁块的转动起到阻滞作用，同时保证全齿宽（齿轮接合齿）接合，实现挡位自锁功能，防止跳挡；倒挡增压器中的弹簧压力，对欲移动到1/R挡（挡层L）换挡驱动板的旋转轴，起到阻滞作用，防止误挂倒挡，实现倒挡锁功能，增大换入倒挡的换挡力（手感）；空挡回位弹簧（一组两个）的弹簧压力，一方面弹簧压力阻滞旋转轴轴向移动（选挡），有选挡手感，另一方面又有使旋转轴回归空挡位（N）的功能。变速器盖为铝合金压铸件，结构左右对称。通过改变旋转轴伸出方向和变换换挡拉板组的安装位置，便可满足驾驶员（或用户）对挡位排列方式的不同要求，以利于驾驶员换挡操作习惯。

换挡省力、可靠的QJ－DH同步器綦齿客车专用五挡系列机械变速器是采用同步器换挡的变速器，按公交客车挡位使用特点，綦齿公交客车专用五挡系列机械变速器的一挡二挡三挡四挡五挡是同步器换挡，而一挡和倒挡是接合套换挡。若用户要求一挡也是同步器换挡，亦可按用户要求提供一挡是同步器换挡的全同步器型五挡变速器。綦齿五挡系列变速器中的同步器是QJ－DH型锁环式惯性同步器（见图6），其与传统的锁环式惯性同步器最大不同是同步环短，同步器轴向安装长度短，且同步环使用合金钢材料精密锻造而成，同步锥面喷涂钼层（见图7）。与传统的铜合金同步环相比，具有同步容量大、同步时间短、使用寿命长的特点。QJ－DH型锁环式惯性同步器比传统铜环的锁环式惯性同步器换挡力轻25%，使用寿命长三倍（30万次），轴向安装尺寸缩短14mm。

具有多种换挡操纵类型五挡系列变速器的手操纵机构可以是杆式或软轴式机械操纵；也可选用手操纵气动助力伺服换挡装置、EPS轻便换挡系统、自动挡AMT（见图8）。各换挡操纵类型如图9所示。具有多种安装方式，利于整车布置綦齿五挡系列变速器的换挡机构有多种配置形式，以适应整车布置的需要。图10a变速器右卧，发动机后置，左驾驶；图10b变速器左卧，发动机后置，右驾驶。图10c、d所示变速器为立式放置。图10c换挡旋转轴左伸出，发动机前置，左驾驶；图10d换挡旋转轴右伸出，发动机前置，右驾驶。有多种附加部件配置綦齿五挡系列变速器可配置电磁式或液力式缓速器支架，还可配置两个输出轴转速脉冲传感器；可配置SAE1#或SAE2#离合器壳；可配置拉式或推式离合器分离轴承操纵机构。