12.2.1 Manual Commercial vehicle Transmissions(MT)

As discussed in Section 6. 7. 1, most commercial vehicle gearboxes with more than six speeds are generally not designed as single-range, but rather as multi-range gearbox.If the gearbox is so designed that the range units are only flange-mounted at defined interfaces,it is possible to produce a gearbox kit with a uniform basic gearbox.

1/6-speed Manual Commercial Vehicle Gearbox: ZF S 6-66

The The two-stage 6-speed manual commercial vehicle gearbox ZF S 6-66 was designed in the 1960s(Figure 12. 33).This gearbox was used for input torques of up to 660 N*m for mid-range trucks(110-210 kw).

The special characteristic of this gearbox is its capacity to be expanded into a 12-speed gearbox by means of a front-mounted splitter unit with second constant gear. The gear sequence of the gearbox is thereby “compressed”.

Fig.12.33. 6(12)-speed manual commercial vehicle gearbox ZF S 6-66 with ZF splitter unit GV 66; gearbox diagram Figure 6.45 b. l Swing fork; 2 compressed-air cylinder;

3/4 switches; 5 selector bar; 6 selector finger; 7 oil pump; 8 speedometer drive; 9 power take-off shaft; CGH constant gear high (high speed); CGL constant gear low (low speed)

There is no design change to the basic gearbox. Please refer to Figure 6. 45b to compare the gearbox diagrams.

Іn the 6-рееd bаѕіс gearbox,the revеrѕе and fіrѕt gеаrѕ аrе lоаtеd directly аt the output side bearings to minimise the shaft direction caused by the large tooth forces arising from the high transmission ratios (see Section 8.2). The gear pairs for second gear to fifth gear are mounted in sequence from right to left. The high-est (sixth) gear of the basic gearbox is direct drive (direct drive gearbox). Two different constant ratio gear pairs are available in the optional splitter unit. The front-mounted splitter unit makes the 6 speed direct drive gearbox into a 12-speed over-drive gearbox (CGH constant gear high = high speed). The transmission shafts run in tapered roller bearings and cylindrical roller bearings.

The synchronizer for first and second gear is a double-cone synchronizer, reducing the shifting force required. Reverse gear is unsynchronized, and shifted by means of a dog clutch. All the other gears have single-cone synchronizers. The splitter unit is shifted by means of a swing fork l, in contrast to the shift forks in the basic gearbox. The shifting force is provided by the compressed-air cylinder 2 located above the swing fork. This is operated by the driver using a pilot valve mounted on the gearshift lever.

The electric switch 3 mounted on the right-hand end of the splitter unit selector bar gathers information on the splitter stage selected. The selector bars 5 with their shift forks and the selector finger 6 moving the shift forks are shown in section in the top part of the gearbox. Depending on the gate selected, the selector finger grips one of the selector bars with an axial movement along its axis of rotation. In the top right-hand part of the gearbox the electric switch 4 can be seen, which gives the signal for the reversing lights. The locking pins that define the end of the selector bar travel are located on the opposite side of the shaft.

The gearbox housing is of rigid end-loaded design. The worm gearing 8 of the speedometer drive is located on the output flange. The serration gear 9 located on the output end of the countershaft enables a clutch-controlled power take -off to be attached (Section 6.9). This also requires no design change to the basic gearbox, as for connecting the splitter unit. An oil pump 7 can optionally be mounted at the input end of the countershaft, which supplies the input side bearings with lubricating oil, and pumps the gearbox oil through a separate oil cooler if required.

2/ 9-Speed Two-Range Manual Commercial Gearbox Vehicle Gearbox; ZF9S 109

The 9-speed commercial vehicle two-range gearbox in Figure 12.34 consist of a 4 speed basic gearbox with a crawler gear (high traction starting gear) and reverse gear as well as a flange-mounted range-change unit (cf. also the gearbox diagram in Figure 6.53).The gearbox with a maximum input torque of 1100 N*m is used in upper mid-range trucks (180 240 kW).

In the basic gearbox, the reverse gear and crawler are located close to a bearing,in order to minimize shaft deflection.The crawler#39;s large ratio facilitates moving off on mountainous roads and is also advantageous for manoeuvring. Then come the first, second and third gear pairs in order.

The fourth gear of the basic gearbox is direct drive.The rear-mounted range-change unit is of planetary design, and has two gears: one direct gear in which the planetary gear set revolves as a block (toothed clutch), and a second gear with a ratio larger than the overall gear ratio of the basic gearbox multiplied by the gear step of the main gearbox.This serves to double the gear sequence from 4 to a total of 8 select-able gears. The constant gear and the first, second and third gear pairs are used to double the gear number. The crawler ratio is only used when the range-change unit is engaged.

Fig.12.34. 9-speed (4 x 2 crawler) commercial vehicle gearbox ZF 9 S 109 with direct drive design; gearbox diagram and power flows Figure 6.53.1 Connection for turning shaft remote control; 2 selector finger; 3 selector bars; 4 cam plate; 5 shift valve for the range-change unit; 6 shift cylinder for the range-change unit; 7 lubricating oil pump;CG constant gear; c crawler; R/D range-change unit: R range; D direct

The gearbox shafts run in tapered roller bearings and in deep groove ball bearing. The central shafts of the planetary gear (sun, ring gear, spider) are interlinked by means of a single-cone synchronize, located on the output side beside the gear

汽车变速器的基础、设计、选择和应用

12.2.1手动商用车变速器（MT）

如第6.7.1节所述，大多数超过六档变速的商用车一般不是单量程的，而是作为多范围变速箱设计的。如果变速箱的设计使档位装置仅法兰安装在规定的接口上，则可以生产具有统一基本变速箱的变速箱套件。

1/6速手动商用车变速箱：ZF S 6-66

两级6速手动商用车变速箱ZF S 6-66于20世纪60年代设计（图12. 33）。该变速箱用于中档卡车的输入扭矩高达660 N*m （110-210千瓦）。

该变速箱的特点是可通过带有第二个恒定档位的前置分离器单元扩展为12速变速箱。由此“压缩”齿轮箱的齿轮序列。

图12.33.6（12) - 速度手动商用车变速箱ZF S 6-66，带ZF分流装置GV 66；变速箱图，图6.45 B.L摆叉；2个压缩空气气缸；3/4开关；5选档杆；6选档指；7油泵；8车速表驱动；9动力输出轴；CGH恒档高速；CGL恒档低速

基本变速箱没有设计变更。请参考图6. 45b来比较变速箱图。

在6速基本型齿轮箱中，倒挡第一齿轮直接位于输出侧轴承处，以最大限度地减少由高传动比引起的大齿力引起的轴偏转（参见第8.2节）。用于第二档至第五档的齿轮对从右到左依次安装，基本变速箱的最高档（第六档）是直接驱动（直接驱动变速箱）。可选的分配器单元中有两种不同的恒定比率齿轮副。前置式分离器单元使6速直接驱动齿轮箱成为12速超驱动变速箱（CGH恒定齿轮高=高速）。传动轴采用圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承。

第一和第二档的同步器是双锥同步器，减少了所需的换档力。倒档是不同步的，并且通过齿式离合器的换档。所有其他齿轮都有单锥同步器。与基本变速箱中的换档拨叉相比，分离器单元通过摆叉l换档。换档力由位于摆叉上方的压缩空气气缸2提供。 这是由驾驶员使用安装在换档杆上的先导阀操作的。

安装在分离器单元选择器杆的右端的电开关3收集所选择的分离器级的信息。选档杆5及其换档拨叉和选择指6移动换档拨叉在变速箱顶部的剖面图中示出。根据所选择的门，选档杆指通过沿其旋转轴的轴向移动来抓住其中一个选档杆。在变速箱的右上方可以看到电开关4，它给出了倒车灯的信号。限定选择器杆行程末端的锁定销位于轴的相对侧。

变速箱壳体采用刚性端部设计。 压力计驱动器的蜗杆传动装置8位于输出法兰盘上。位于副轴输出端的锯齿齿轮9可以固定离合器控制的动力输出装置（见第6.9节）。对于连接分离器单元，这也不需要对基本齿轮箱进行设计更改。油泵7可选地安装在中间轴的输入端，其为输入侧轴承提供润滑油，并且如果需要，将齿轮箱油泵送通过单独的油冷却器。

2/9速双程手动商用变速箱车辆变速箱

图12.34中的9速商用车双量程变速箱包括4速基本变速箱，带有履带齿轮（高牵引力起动档）和倒档以及法兰安装的换档单元（参见变速箱图6.53）。最大输入扭矩为1100 Nm的变速箱用于中高档卡车（180 240 kW）。

在基本齿轮箱中，倒档齿轮和履带位于轴承附近，以使轴偏转最小化。履带的大比例有利于在山区道路上移动，并且还有利于机动。然后依次来到第一，第二和第三齿轮对。

基本齿轮箱的第四档是直接驱动。后置式换档装置采用行星式设计，有两个档位：一个直接档，其行星齿轮组作为一个轴（齿轮离合器）旋转，另一个齿轮的比率大于总齿轮比乘以主变速箱的档位。这将使档位顺序从4倍增加到8个可选档位。恒速齿轮和一、二、三档齿轮副用于使档位加倍。履带传动比仅在换档装置接合时使用。

图12.34.9速（4 x 2 履带）商用车变速箱ZF 9 S 109，采用直接驱动设计；变速箱图和功率流图6.53.1转向轴遥控连接；2个选档杆；3个选档杆；4个凸轮板；5个换档阀用于换档装置；6个换档气缸用于换档装置；7个润滑油泵；CG常量齿轮；C履带；R/D档位变化：R倒车档；D 行车档

齿轮箱轴采用圆锥滚子轴承和深沟球轴承。行星齿轮（太阳、齿圈、星形齿轮）的中心轴通过位于行星齿轮齿轮旁边输出侧的单锥面同步器相互连接。齿轮箱的输出轴在一侧的定位球轴承上运行，以及另一侧的行星齿轮的齿上运行。由于行星齿轮中没有产生大的轴向力，因此输出轴的滚珠轴承主要用于抵消齿轮箱壳体中传动轴的外力。

除倒档以外的所有档位都有单锥面同步器。换档套筒由回转叉移动。在上部变速箱壳体中可以看到用于转轴遥控的连接1。这将移动选档杆指2，后者接着移动选档杆3。在选档杆指的旋转轴上可以看到凸轮板4，当选档杆指轴向移动时（从3/4号门切换到5/6号门），激活位于右侧的换档阀5，使安装在输出法兰盘上方的换档气缸6自动改变档位变换装置。

在副轴的输入端有一个润滑油泵7，为整个齿轮箱（齿轮、轴承等）提供润滑油，必要时通过单独的油冷却器泵送齿轮箱油，因为冷却油使齿轮更耐点蚀，从而延长了齿轮的使用寿命。齿轮箱壳体由三件式端部负载设计。

换档机构是通过双H换档门或叠加H（有关详细信息，请参见图12.36），在换档模式中，每个档位都被分配到自己的位置[12.68]。

3/16速三档手动商用车变速箱；ZF 16S 221

这款来自ZF Ecosplit 3系列的16速三档变速箱16 S 221包括一个带倒档的4速主变速箱，一个前置2速分离器单元和一个后置双速变速单元（ 另见图6.54中的变速箱图。图12.35显示了采用直接驱动设计的变速箱。最大输入扭矩为2200 N*m，用于发动机功率高达420kW的重型卡车

在EcoSplit主齿轮箱中，由于传递的扭矩很大，为了最大限度地减小轴偏转，倒挡和一档齿轮位于轴承附近。第二档和第三档的齿轮紧随其后。4档是直接档。

在前置式分离器单元中，齿轮序列通过两个恒定比率的齿轮对进行压缩，从而使可选齿轮增加到八个（见图6.49a）。后置式行星换档装置有一个直接档位，行星齿轮组作为一个整体旋转，第二个比率大于主变速箱的整体齿轮比，乘以主变速箱的档位（见图6.49b）。这使可选齿轮的数量增加了一倍，从8增加到16（见图6.49c）。

行星变速装置通过单锥面同步器进行换档。主变速箱一档和二档采用双锥面同步器，以减小换档力。所有其他齿轮都有一个单锥面同步器，为换档力和换档行程进行了优化。

通过换档转台单元1启动变速箱。带有相应换档套筒的换档杆3通过换档拨指2移动。换档单元的换档阀5通过转轴4的旋转轴启动。 通过气动换档缸6使换档单元换档。使用过的5通/ 2通阀（换档阀5）位于换档转台单元[12.69]中。 分流器单元也通过继动阀和集成的换档缸7气动地换档（图12.35中未示出）。

Fig.12.35。 16速（2x 4 x 2）商用车变速箱ZF 16 S 221; 变速箱图和电源。 图6.54.1换档转台装置; 2个选择器手指; 3个选择杆; 4转轴; 5换档阀用于换档单元; 用于换档单元的6个换档油缸; 7用于分流器单元的继动阀和换档缸（未示出）;8个润滑油泵; CGH恒齿高; CGL恒齿低;R/D档位变化：R倒车档；D 行车档[12.69]

位于中间轴上的润滑油泵8向整个齿轮箱（齿轮轴承、滑动面等）提供润滑油。带集成离合器钟形罩的齿轮箱壳体采用压铸铝设计。

行星齿轮组采用螺旋切割以降低噪音。 从快速运行的静止正齿轮传动装置中可知的推力锥技术用于吸收大的轴向力。 推力锥配对包括两个相互啮合的齿轮的前侧上的两个倾斜的接触面。 两个表面在锥形包络线上接触的接触面的锥形形式产生润滑间隙，在该润滑间隙中可形成流体动力润滑膜。 通过这些接触面，两个齿轮彼此轴向地相互支撑，使得来自齿的轴向力不被引导到轴并且因此不会在轴承上施加负荷。 这可以防止齿轮和轴倾斜[12.7]。

变速箱也可配备二级减速器（参见第11.6.3节）。减速器与属于它的热交换器集成在变速箱中。此外，变速箱可与离合器，驱动器和发动机控制的动力输出装置组合使用（参见第12.2.2节第8节动力输出装置）。

两个换档机构可用于驱动变速箱：

bull;双H换档模式（图12.36a）

bull;叠加H的换档（图12.36C）。

图12.36。a一种用于双H换档模式的换档杆，带有用于选择分流器单元的集成翘板开关；

b ZF商用车传动系列Ecosplit 3双H档气动控制装置连接图。

分流器单元控制装置：1先导阀；5继动阀；7触发阀；

变程单元控制装置：2档换档阀；

显示开关用于：3空档位置；4换档单元；6分流单元；

c叠加H换档[12.69]

在使用叠加H进行换档的情况下，齿轮5至8将叠加齿轮I至4（图12.36C）。空档位置位于3号门（7）/4号门（8）。切换换档单元是通过在空档时激活换档杆前端的翘板开关来实现的。档位I-4和倒车档被分配到低速档和高速档5-8。通过换档杆侧的先导阀1预选相应的高和低分流器单元，并通过启动离合器进行切换。

两种换档机构都可以配备一个伺服系统，以减少换档力并提高换档舒适性。这尤其提高了低温下的换档舒适性。

4/12速双档手动商用车变速箱；伊顿双分离器TS-011612

图12.37中的齿轮箱是20世纪70年代开发的一种令人关注的副轴齿轮箱（与图6.55相比）。这是一个12速变速箱，带有一个4速基本变速箱和一个3速后装式分流装置，配有两个副轴。变速箱用于重型卡车，输入扭矩高达1600 N*m，发动机功率为280 kW。

后置分流器单元的特点是除了直接驱动外，还具有低速和高速分流器级。分路器模式由驾驶员在换档杆处预先选择，并在电源中断（离合器操作或提升油门踏板）时通过预张紧的换档元件实现。

两个基本齿轮箱和后安装式喷溅装置的是通过减少所需的表面宽度来减少齿轮箱的总长度。为此，滚动接触动力由两个相对的副轴传输。由于对称载荷，这两个副轴与齿轮箱主轴位于同一平面上。这将一个齿轮级的载荷分配到两个啮合，从而将理论接触应力减少一半。在实践中，工作面宽度可以减少40%。这有助于实现总长度的预期缩短，但代价是使整个齿轮箱变宽。主轴齿轮上的负载通过在主轴上径向精确浮动来平衡。它们在负载下位于各自的副轴齿轮之间。

图12.37 12速（4 x 3）手动商用车变速箱伊顿双分离器TSO-11612。两个副轴设计的主齿轮箱和后安装式分流装置；变速箱图和动力流图6.55

由于主轴齿轮仅被引导并且不在轴承中运行，所以它们不能传递大量的轴向力。 因此，螺旋齿轮不适合它们。 通过高接触比和高接触传动提高了直切齿轮的噪音水平。除摩擦同步分流级外，所有齿轮均为恒定啮合。分流级是气动移动的。变速箱的齿轮箱制动器与变速箱输入轴相连。它提供快速升档。为此，变速箱输入轴的转速大大降低，以实现分流器齿轮级的快速接合。当离合器踏板完全踩下时，变速箱制动器由气动驱动[12.9]。

变速箱壳体采用端部设计，并具有用于主轴和副轴轴承的内部隔板。 离合器钟罩壳用螺栓固定。

5/16速三档手动商用车变速箱；伊顿S系列齿轮箱RTSO-17316A

伊顿S变速箱系列代表了伊顿双分离器变速箱的进一步发展（图12.38）。 这种三档变速器的一个基本特征是所有三个变速箱都配备了两个中间轴。 另请参见图6.56中的齿轮箱图。

图12.38 16速（2 x 4 x 2）手动商用车变速箱Eaton RTSO-17316A，带双副轴和超速设计； 变速箱图和动力流图6.56

变速箱用于重型卡车，输入扭矩高达2400 Nm，总重量可达44 t。变速箱的所有档位装置都完全同步。所有同步器都安装在中心轴上。

每个同步器将两个副轴齿轮切换为动力流。为此，使用伊顿LF同步器（LF=低力，见同步器第9.2.5节“工程设计”）。

齿轮通过双H换档门换档。齿轮箱有一个铝合金离合器壳体。螺旋齿轮的使用有助于保持低噪音[12.10]。

12.2.2自动手动商用车变速箱（AMT）

在商用车辆应用的情况下，没有从手动变速器到部分和全自动变速器的明显过渡。 原则上，第12.2.1节中介绍的所有变速箱都可以通过适当的移动和驱动元件实现自动化。

所有商用车或商用车变速器的制造商都提供自动手动变速器。它们已以“如tronic”、“etronic”（ZF）、“telligent eas”/“power shift”、“sprintshift”（梅赛德斯-奔驰）、“i-shift/geartronic”（沃尔沃）、“opticruise”（斯堪尼亚）和“samt b”（伊顿）等名称引入市场[12.18、12.57]。

6/轻型商用车和货车的6速AMT；

eTronic 6 AS 380 VO是用于带有机电执行器的货车和轻型商用车的全自动手动变速箱的示例（图12.39）。另请参见图6.58中的齿轮箱图。这款两级单档变速箱的基础是完全同步的手动变速箱ZF 6S 380 VO。变速箱用于高达380 Nm的输入扭矩和高达120 kW的发动机功率。超速变速箱的总传动比为6.79。自动化所需的部件—离合器执行器和变速箱执行器，以及包括变速箱线束的电子变速箱控制单元—作为附加部件安装在变速箱壳体上。这样做的优点是手动和自动变速箱设计使用相同的部件。 通过全自动自调节干式离合器，可在车辆（加速踏板和制动踏板）中实现双踏板解决方案。

通过机电离合器执行器2来打开和关闭离合器。这种执行器的主要特点是通过压缩弹簧来补偿离合器力，压缩弹簧主要承担释放工作。

由于分离比（离合器执行器-离合器分离拨叉-离合器分离压杆）的存在，离合器可以通过一个小型电机启动，这只会补偿离合器分离系统的摩擦损失。

图12.39 6速自动变速器 ZF ETONICO 6 AS 380 VO，带机电式换档机构；变速箱图和功率流图

资料编号：[4392]