3.2重卡变速器气动换挡系统
    （1）重卡变速器气动换挡概况
    现代重卡因其特殊的工作需要，一般都配有取力器。就一般的自卸车和牵引车而言，最普遍的还是采用后取力的方式。后取力是指取力器（主要结构是一对啮合齿轮）通过滑动啮合套与变速器副箱输出轴的后端花键连接获得功率，进而带动液压泵工作，完成诸如车斗的举升等动作。
在后取力过程中，为保证安全，往往采用停车取力的方式，即在取力器工作时车辆能够保持不动。但是要使后取力器工作，来自发动机的功率必须能够传递到副箱输出轴，也就是取力时，离合器未分离、主箱挂入挡位（通常是低挡）。此时，要使车辆不能行走，唯一的办法就是让副箱同步器处于空挡位置。另外，当取力工作完成以后，副箱同步器会自动回到取力前的低挡位置。
    （2）现有操纵系统存在的问题和缺陷
    现有的操纵机构气路系统可以实现上述功能，但前提是驾驶员必须严格按照取力器操作规程操作—停车→挂空挡→打开取力器开关→挂低挡开始取力→操作液压手柄或开关进行工作→工作完毕→挂空挡→闭取力器开关→挂低挡行车。但在具体操作中，许多驾驶员总是未按操作规程操作，往往是未挂空挡就直接关闭取力器开关，其后果就是副箱同步器与副箱低挡齿轮打齿，严重时导致副箱同步器与副箱低挡齿轮碎裂损坏。
    目前国内外生产的主副箱结构双中间轴重型汽车变速器采用的副箱高低挡换挡气操纵系统主要有两种。第一种气操纵系统，如图12所示。在该气路中，来自整车气源的0. 7～0. 8MPa高压空气经过减压阀减压后，气流压力降到0. 5～0. 6 MPa左右，压缩空气再经控制阀（二位五通阀）被分成高挡、低挡两股气路分别接通高气缸的两个进气口，用来控制活塞的左右运动，进而实现副箱同步器的换挡。其缺点是在任何时候推动高低挡气缸活塞向一侧运动的高压气始终存在，当车辆采用后取力方式时，变速器副箱容易受到由于驾驶员误操作而引起的损坏。这是由于当驾驶员进行停车取力时，高低挡气缸活塞起先处于右侧低挡位置，当按下取力器开关后，高低挡气缸活塞被一股来自取力器的更高压气从低挡位置推到空挡位置。取力工作结束后，如果驾驶员没有将主箱挂入空挡就直接关闭取力器开关，由于取力器气缸一侧的更高压气消失，而高低挡气缸活塞左侧的高压气始终存在，于是高低挡气缸活塞就会带动副箱同步器直接换入低挡，此时所需同步的惯量会远远超过副箱同步器的容量，进而产生接合齿严重打齿现象，造成变速器副箱损坏。

    第二种气操纵系统除在前一种系统的基础上增加一个控制气路执行高低挡控制阀的气路切换外，还在主气路上增加了一个二位二通控制阀，使得副箱换入挡位后，主气路即被切断，于是高压气就不能进入高低挡气缸内执行换挡。这种气操纵系统虽然克服了第一种系统的缺点，但是由于在变速器换入挡位后高低挡气缸内没有高压气，不能使活塞在高压气的推力作用下保持在高挡或低挡位置上，因此使得变速器在车辆行驶过程中容易脱挡。为此有人也采取了增加高低挡气缸自锁机构、副箱同步器自锁机构等措施来弥补上述缺陷，这在一定程度上起到了效果，但会使变速器结构复杂化、并增加制造成本。
    （3）新操纵系统
    新型的副箱气动换挡系统，避免了因后取力误操作引起的变速器副箱损坏。具体方案如图13所示。

    在新气路中，在第二种气操纵系统的基础上进行了改进，将原系统中的二位二通控制阀从主气路移到控制气路，并在高低挡气缸低挡进气口前增加了一个后取力防错阀，同时对原有两个控制阀和一个控制开关的结构进行了重新设计。彻底解决了车辆后取力时的误操作问题，同时也避免了副箱同步器的脱挡问题。
    新气路系统包括空气滤清器及减压阀1、高低挡控制阀2、二位二通控制阀3、控制开关4、后取力防错阀5、高低挡气缸6、后取力气缸9和取力器开关10，其中在主气路中，空气滤清器及减压阀的进气口与整车气源相连、出气口与高低挡控制阀的进气口相连，高低挡控制阀的低挡出气口与后取力防错阀的进气口相连、高挡出气口直接与后取力气缸上的高挡进气口相连，后取力防错阀的出气口与高低挡气缸上的低挡进气口相连；在控制气路中，二位二通控制阀的进气口与主气路相连，从二位二通控制阀出气口出来的气流被分成①、②两路，①路通向控制开关的进气口，②路通向后取力防错阀的左侧进气口，控制开关有两个出气口，形成③、④两股气路，分别通向高低挡控制阀的两个进气口；在后取力气路中，取力器开关的进气口与整车气源相连，从取力器开关出气口出来的气流被分成⑤、⑥两路，⑤路通向后取力气缸上的后取力进气口，⑥路通向后取力防错阀的右侧进气口。
    在主气路中，来自整车气源的0.7～0.8MPa高压空气经过减压阀1后，气流压力降到0. 5～0. 6MPa左右。高低挡控制阀2是一个二位三通阀，有一个进气口和高、低挡两个出气口，当高挡出气口打开时，高压气将从后取力气缸9上的高挡进气口进入，推动高低挡活塞7向左运动，带动高低挡拨叉轴15换入高挡；当低挡出气口打开时，高压气将经过后取力防错阀5从高低挡气缸9上的低挡进气口进入，推动高低挡活塞7向右运动，带动高低挡拨叉轴15换入低挡。
    在控制气路中，控制开关4是一个二位三通阀，两个出气口与高低挡控制阀2的两个控制气接口相连，分别负责打开高低挡控制阀2的高、低挡出气口。后取力防错阀5的左侧进气口与控制气路相连、右侧进气口与后取力气路相连，取力器开关10平时处于断开状态，此时后取力防错阀5处于接通状态。二位二通控制阀3只有当变速器主箱挂入空挡时处于接通状态：此时高压控制气经气路②，从后取力防错阀5的4号进气口进入使阀芯14处于图示位置，打开低挡气路。控制开关4此时也可起作用，通过气路③、④分别控制高低挡控制阀2高、低挡出气口的打开或关闭。
    当变速器主箱挂入挡位后，二位二通控制阀3即处于断开状态：此时整个控制气路中没有高压气，控制开关4不起作用。
    在后取力气路中，取力器开关10是一个二位二通阀，有接通和关闭两种状态。当接通时（此时高低挡活塞7处于低挡位置），来自整车气源的0. 7～0. 8 MPa高压空气通过气路⑤从取力气缸上的后取力进气口进入气缸，由于来自后取力气路的气流压力大于主气路气压，于是后取力器活塞8和高低挡活塞7在气压推动下一起向左运动，到限位块16位置时停止，此时高低挡活塞7正好处于空挡位置。与此同时，进入气路⑥的气流从右进气口进入后取力防错阀5，使后取力防错阀5处于断开状态，主气路中的气流不能进入高低挡气缸6，同时气缸内的残余气体通过后取力防错阀5的排气口被排空。当关闭取力器开关10后，后取力气路被切断，但由于高低挡气缸6内没有高压气，所以高低挡活塞7仍旧保持在空挡位置，要想重新换入挡位，就必须接通控制气路，而本气操纵系统的特点是只有在变速器主箱挂入空挡时才能接通控制气路，于是就避免了后取力时的误操作问题。

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