二軸式手動(dòng)變速器機(jī)械故障分析

于剛

摘 要：在交通事故中，判斷手動(dòng)變速器主動(dòng)脫擋還是人為原因?qū)е旅摀醯囊饬x重大，是事故分析及責(zé)任劃分的關(guān)鍵點(diǎn)。本文以實(shí)際案例為基礎(chǔ)，利用二軸式手動(dòng)變速器的構(gòu)造與基本原理解決了實(shí)際問(wèn)題，還原了事故真相。

關(guān)鍵詞：脫擋；手動(dòng)變速器；事故真相

1.手動(dòng)變速器如何變速

手動(dòng)變速器工作原理是更換不同大小的被動(dòng)齒輪來(lái)與動(dòng)力輸出軸結(jié)合，當(dāng)降擋時(shí)，實(shí)際上是將被動(dòng)齒輪切換成大齒輪，此時(shí)變速器輸出的轉(zhuǎn)速就會(huì)相對(duì)降低，但轉(zhuǎn)矩增加；反之，如果是升擋，則實(shí)際上是將被動(dòng)齒輪切換為小齒輪，此時(shí)變速器輸出的轉(zhuǎn)速就會(huì)提高，但轉(zhuǎn)矩會(huì)減小。

2.手動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)

手動(dòng)變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。

2.1.變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：

變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般由變速齒輪、同步器、軸和軸承組成。

2.1.1.同步器的構(gòu)成：

同步器由接合套、花鍵轂、同步環(huán)、嚙合齒輪、滑塊等組成。

2.2.操縱機(jī)構(gòu)

變速器操縱機(jī)構(gòu)由變速桿、撥塊、撥叉及撥叉軸、自鎖裝置、互鎖裝置等組成。其中，自鎖裝置和互鎖裝置組成了操縱機(jī)構(gòu)的安全裝置。作用：保證變速器在任何情況下都能準(zhǔn)確、安全、可靠地工作。

2.2.1.自鎖裝置

組成：自鎖鋼球和自鎖彈簧；

作用：保證換擋到位； 防止自動(dòng)脫擋。

2.2.2.互鎖裝置

組成：互鎖銷(xiāo)和互鎖鋼球；

作用：防止同時(shí)掛入兩個(gè)擋位。

3.案例分析

3.1.案情介紹

2016年7月，一輛超載無(wú)號(hào)牌“四不像”農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)（以下簡(jiǎn)稱“農(nóng)用車(chē)”）在鄉(xiāng)村水泥路上坡的過(guò)程中，車(chē)輛失控翻車(chē)后造成一人死亡的交通事故。駕駛員描述該車(chē)在二擋上坡的過(guò)程中動(dòng)力不足，當(dāng)他踩踏離合器踏板后欲將二擋掛入一擋的過(guò)程中，變速桿突然跳擋至空擋向后溜車(chē)。這種情況下，駕駛員采取多次制動(dòng)措施及多次嘗試掛擋失敗后，車(chē)輛繼續(xù)向后溜車(chē)直至翻車(chē)。

3.2.事故車(chē)輛檢驗(yàn)

3.2.1.制動(dòng)性能檢驗(yàn)

根據(jù)GB7258-2012《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制動(dòng)性能檢驗(yàn)。因該車(chē)失去行駛能力，無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)。經(jīng)靜態(tài)檢驗(yàn)，農(nóng)用車(chē)為液壓制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)液液面高度正常，制動(dòng)踏板、真空助力器、制動(dòng)分泵及制動(dòng)管路連接正常。將該車(chē)車(chē)輪頂起，踩踏制動(dòng)踏板，以一定的扭力轉(zhuǎn)動(dòng)頂起的車(chē)輪。經(jīng)檢驗(yàn)，該車(chē)的四個(gè)車(chē)輪在制動(dòng)的狀態(tài)下可以轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明該車(chē)制動(dòng)裝置技術(shù)狀況不良。

3.2.2.變速器拆卸檢驗(yàn)

（1）外觀檢驗(yàn)

未拆卸變速器之前，該變速器輸入軸與離合器連接正常，輸出軸與傳動(dòng)軸連接正常，換擋桿位于變速器換擋座上。未啟動(dòng)車(chē)輛時(shí)踩踏離合器踏板，實(shí)際操作換擋桿，該變速器換擋不平順，掛入擋位后晃動(dòng)換擋桿，未出現(xiàn)脫擋現(xiàn)象。

（2）拆卸檢驗(yàn)（如下圖1）

a拆卸變速器后，可見(jiàn)該變速器類(lèi)型為兩軸式變速器，輸入軸與輸出軸組合成第一軸為從動(dòng)軸，第二軸為主動(dòng)軸，輸入軸及輸出軸花鍵未見(jiàn)損壞，但該變速器無(wú)同步器裝置。

b變速器油變質(zhì)，發(fā)出惡臭的氣味。

c分離換擋器后觀察換擋器的換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋推桿等構(gòu)件完好，未見(jiàn)損壞，可進(jìn)行正?；瑒?dòng)，但撥叉與撥叉之間使用鐵絲連接，連接處粗糙。

d第一軸上的一至四擋齒輪及第二軸對(duì)應(yīng)的一至四擋齒輪邊緣均不同程度的磨損，磨損面光滑，無(wú)斷齒。由上述齒輪的損壞狀態(tài)分析：齒輪的磨損非新鮮狀態(tài)，為陳舊性磨損。其中，二擋齒輪磨損嚴(yán)重，進(jìn)行人工嚙合時(shí)，主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合沖擊，齒輪間嚙合接觸面較小，且嚙合不緊密，出現(xiàn)松曠的現(xiàn)象。

e多個(gè)柱塞軸承缺失掉塊，軸承表面不光滑，出現(xiàn)凹坑。

3.3.事故原因分析

根據(jù)對(duì)事故車(chē)輛的制動(dòng)性能檢驗(yàn)、拆卸變速器檢驗(yàn)并結(jié)合事故車(chē)輛當(dāng)時(shí)的裝載情況及事故現(xiàn)場(chǎng)路面情況分析本次事故的原因如下：當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)超載的農(nóng)用車(chē)在上坡的過(guò)程中動(dòng)力不足時(shí)，駕駛員欲想由高速擋掛入低速擋增加扭矩來(lái)為車(chē)輛提供向上的牽引力。因該農(nóng)用車(chē)的手動(dòng)變速器無(wú)同步器裝置，且變速器齒輪磨損嚴(yán)重，為陳舊性損壞，變速器油變質(zhì)，潤(rùn)滑效果較差，故在此狀態(tài)下強(qiáng)制性掛擋，主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合時(shí)會(huì)發(fā)生齒輪間同步紊亂、相互干涉及沖擊的現(xiàn)象。當(dāng)駕駛員掛檔紊亂后，又想采取一定的制動(dòng)措施控制車(chē)輛向后運(yùn)動(dòng)，因該車(chē)超載且制動(dòng)裝置技術(shù)狀態(tài)不良，故該車(chē)會(huì)向后加速運(yùn)動(dòng)，最后導(dǎo)致側(cè)翻于邊溝內(nèi)。本次事故發(fā)生原因應(yīng)為農(nóng)用車(chē)超載、變速器維護(hù)不當(dāng)、駕駛員操作不當(dāng)?shù)染C合原因所致，故不排除該農(nóng)用車(chē)存在主動(dòng)脫擋，即存在機(jī)械故障的可能。

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