柴油车用ZFS—型变速器的研究
摘要：ZFS6-90型变速器是德国ZF公司生产的六挡变速器，输出转矩为900～1200 N·m，安装在重型柴油货车和商用客车上，由于应用量大，目前已经国产化。通过结构原理、拆装注意事项、使用维护与故障排除的研究，对延长其使用寿命，提高配套机车的使用效率有很大帮助。
关键词：ZFS6-90型变速器；原理；拆装；维护；故障排除
中图分类号：S21903文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.04.003
1工作原理及结构组成
1.1工作原理
ZFS6-90型变速器是一种传统的三轴式变速器，三轴即主轴、副轴和二轴。动力传递路线：主轴（或称为输入轴）经主动齿轮将动力传递到副轴，通过常啮合齿轮带动二轴或输出轴各挡齿轮旋转。当换挡时，通过该挡齿轮将动力传递给二轴输出，至此完成换挡和传递动力。该变速器是手动6挡变速器，其中第6挡为直接挡，传动速比为1。一个倒挡，传动速比为83。变速器齿轮有斜齿和直齿，斜齿轮用于常啮合齿轮，包括一轴主动齿轮、副轴从动齿轮、副轴与二轴的2、3、4、5挡齿轮；换挡齿轮用直齿齿轮，如副轴与二轴的1挡、倒挡齿轮、倒挡中间齿轮。二轴上各挡齿轮空挂在该轴上，中间用滚针轴承连接。变速器壳体侧面有一个机油加注螺塞，机油加注量应刚好到此位置，不能多也不能少，变速器齿轮旋转时，靠飞溅润滑。
变速器换挡时，为减少齿轮冲击，减少噪声，必须使用同步器，使主、被动齿轮在换挡的瞬间转速同步。该变速器采用惯性锁环式同步器，分别安装在1-2挡、3-4挡和5-6挡间。
1.2性能参数
1.输入轴2.输入轴主动齿轮3.5、6挡同步器4.二轴5挡齿轮5.二轴4挡齿轮6.3、4挡同步器
7.二轴3挡齿轮8.二轴2挡齿轮9.1、2挡同步器10.二轴1挡齿轮11.倒挡拨叉12.二轴倒挡齿轮
13.输出二轴14.里程表蜗轮15.倒挡中间齿轮16.副轴1倒挡齿轮（与副轴一体）17.副轴2挡齿轮
18.副轴3挡齿轮19.副轴4挡齿轮20.副轴5挡齿轮21.副轴从动齿轮22.副轴
图1ZFS6-90型变速器结构
1.3结构
ZFS6-90型变速器主要由主轴、副轴、二轴、换挡机构、换挡连接杆和惯性锁环同步器组成（如图1）。
2拆装注意事项
2.1拆卸注意事项
在从车上拆下变速器总成前，应先进行行驶预热，然后将车辆开到维修站，停在地沟上，挂入空挡，关闭电源，将前后车轮用三角木楔住，以确保安全。拆下变速器油底壳下的放油螺塞，放干净变速器内的润滑油。拆下与变速器相连接的传动轴和支承机构。拆下离合器助力器、变速器里程表软轴和连接导线。用举升装置托出变速器总成，放在变速器专用支架上。在拆下的变速器拨叉支架上做装配记号，避免安装时错装。拆卸同步器时，应注意每个同步器上有3个弹簧、3个拨块和3个拉紧弹簧，不得丢失。副轴总成上的齿轮需要拆卸更换时，应在压床上先将磨损严重的齿轮压下。
2.2安装测量
（1）副轴上的3、4挡双联齿轮、5挡齿轮和被动齿轮应在压床上压入，且无轴向间隙。卡簧安装在槽内，确保轴承内圈无轴向间隙。
（2）副轴的轴向间隙应在0.14～0.17 mm。
（3）副轴输入端轴承应加热85 ℃后再压入，保证轴承与轴肩无间隙，轴承外圈调整垫圈厚度要合适。
（4）副轴总成安装到位后，轻轻转动时应无阻力。
（5）二轴装配前，应检查各挡同步器磨损情况。应保证同步器锥环与同步器锥体的间隙≥0.8 mm。如果间隙变小，可磨削同步器锥环大锥面，磨削量不大于0.3 mm。检查同步器锥环的磨损情况，如图2所示。
（6）同步器轴向间隙≥06 mm，如图3所示。检查时，应把同步器锥体与齿轮靠紧。同步器锥环套在锥体上，使两锥面完全接触，将同步器齿座靠在齿轮轮毂轴肩上，用塞尺测量齿座端面与锥环端面间隙，其值应≥06 mm。
检查合格后的同步器锥体和同步器锥环用颜色做标记，配对安装。
（7）3挡齿轮轴向间隙应在0.15～0.40 mm，3挡同步器间隙应≥0.60 mm。3、4挡同步器卡簧的轴向间隙应在0.02～0.05 mm。
（8）4挡同步器间隙应≥0.60 mm，4挡齿轮轴向间隙应在0.15～0.50 mm。
（9）2挡齿轮轴向间隙应在0.15～0.40 mm，2挡同步器间隙应≥0.60 mm。卡簧的轴向间隙应在0.02～0.05 mm。
（10）1挡同步器间隙应≥0.60 mm，1挡齿轮轴向间隙应在0.15～0.45 mm。
（11）5挡齿轮轴向间隙应在0.15～0.50 mm，同步器间隙应≥0.60 mm。
3使用维护与故障排除
3.1使用与维护
车辆在公路上行驶时，严禁将发动机熄火后空挡滑行，因为发动机的转向液压助力系统和空气压缩系统都需要发动机连续不断地运转才能起作用。行驶时，一旦发动机熄火，转向助力作用就会消失，导致转向沉重，容易发生事故。另外，空气压缩机也会停止工作，会因制动气压不足而使制动失效。
发动机熄火后，变速器挂空挡，车辆继续滑行時，变速器一轴停止转动，副轴和二轴上的所有齿轮都停止了转动，而二轴在汽车滑行中高速旋转。变速器所有齿轮都保持静止状态，飞溅机油润滑效应不再产生，这会使二轴上各齿轮轴孔内的滚针轴承得不到充足的润滑而很快烧损。
发动机出现故障，车辆不能行驶时，必须拖行，距离超过100 m时，必须拆下传动轴与驱动桥间的连接法兰，用绳索将传动轴捆在大梁上，使驱动桥与传动轴分开。拖拉时的行驶速度不得超过60 km/h，否则也会造成二轴滚针轴承损坏。
保养时，应注意检查齿轮油液面，变速器内的齿轮油应加注到壳体侧面的螺塞位置，以刚好能从该孔中流出齿轮油为宜（缺油会造成变速器早期损坏，油过多也会造成过热）。新车行驶2000～2500 km，第一次做强制保养时，应将变速器齿轮油更换掉，加注新油。更换齿轮油时，最好在热车工况下进行，以后换油要按照原厂规定里程或周期操作。
3.2常见故障的排除
（1）换挡困难。先检查变速杆各连接部位是否松旷。如果不是，再仔细检查是否因同步器锥环磨损严重造成换挡困难。应当拆下变速器进一步检查同步器锥环与锥体配合情况，其轴向间隙应≥0.60 mm。若间隙不在此范围，说明锥环与锥体已经靠死，没有摩擦力产生，自然会使换挡困难，这时应进行修复或更换同步器总成。
（2）掉挡。变速器掉挡主要原因可能是挡位锁弹簧弹力减弱或挡位锁销磨损严重。换挡拨叉滑块磨损严重造成滑套间隙过大，挡位不能挂到啮合齿全齿接合位置，啮合齿磨损严重，如偏磨，也会造成变速器掉挡。应拆解变速器，更换已磨损严重的零件。
参考文献：
[1]苏伟，宋涛，方胜峰.柴油汽车变速器换挡助力的检查方法[J].汽车运用，2012（7）.
[2]张方成.柴油汽车变速器和分动器常见故障与排除[J].农业机械化与电气化，1994（1）.
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