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摘 要：本文简述了目前汽车变速箱在国内外发展状况，并结合自身工作经验，重点对导致客车变速箱换挡故障的各种内部因素进行了解析，提出排查问题的方法，用以减少变速箱的故障，提高其使用维护水平。
关键词：变速箱;发展;换挡;脱挡;故障
引言
变速箱作为汽车传动系统中的关键部件，担负着将动力从发动机传至车轮的重任。其降速增扭、增速降扭的特性，能使发动机在最佳的动力性能状态下，适应车辆在起步、加速、行驶、倒车等不同条件对驱动车轮的牵引力及车速的不同需要。社会经济的快速发展使汽车成为我们日常生活中不可或缺的一部分，伴随着汽车直线上升的产销量，交通事故发生率也在成比列的增长，这其中因变速箱故障导致的人员伤亡数字也不容小觑。因此，分析变速箱在使用过程中的故障原因对降低事故发生率是非常必要的。
1.汽车变速箱的发展及分类
1.1 国外变速箱的发展
最早出现的变速箱为手动挡，由法国人“标致”于1889年研制成功。传统手动变速箱具有结构简单、成本低、传动效率高等特点。自动变速箱自上世纪40年代开始使用，由美国制造商发展起来。目前，自动变速箱技术在全球各地市场的表现不一：在美国，消费者要求汽车必须操控简单，驾乘舒适，因此，AT变速箱占有绝对优势。欧洲消费者注重驾驶体验，喜欢手动操控机械带来的乐趣，所以，当DCT出现后立刻成为欧洲市场上的宠儿。日本则是世界上CVT装车率最高的国家。
1.2国内变速箱的发展
我国在手动变速箱方面已取得了较大进步，但在自动变速箱的技术和发展路线上却相对发展缓慢。中国变速箱产业是由外资、国资、民资组成的具有国际竞争特点的市场结构与资本结构。其特点为：①独资、合资基本上按照跨国公司的市场战略进行设厂布局。②国有股份如一汽、东风、上汽等大集团所属的变速箱厂均具有计划经济布局的特征。③民营企业如重庆秋田、浙江万里杨、浙江金华东风等企业均为后起之秀，以每年30%-50%的速度增长。
1.3汽车变速箱分类及其特点
1.3.1手动变速箱MT
手动变速箱（ManualTransmission，简称MT）又称机械式变速箱，即必须用手拨动变速杆才能改变变速箱内的齿轮啮合位置，从而达到变速的目的。汽车手动变速箱大多为有级式齿轮传动变速箱，并且通常带同步器，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合方可拨动变速杆，相较于自动变速箱其传动效率要高，并且可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感，维修保养上会比自动变速箱便宜。
1.3.2液力自动变速箱AT
液力自动变速箱（Automatic Transmission，简称AT），是由液力变扭器和行星齿轮变速箱组合而成。液力变扭器装有三种叶轮：泵轮、涡轮、导轮。发动机工作时，飞轮和泵轮一起旋转，带动泵内的油推动涡轮叶轮旋转，导轮使涡轮甩出的油再次冲击泵轮，使得扭矩增大。液力变扭器再配上一个行星齿轮变速箱，可以改变不同的变速比和实现倒车。这种变速箱驾驶轻松，运行平稳，低速扭矩大，但同时其机构复杂，价格较贵，也比较费油。
1.3.3电子控制机械式自动变速箱AMT
电子控制机械式自动变速箱（Automated Mechanical Transmission，简称AMT），是在手动变速箱基础上加装微机控制系统，由车载电脑（ECU）对发动机供油、离合器的分离与结合、变速箱换挡三者的动作与时序实现最佳匹配来实现换挡的自动化，主要改变手动换挡操纵部分。 AMT不仅保留了原齿轮变速箱效率高、低成本的长处，而且还具备了液力自动变速箱采用自动换挡所带来的全部优点。
1.3.4金属带式无级自动变速箱CVT
金属带式无级自动变速箱（Continuously Variable Transmission，简称CVT），也就是我们常说的无级变速器。CVT主体由一对滑轮和一只钢制皮带组成，每个滑轮是由两个椎形盘组成的V形结构，引擎轴连接小滑轮，透过钢制皮带带动大滑轮。锥型盘可在液压的推力作用下收紧或张开，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度，传动比也就发生了变化。CVT的传动系统理论上挡位可以无限多，动力输出是线性的。传动的机械效率、省油性大大优于普通的自动挡变速箱。
1.3.5双离合变速箱DCT
双离合变速箱（Dual Clutch Transmission，简称DCT），是一种机械式自动变速箱，它以传统手动变速箱为基础加入双离合器和电控组件，离合器的分离与接合，以及挡位切换都在电脑的掌控下通过液压机构进行控制，其动力传递通过两个离合器联结两根输入轴，相邻各挡的被动齿轮交错与两输入轴齿轮啮合，能够实现在不切断动力的情况下转换传动比。动力传递效率高、挡位切换迅速和成本低于传统自动变速箱是双离合变速箱的三大优势。
2.客车变速箱换挡故障分析
目前在国内的客车市场上，大量使用的仍然是机械式手动变速箱，下面就以应用广泛的采埃孚6S-90（旋转轴—拉板—拨叉式换挡结构）手动变速箱为例，分析变速箱内部因素导致的换挡故障及其排除方法。
2.1 跳挡
2.1.1故障现象：汽车重载、爬坡、负荷突然变化或车辆剧烈震动时，变速杆从某挡自动跳回空挡位置。
2.1.2故障原因：①变速箱拨叉推块磨损异常，同步器齿套与推块间隙变大。 ②自锁块凹槽与自锁销磨损松旷，自锁弹簧应力变形。③拨叉弯曲变形、过度磨损，同步器未挂到位。④轴承磨损严重，变速箱输入轴、输出轴轴向窜动大。⑤同步器中的齿座与齿套磨损严重，在运转时摆动量大。
2.1.3故障诊断与排除：①敲击输入轴、输出轴，窜动量大时重新调整前后轴承间隙。②拆检变速箱上盖，推动各换挡拉板检查是否有偏摆过度状况，换挡板连接组件异常磨损时予以更换。 ③手推换挡摇臂换挡，各挡位换挡阻力小时为自锁装置失效，拆检自锁组件，更换磨损零件。④检查跳挡挡位拨叉是否变形，拨叉推块有无单边磨损异常状况。 ⑤晃动同步器齿套，检查同步器是否松旷。挂上挡位后检查同步器花键倒锥是否磨损，对问题同步器予以整体更换。 2.2选挡、挂挡困难
2.2.1故障现象：变速杆不能正常挂上挡位，或者挂入挡位后又很难退挡。
2.2.2故障原因：①离合器不完全分离;②上盖换挡连接板各滑动摩擦组件配合间隙小，摩擦力大;自锁弹簧弹性系数偏大，自锁装置斜度大，自锁销解锁困难。 ③轴承间隙调整过小，空挡时转动输入轴阻力大。④同步器卡入异物换挡不畅;同步器齿座齿套配合间隙小，换挡卡顿;同步锥与齿套齿牙端面有小平面，换挡打齿。⑤选挡轴回位弹簧应力变形或卡滞，选挡挡位模糊，挂挡发卡。⑥零部件毛刺、锈蚀严重。
2.2.3故障诊断与排除：①低速时离合踩到底挂各挡，若不正常时需调节离合行程。②空挡时转动输入轴，阻力大说明轴承预紧力大，需减少各轴承垫片厚度 。③打开上盖，推动摇臂挂挡困难时需拆检换挡机构零部件，更换自锁部件。④晃动换挡拨叉检查能否活动自如无卡滞。⑤推拉换挡轴检查选档挡位是否清晰。⑥排除以上因素后拆检同步器总成，同步器零件造成换挡困难时需整体更换。
2.3乱挡
2.3.1故障现象：变速杆所挂挡位与实际挡位不符或一次挂入两个挡位。
2.3.2故障原因：①互锁轴断裂，任何选挡位都无法挂挡或只能挂入某个档位。②互锁驱动板与互锁轴槽磨损严重，能选档但无法挂档。③换挡驱动板与互锁轴槽磨损，导致挂两个挡位或挂入临近档位。④换挡拉板断裂，无挡位。⑤自锁弹簧压缩卡死，空挡自动挂挡。
2.3.3故障诊断与排除：①挂挡后变速箱卡死，可判定为挂入两个挡位，拆箱更换互锁组件。②挂入后无某挡位需拆检驱动板、换挡拉板是否断裂。③空挡无定位需拆检自锁块、自锁销、自锁弹簧是否完好。 ④其余乱挡故障均需拆检换挡轴、换挡驱动板、自锁驱动板等零部件，零件有明显断裂、异常磨损的即换新。
2.4挡位卡死
2.4.1故障现象：空挡时卡死无法挂挡或挂入挡位后无法回空挡，。
2.4.2故障原因：①同步器定位块脱出，齿套卡死无法脱挡。 ②同步齿座、同步环供油不足，成焦灼状态造成齿套卡死无法脱挡。③齿轮中滚针轴承烧蚀，齿轮与输出轴严重不同心，同步器憋死无法换挡。④换挡拨叉或拉板折断，只有一个挡位且无法脱出。⑤换挡机构中进入异物，互锁销轴卡滞，挡位始终锁在一个挡位上。
2.4.3故障诊断：①拆上盖检查，单独换挡操作看换挡机构是否正常，若不正常则进行拆检更换问题零部件。②检查换挡拉板及拨叉是否断裂，零件断裂则进行更换。③手拨各同步器检查是否能挂入挡位并顺利脱挡，推块脱出时更换新部件。检查同步锥同步环是否有游隙，磨损焦灼时同步器整体更换。④手拨各齿轮能否自由转动，空挡时齿轮转不动表示齿轮滚针轴承烧蚀，需更换相应齿轮、轴承、轴等部件。
3.结束语
对于汽车变速箱出现的换挡故障，要根据故障发生的特征，首先进行常规故障的检查工作，判断分析故障的发生原因，然后进行相应的检修，这样一来，节约了故障的检修时间，也降低了一定的返修率，提高了汽车的使用性能。在实际应用过程中，应逐一排查离合器、离合操纵系统和变速箱、变速操纵系统的各个关键要素的问题，并通过主观评价反复优化，可以取得很好的效果。
参考文献：
[1]陈家瑞.汽车构造.北京：机械工业出版社， 2003
[2]薛庆文.汽车变速箱技术及发展趋势[J].北京：汽车维修与保养，2008.
[3]徐连香，徐兵，孙影，刘伟.汽车变速箱常见故障及分析[J].长春：机械制造与研究，2009.
作者简介：
张凯（1987-），男，安徽长丰人，本科，主要从事汽车变速箱零部件生产及总装工艺研究。
关键词：变速箱;发展;换挡;脱挡;故障
引言
变速箱作为汽车传动系统中的关键部件，担负着将动力从发动机传至车轮的重任。其降速增扭、增速降扭的特性，能使发动机在最佳的动力性能状态下，适应车辆在起步、加速、行驶、倒车等不同条件对驱动车轮的牵引力及车速的不同需要。社会经济的快速发展使汽车成为我们日常生活中不可或缺的一部分，伴随着汽车直线上升的产销量，交通事故发生率也在成比列的增长，这其中因变速箱故障导致的人员伤亡数字也不容小觑。因此，分析变速箱在使用过程中的故障原因对降低事故发生率是非常必要的。
1.汽车变速箱的发展及分类
1.1 国外变速箱的发展
最早出现的变速箱为手动挡，由法国人“标致”于1889年研制成功。传统手动变速箱具有结构简单、成本低、传动效率高等特点。自动变速箱自上世纪40年代开始使用，由美国制造商发展起来。目前，自动变速箱技术在全球各地市场的表现不一：在美国，消费者要求汽车必须操控简单，驾乘舒适，因此，AT变速箱占有绝对优势。欧洲消费者注重驾驶体验，喜欢手动操控机械带来的乐趣，所以，当DCT出现后立刻成为欧洲市场上的宠儿。日本则是世界上CVT装车率最高的国家。
1.2国内变速箱的发展
我国在手动变速箱方面已取得了较大进步，但在自动变速箱的技术和发展路线上却相对发展缓慢。中国变速箱产业是由外资、国资、民资组成的具有国际竞争特点的市场结构与资本结构。其特点为：①独资、合资基本上按照跨国公司的市场战略进行设厂布局。②国有股份如一汽、东风、上汽等大集团所属的变速箱厂均具有计划经济布局的特征。③民营企业如重庆秋田、浙江万里杨、浙江金华东风等企业均为后起之秀，以每年30%-50%的速度增长。
1.3汽车变速箱分类及其特点
1.3.1手动变速箱MT
手动变速箱（ManualTransmission，简称MT）又称机械式变速箱，即必须用手拨动变速杆才能改变变速箱内的齿轮啮合位置，从而达到变速的目的。汽车手动变速箱大多为有级式齿轮传动变速箱，并且通常带同步器，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合方可拨动变速杆，相较于自动变速箱其传动效率要高，并且可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感，维修保养上会比自动变速箱便宜。
1.3.2液力自动变速箱AT
液力自动变速箱（Automatic Transmission，简称AT），是由液力变扭器和行星齿轮变速箱组合而成。液力变扭器装有三种叶轮：泵轮、涡轮、导轮。发动机工作时，飞轮和泵轮一起旋转，带动泵内的油推动涡轮叶轮旋转，导轮使涡轮甩出的油再次冲击泵轮，使得扭矩增大。液力变扭器再配上一个行星齿轮变速箱，可以改变不同的变速比和实现倒车。这种变速箱驾驶轻松，运行平稳，低速扭矩大，但同时其机构复杂，价格较贵，也比较费油。
1.3.3电子控制机械式自动变速箱AMT
电子控制机械式自动变速箱（Automated Mechanical Transmission，简称AMT），是在手动变速箱基础上加装微机控制系统，由车载电脑（ECU）对发动机供油、离合器的分离与结合、变速箱换挡三者的动作与时序实现最佳匹配来实现换挡的自动化，主要改变手动换挡操纵部分。 AMT不仅保留了原齿轮变速箱效率高、低成本的长处，而且还具备了液力自动变速箱采用自动换挡所带来的全部优点。
1.3.4金属带式无级自动变速箱CVT
金属带式无级自动变速箱（Continuously Variable Transmission，简称CVT），也就是我们常说的无级变速器。CVT主体由一对滑轮和一只钢制皮带组成，每个滑轮是由两个椎形盘组成的V形结构，引擎轴连接小滑轮，透过钢制皮带带动大滑轮。锥型盘可在液压的推力作用下收紧或张开，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度，传动比也就发生了变化。CVT的传动系统理论上挡位可以无限多，动力输出是线性的。传动的机械效率、省油性大大优于普通的自动挡变速箱。
1.3.5双离合变速箱DCT
双离合变速箱（Dual Clutch Transmission，简称DCT），是一种机械式自动变速箱，它以传统手动变速箱为基础加入双离合器和电控组件，离合器的分离与接合，以及挡位切换都在电脑的掌控下通过液压机构进行控制，其动力传递通过两个离合器联结两根输入轴，相邻各挡的被动齿轮交错与两输入轴齿轮啮合，能够实现在不切断动力的情况下转换传动比。动力传递效率高、挡位切换迅速和成本低于传统自动变速箱是双离合变速箱的三大优势。
2.客车变速箱换挡故障分析
目前在国内的客车市场上，大量使用的仍然是机械式手动变速箱，下面就以应用广泛的采埃孚6S-90（旋转轴—拉板—拨叉式换挡结构）手动变速箱为例，分析变速箱内部因素导致的换挡故障及其排除方法。
2.1 跳挡
2.1.1故障现象：汽车重载、爬坡、负荷突然变化或车辆剧烈震动时，变速杆从某挡自动跳回空挡位置。
2.1.2故障原因：①变速箱拨叉推块磨损异常，同步器齿套与推块间隙变大。 ②自锁块凹槽与自锁销磨损松旷，自锁弹簧应力变形。③拨叉弯曲变形、过度磨损，同步器未挂到位。④轴承磨损严重，变速箱输入轴、输出轴轴向窜动大。⑤同步器中的齿座与齿套磨损严重，在运转时摆动量大。
2.1.3故障诊断与排除：①敲击输入轴、输出轴，窜动量大时重新调整前后轴承间隙。②拆检变速箱上盖，推动各换挡拉板检查是否有偏摆过度状况，换挡板连接组件异常磨损时予以更换。 ③手推换挡摇臂换挡，各挡位换挡阻力小时为自锁装置失效，拆检自锁组件，更换磨损零件。④检查跳挡挡位拨叉是否变形，拨叉推块有无单边磨损异常状况。 ⑤晃动同步器齿套，检查同步器是否松旷。挂上挡位后检查同步器花键倒锥是否磨损，对问题同步器予以整体更换。 2.2选挡、挂挡困难
2.2.1故障现象：变速杆不能正常挂上挡位，或者挂入挡位后又很难退挡。
2.2.2故障原因：①离合器不完全分离;②上盖换挡连接板各滑动摩擦组件配合间隙小，摩擦力大;自锁弹簧弹性系数偏大，自锁装置斜度大，自锁销解锁困难。 ③轴承间隙调整过小，空挡时转动输入轴阻力大。④同步器卡入异物换挡不畅;同步器齿座齿套配合间隙小，换挡卡顿;同步锥与齿套齿牙端面有小平面，换挡打齿。⑤选挡轴回位弹簧应力变形或卡滞，选挡挡位模糊，挂挡发卡。⑥零部件毛刺、锈蚀严重。
2.2.3故障诊断与排除：①低速时离合踩到底挂各挡，若不正常时需调节离合行程。②空挡时转动输入轴，阻力大说明轴承预紧力大，需减少各轴承垫片厚度 。③打开上盖，推动摇臂挂挡困难时需拆检换挡机构零部件，更换自锁部件。④晃动换挡拨叉检查能否活动自如无卡滞。⑤推拉换挡轴检查选档挡位是否清晰。⑥排除以上因素后拆检同步器总成，同步器零件造成换挡困难时需整体更换。
2.3乱挡
2.3.1故障现象：变速杆所挂挡位与实际挡位不符或一次挂入两个挡位。
2.3.2故障原因：①互锁轴断裂，任何选挡位都无法挂挡或只能挂入某个档位。②互锁驱动板与互锁轴槽磨损严重，能选档但无法挂档。③换挡驱动板与互锁轴槽磨损，导致挂两个挡位或挂入临近档位。④换挡拉板断裂，无挡位。⑤自锁弹簧压缩卡死，空挡自动挂挡。
2.3.3故障诊断与排除：①挂挡后变速箱卡死，可判定为挂入两个挡位，拆箱更换互锁组件。②挂入后无某挡位需拆检驱动板、换挡拉板是否断裂。③空挡无定位需拆检自锁块、自锁销、自锁弹簧是否完好。 ④其余乱挡故障均需拆检换挡轴、换挡驱动板、自锁驱动板等零部件，零件有明显断裂、异常磨损的即换新。
2.4挡位卡死
2.4.1故障现象：空挡时卡死无法挂挡或挂入挡位后无法回空挡，。
2.4.2故障原因：①同步器定位块脱出，齿套卡死无法脱挡。 ②同步齿座、同步环供油不足，成焦灼状态造成齿套卡死无法脱挡。③齿轮中滚针轴承烧蚀，齿轮与输出轴严重不同心，同步器憋死无法换挡。④换挡拨叉或拉板折断，只有一个挡位且无法脱出。⑤换挡机构中进入异物，互锁销轴卡滞，挡位始终锁在一个挡位上。
2.4.3故障诊断：①拆上盖检查，单独换挡操作看换挡机构是否正常，若不正常则进行拆检更换问题零部件。②检查换挡拉板及拨叉是否断裂，零件断裂则进行更换。③手拨各同步器检查是否能挂入挡位并顺利脱挡，推块脱出时更换新部件。检查同步锥同步环是否有游隙，磨损焦灼时同步器整体更换。④手拨各齿轮能否自由转动，空挡时齿轮转不动表示齿轮滚针轴承烧蚀，需更换相应齿轮、轴承、轴等部件。
3.结束语
对于汽车变速箱出现的换挡故障，要根据故障发生的特征，首先进行常规故障的检查工作，判断分析故障的发生原因，然后进行相应的检修，这样一来，节约了故障的检修时间，也降低了一定的返修率，提高了汽车的使用性能。在实际应用过程中，应逐一排查离合器、离合操纵系统和变速箱、变速操纵系统的各个关键要素的问题，并通过主观评价反复优化，可以取得很好的效果。
参考文献：
[1]陈家瑞.汽车构造.北京：机械工业出版社， 2003
[2]薛庆文.汽车变速箱技术及发展趋势[J].北京：汽车维修与保养，2008.
[3]徐连香，徐兵，孙影，刘伟.汽车变速箱常见故障及分析[J].长春：机械制造与研究，2009.
作者简介：
张凯（1987-），男，安徽长丰人，本科，主要从事汽车变速箱零部件生产及总装工艺研究。