奧騰皮卡變速器設(shè)計(jì)【含6張CAD圖紙】
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SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書
學(xué)生姓名
系部
汽車與交通
工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
指導(dǎo)教師姓名
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
奧騰皮卡變速器設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)(論文)目的、意義
汽車變速器是汽車傳動(dòng)系的重要組成,變速器用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,使汽車獲得不同的牽引力和速度,同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作,對(duì)汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有重要的影響。因此,根據(jù)整車的主要技術(shù)指標(biāo)、發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)速和車輛行駛條件,變速器的結(jié)構(gòu)型式選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)選取及設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)汽車的整車設(shè)計(jì)極其重要。設(shè)計(jì)一臺(tái)匹配性好的變速器,就成為了汽車設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作。
通過(guò)設(shè)計(jì)可以使學(xué)生掌握汽車變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和方法。培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的技能。
二、設(shè)計(jì)(論文)內(nèi)容、技術(shù)要求(研究方法)
(1)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案確定;(2)變速器各檔傳動(dòng)比的分配確定;
(3)變速器齒輪參數(shù)的選擇;(4)變速器各檔齒輪齒數(shù)的分配;
(5)變速器齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算;(6)變速器軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算;
(7)同步器及箱體的設(shè)計(jì);(8)利用CAD畫裝配圖、零件圖。
整車整備質(zhì)量(kg): 1760
最大扭矩(n.m/rpm): 260/1600~2400
最大功率(kw/rpm): 80/3800
軸距(mm): 2950
三、設(shè)計(jì)(論文)完成后應(yīng)提交的成果
變速器裝配圖0號(hào)圖紙一張;變速器中間軸、輸入軸、輸出軸1號(hào)圖紙各一張;一檔、二檔齒輪2號(hào)圖兩張。設(shè)計(jì)說(shuō)明書1.5萬(wàn)字以上。
四、設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度安排
(1)調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開(kāi)題報(bào)告 第1~2周(2月28日~3月13日) (2)確定總體方案 第3~4周(3月14日~3月27日) (3)對(duì)變速器總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置 第5~6周(3月28日~4月10日) (4)對(duì)變速器傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì) 第7周(4月11日~4月17日)
(5)建立變速器的零件圖 第8~11周(4月18日~5月17日) (6)書寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第12~13周(5月16日~5月29日)
(7)設(shè)計(jì)審核、修改設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第14~16周(5月30日~6月19日) (8)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周(6月20日~6月26日)
五、主要參考資料
[1] 董云海, 殷晨波, 何茂先, 楊敏, 岳剛鵬. 基于MATLAB優(yōu)化工具箱的齒輪傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) , 2005, (11)
[2] 劉鶴松, 崔勝民. 基于MATLAB的汽車變速器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) , 2004, (01)
[3] 馬云超, 阮米慶. 變速器參數(shù)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 上海汽車 , 2009, (01)
六、備注
指導(dǎo)教師簽字:
年 月 日
教研室主任簽字:
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)(論文)題目: 奧騰皮卡變速器設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí):
學(xué) 生 姓 名:
導(dǎo) 師 姓 名:
開(kāi) 題 時(shí) 間:
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn):
簽字: 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
指導(dǎo)教師姓名
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是否
題目名稱
奧騰皮卡變速器設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、 課題研究現(xiàn)狀
自從汽車采用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力裝置開(kāi)始,變速器就成為汽車重要的組成部分?,F(xiàn)代汽車上廣泛使用的是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī),其具有體積小、質(zhì)量輕、工作可靠、使用方便等特點(diǎn),但其轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速變化范圍小,而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化,因此,在汽車傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器和主減速器,用以達(dá)到減速增距的目的。
距1894年一個(gè)法國(guó)工程師給一輛汽車裝上世界上第一個(gè)變速器至今,汽車變速器已經(jīng)經(jīng)過(guò)了一百多年的發(fā)展。變速器為汽車重要的組成部分,是承擔(dān)放大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩,配合引擎功扭特性,實(shí)現(xiàn)理想動(dòng)力傳遞,從而適應(yīng)各種路況實(shí)現(xiàn)汽車行駛的主要裝置。
現(xiàn)代汽車變速器的發(fā)展十分快,不斷出現(xiàn)嶄新的變速器裝置。變速器技術(shù)的每次跨越,都和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)制造技術(shù)、運(yùn)動(dòng)仿真等為變速器的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的保障。變速器的發(fā)展也給相關(guān)學(xué)科提出更高的理論要求,使人類的認(rèn)識(shí)邁向新的、更高的境界。
汽車變速器按傳動(dòng)比變化方式不同可分為有級(jí)式、無(wú)極式和綜合式三種。
有級(jí)式變速器:有幾個(gè)可選擇的固定傳動(dòng)比,采用齒輪傳動(dòng)。又可分為齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪(行星齒輪)軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪變速器兩種。有級(jí)式變速器應(yīng)用最為廣泛,目前轎車和輕、中型貨車多有應(yīng)用。
無(wú)級(jí)式變速器:傳動(dòng)比可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化,常見(jiàn)的有液力式,機(jī)械式和電力式等。電力式變速器在傳動(dòng)系統(tǒng)中也有廣泛采用的趨勢(shì)。
綜合式變速器:由有級(jí)式變速器和無(wú)級(jí)式變速器共同組成的,其傳動(dòng)比可以在最大值與最小值之間幾個(gè)分段的范圍內(nèi)作無(wú)級(jí)變化。綜合式變速器目前應(yīng)用的較多。
汽車變速器按操縱方式不同,變速器又可分為強(qiáng)制操縱式、自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式三種。
強(qiáng)制操縱式變速器:靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。
自動(dòng)操縱式變速器:傳動(dòng)比的選擇和換檔是自動(dòng)進(jìn)行的。駕駛員只需操縱加速踏板,變速器就可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信號(hào)和車速信號(hào)來(lái)控制執(zhí)行元件,實(shí)現(xiàn)檔位的變換。
半自動(dòng)操縱式變速器:可分為兩類,一類是部分檔位自動(dòng)換檔,部分檔位手動(dòng)(強(qiáng)制) 換檔;另一類是預(yù)先用按鈕選定檔位,在采下離合器踏板或松開(kāi)加速踏板時(shí),由執(zhí)行機(jī)構(gòu)自行換檔。
使用最早的是手動(dòng)變速器,國(guó)內(nèi)最早的東風(fēng)解放全是是手動(dòng)變速器,但手動(dòng)變速器也并非一成不變,早期的變速器,那時(shí)國(guó)內(nèi)還在實(shí)用不帶同步器的變速器,換擋要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車速度是否同步才能進(jìn)行,并且升檔和降檔要求的油離配合還不一樣。后來(lái)為了方便駕駛,在領(lǐng)個(gè)相鄰齒輪間裝上了同步器,依靠同步器的作用,我們換擋就不需要去判斷車速了。目前手動(dòng)變速器依然在汽車界應(yīng)用非常廣泛,自動(dòng)變速器是個(gè)趨勢(shì),但手動(dòng)變速器確是駕駛樂(lè)趣的極大體現(xiàn)者。
2、 選題目的和意義
汽車變速器用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下,使汽車獲得不同的牽引力和速度,同時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。在汽車開(kāi)發(fā)過(guò)程中變速器參數(shù)的選擇十分重要。因?yàn)樗鼈冴P(guān)系到車輛的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。如不同車速時(shí)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間的關(guān)系,當(dāng)車速低于最高車速時(shí),驅(qū)動(dòng)力大于行駛阻力,這樣汽車就可以利用剩余的驅(qū)動(dòng)力加速或爬坡。這些都與變速器的參數(shù)有關(guān)。
從輕型貨車的特性上來(lái)說(shuō),手動(dòng)變速器的功用是其他變速器所不能替代的。本課題取材于汽車中比較實(shí)用的皮卡汽車,皮卡車載貨或在雨、雪路面上行駛時(shí),動(dòng)力性好,越野性能出色。為了滿足消費(fèi)者對(duì)汽車高性能、安全性、可靠性、舒適性的需求,對(duì)變速器的性能要求也更高。因此,本課題主要是針對(duì)機(jī)械式變速器的設(shè)計(jì)。
本課題根據(jù)給定皮卡車的車型參數(shù),設(shè)計(jì)皮卡車的變速器系統(tǒng),使汽車在各種工況獲得不同的牽引力和速度,同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。汽車變速器的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。其設(shè)計(jì)的成功與否決定著車輛的平順性、動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計(jì)要求。這就對(duì)變速器設(shè)計(jì)人員提出較高的要求。采用AutoCAD 繪制二維平面圖,對(duì)變速器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),能夠大大提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。通過(guò)對(duì)皮卡汽車的變速器課題深入的分析與研究,強(qiáng)化我們的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)能力。運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能分析解決實(shí)際問(wèn)題,樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的工作作風(fēng),培養(yǎng)不斷思考和學(xué)習(xí)的能力。
二、設(shè)計(jì)(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
1、基本內(nèi)容
(1)研究變速器發(fā)展現(xiàn)狀、目的意義、存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì);
(2)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案確定;
(3)變速器各檔傳動(dòng)比的分配確定;
(4)變速器齒輪參數(shù)的選擇;
(5)變速器各檔齒輪齒數(shù)的分配;
(6)變速器齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算;
(7)變速器軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算;
(8)同步器及箱體的設(shè)計(jì);
(9)利用CAD畫裝配圖、零件圖。
2、擬解決的主要問(wèn)題
(1)參數(shù)計(jì)算(變速器傳動(dòng)比計(jì)算、中心距計(jì)算、齒輪參數(shù)計(jì)算、各檔齒輪齒數(shù)的分配)。
(2)變速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算(變速器齒輪幾何尺寸計(jì)算;變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算及材料選擇;計(jì)算各軸的扭矩和轉(zhuǎn)速;齒輪強(qiáng)度計(jì)算及檢驗(yàn))。
(3)變速器軸設(shè)計(jì)計(jì)算(各軸直徑及長(zhǎng)度計(jì)算、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸的強(qiáng)度計(jì)算、軸的加工工藝分析)。
(4)變速器軸承的選擇及校核。
(5)同步器的設(shè)計(jì)選用和參數(shù)選擇。
(6)變速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
三、技術(shù)路線(研究方法)
通過(guò)網(wǎng)上搜索及圖書瀏覽收集相關(guān)資料
變速器結(jié)構(gòu)方案的確定
變速器主要參數(shù)的選擇
變速器齒輪與軸的設(shè)計(jì)校核
同步器及操縱機(jī)構(gòu)確定
利用AUTOCAD繪圖
四、進(jìn)度安排
(1)調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開(kāi)題報(bào)告 第1~2周(2月28日~3月13日) (2)確定總體方案 第3~4周(3月14日~3月27日) (3)對(duì)變速器總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置 第5~6周(3月28日~4月10日) (4)對(duì)變速器傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì) 第7周(4月11日~4月17日)
(5)建立變速器的零件圖 第8~11周(4月18日~5月17日) (6)書寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第12~13周(5月16日~5月29日)
(7)設(shè)計(jì)審核、修改設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第14~16周(5月30日~6月19日) (8)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周(6月20日~6月26日)
五、參考文獻(xiàn)
[1] 董云海, 殷晨波, 何茂先, 楊敏, 岳剛鵬. 基于MATLAB優(yōu)化工具箱的齒輪傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù), 2005,(11)
[2] 劉鶴松, 崔勝民. 基于MATLAB的汽車變速器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2004, (01)
[3] 馬云超, 阮米慶. 變速器參數(shù)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 上海汽車, 2009,(01)
[4] 劉惟信. 汽車設(shè)計(jì)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2001.
[5] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[6] 朝峰. 汽車變速器技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 汽車研究與開(kāi)發(fā),2005.
[7] 張松林. 最新軸承手冊(cè)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.
[8] 王望予. 汽車設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[9] 馬秋生. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.
[10] 周松鶴. 工程力學(xué)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.
[11] 張文春. 汽車?yán)碚揫M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.
[12] 董寶承. 汽車底盤[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[13] 彭明濤. 汽車帶式變速器的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào),2003,(01)
[14] Lee H.Kim H.Improvement of Fuel Economy by Shift Speed Control for Metal Belt Continuously Variable Transmission[J],Imeche,2002.
[15] Ashloy E.Is CVT the Transmission of the Future[J],Mechanical Engineering,1994.
六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn):
簽字: 年 月 日
SY-025-BY-4
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)記錄
日期
地點(diǎn)
指導(dǎo)方式
指導(dǎo)記錄
(指導(dǎo)內(nèi)容、存在問(wèn)題及解決思路)
學(xué)生(記錄人)簽名: 指導(dǎo)教師簽名:
日期
地點(diǎn)
指導(dǎo)方式
指導(dǎo)記錄
(指導(dǎo)內(nèi)容、存在問(wèn)題及解決思路)
學(xué)生(記錄人)簽名: 指導(dǎo)教師簽名:
日期
地點(diǎn)
指導(dǎo)方式
指導(dǎo)記錄
(指導(dǎo)內(nèi)容、存在問(wèn)題及解決思路)
學(xué)生(記錄人)簽名: 指導(dǎo)教師簽名:
附 錄
附錄A 英文文獻(xiàn)原文
Transmission Overview
Transmission gearbox's function the engine's output rotational speed is high, the maximum work rate and the maximum torque appears in certain rotational speed area. In order to display engine's optimum performance, must have a set of variable speed gear, is coordinated the engine the rotational speed and wheel's actual moving velocity. The transmission gearbox may in the automobile travel process, has the different gear ratio between the engine and the wheel, through shifts gears may cause the engine work under its best power performance condition. Transmission gearbox's trend of development is more and more complex, the automaticity is also getting higher and higher, the automatic transmission will be future mainstream.
Automotive Transmission's mission is to transfer power, and in the process of dynamic change in the transmission gear ratio in order to adjust or change the characteristics of the engine, at the same time through the transmission to adapt to different driving requirements. This shows that the transmission lines in the automotive transmission plays a crucial role. With the rapid development of science and technology, people's car is getting higher and higher performance requirements, vehicle performance, life, energy consumption, such as vibration and noise transmission depends largely on the performance, it is necessary to attach importance to the study of transmission.
Transmission gearbox's pattern the automobile automatic transmission common to have three patterns: Respectively is hydraulic automatic transmission gearbox (AT), machinery stepless automatic transmission (CVT), electrically controlled machinery automatic transmission (AMT). At present what applies is most widespread is, AT becomes automatic transmission's pronoun nearly.
AT is by the fluid strength torque converter, the planet gear and the hydraulic control system is composed, combines the way through the fluid strength transmission and the gear to realize the speed change bending moment. And the fluid strength torque converter is the most important part, it by components and so on pump pulley, turbine wheel and guide pulley is composed, has at the same time the transmission torque and the meeting and parting function.
And AT compare, CVT has omitted complex and the unwieldy gear combination variable transmission, but is two groups of band pulleys carries on the variable transmission. Through changes the driving gear and the driven wheel transmission belt's contact radius carries on the speed change. Because has cancelled the gear drive, therefore its velocity ratio may change at will, the speed change is smoother, has not shifted gears kicks the feeling.
AMT and the hydraulic automatic transmission gearbox (AT) is the having steps automatic transmission equally. It in the ordinary manual transmission gearbox's foundation, through installs the electrically operated installment which the microcomputer controls, the substitution originally coupling's separation which, the joint and the transmission gearbox completes by the manual control elects to keep off, to shift gears the movement, realizes fluid drive.
Manual transmission gear mainly uses the principle of deceleration. Transmission within the group have different transmission ratio gear pair, and the car at the time of shift work, that is, through the manipulation of institutions so that the different transmission gear pair work. Manual transmission, also known as manual gear transmission, with axial sliding in the gears, the meshing gears through different speed to achieve the purpose of torque variation. Manual shift transmission can operate in full compliance with the will of the driver, and the simple structure, the failure rate is relatively low, value for money.
Automatic transmission is based on speed and load (throttle pedal travel) for two-parameter control gear in accordance with the above two parameters to automatically take-off and landing. Automatic transmission and manual transmission in common, that is, there are two-stage transmission, automatic transmission can only speed the pace to automatically shift, manual transmission can be eliminated, "setback" of the shift feel.
?? Automatic transmission is a torque converter, planetary gears and hydraulic manipulation of bodies, through the hydraulic transmission and gear combination to achieve the purpose of variable-speed torque variation.
Also known as CVT-type continuously variable CVT. This transmission and automatic transmission gear generally the biggest difference is that it eliminates the need of complex and cumbersome combination of variable-speed gear transmission, and only two groups to carry out variable-speed drive pulley.
CVT transmission than the traditional structure of simple, smaller and it is not the number of manual gear transmission, no automatic transmission planetary gear complex group, mainly rely on the driving wheel, the driven wheel and the transmission ratio brought about by the realization of non-class change.
Widely used in automotive internal combustion engine as a power source, the torque and speed range is very small, and complex conditions require the use of motor vehicles and the speed of the driving force in the considerable changes in the scope. To resolve this contradiction, in the transmission system to set up the transmission to change transmission ratio, the expansion of the driving wheel torque and speed range in order to adapt to constantly changing traffic conditions, such as start, acceleration, climbing and so on, while the engine in the most favorable conditions to work under the scope; in the same direction of rotation of the engine under the premise of the automobile can be driven back; the use of neutral, interruption of power transmission, in order to be able to start the engine, idle speed, and ease of transmission or power shift . Transmission is designed to meet the above requirements, so that the conditions in a particular vehicle stability.
In addition to transmission can be used to meet certain requirements, but also to ensure that it and the car can have a good match, and can improve the car's power and economy to ensure that the engine in a favorable condition to increase the scope of the work of the use of motor vehicles life, reduce energy consumption, reduce noise, such as the use of motor vehicles.
Today the world's major car companies CVT are very active in the study. The near future, with electronic control technology to further improve, electronically controlled Continuously Variable Transmission-type is expected to be a wide range of development and application.
附錄B 文獻(xiàn)翻譯
變速器概述
發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速非常高,最大功率及最大扭矩在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。為了發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能,就必須有一套變速裝置,來(lái)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際行駛速度。變速器可以在汽車行駛過(guò)程中,在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比,通過(guò)換擋可以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下。變速器的發(fā)展趨勢(shì)是越來(lái)越復(fù)雜,自動(dòng)化程度也越來(lái)越高,自動(dòng)變速器將是未來(lái)的主流。
汽車變速器的任務(wù)是傳遞動(dòng)力,并在動(dòng)力的傳遞過(guò)程中改變傳動(dòng)比,以調(diào)節(jié)或變換發(fā)動(dòng)機(jī)的特性,同時(shí)通過(guò)變速來(lái)適應(yīng)不同的駕駛要求。由此可見(jiàn),變速器在汽車傳動(dòng)系中扮演著至關(guān)重要的角色。隨著科技的高速發(fā)展,人們對(duì)汽車性能的要求越來(lái)越高,汽車的性能、使用壽命、能源消耗、振動(dòng)噪聲等在很大程度上取決于變速器的性能,因此必須重視對(duì)變速器的研究。
變速器的型式
汽車自動(dòng)變速器常見(jiàn)的有三種型式:分別是液力自動(dòng)變速器(AT)、機(jī)械無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器(CVT)、電控機(jī)械自動(dòng)變速器(AMT)。目前應(yīng)用最廣泛的是AT,AT幾乎成為自動(dòng)變速器的代名詞。
AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成,通過(guò)液力傳遞和齒輪組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)變速變矩。其中液力變扭器是最重要的部件,它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成,兼有傳遞扭矩和離合的作用。
與AT相比,CVT省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動(dòng),而是兩組帶輪進(jìn)行變速傳動(dòng)。通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)輪與從動(dòng)輪傳動(dòng)帶的接觸半徑進(jìn)行變速。由于取消了齒輪傳動(dòng),因此其傳動(dòng)比可以隨意變化,變速更加平順,沒(méi)有換擋的突跳感。
AMT和液力自動(dòng)變速器(AT)一樣是有級(jí)自動(dòng)變速器。它在普通手動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上,通過(guò)加裝微電腦控制的電動(dòng)裝置,取代原來(lái)由人工操作完成的離合器的分離、接合及變速器的選擋、換擋動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。
手動(dòng)變速器主要采用齒輪傳動(dòng)的降速原理。變速器內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪副,而汽車行駛時(shí)的換擋工作,也就是通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)使變速器內(nèi)的不同的齒輪副工作。手動(dòng)變速器又稱手動(dòng)齒輪式變速器,含有可以在軸向滑動(dòng)的齒輪,通過(guò)不同齒輪的嚙合達(dá)到變速變矩的目的。手動(dòng)變速器的換擋操作可以完全遵從駕駛者的意志,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率相對(duì)較低、價(jià)廉物美。
自動(dòng)變速器是根據(jù)車速和負(fù)荷(油門踏板的行程)來(lái)進(jìn)行雙參數(shù)控制,擋位根據(jù)上面的兩個(gè)參數(shù)來(lái)自動(dòng)升降。自動(dòng)變速器與手動(dòng)變速器的共同點(diǎn),就是二者都屬于有級(jí)式變速器,只不過(guò)自動(dòng)變速器可以根據(jù)車速的快慢來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)換擋,可以消除手動(dòng)變速器“頓挫”的換擋感覺(jué)。
自動(dòng)變速器是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱機(jī)構(gòu)組成,通過(guò)液力傳遞和齒輪組合的方式來(lái)達(dá)到變速變矩的目的。
無(wú)級(jí)變速器又稱為連續(xù)變速式無(wú)級(jí)變速器。這種變速器與一般齒輪式自動(dòng)變速器的最大區(qū)別,是它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動(dòng),而只用了兩組帶輪進(jìn)行變速傳動(dòng)。無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)變速器簡(jiǎn)單,體積更小,它既沒(méi)有手動(dòng)變速器的眾多齒輪副,也沒(méi)有自動(dòng)變速器復(fù)雜的行星齒輪組,主要靠主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶來(lái)實(shí)現(xiàn)速比的無(wú)級(jí)變化。
汽車上廣泛采用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源,其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍很小,而復(fù)雜的使用條件要求汽車的驅(qū)動(dòng)力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。為解決這一矛盾,在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了變速器,用來(lái)改變傳動(dòng)比,擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍,以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件,如起步、加速、上坡等,同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍下工作;在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下,使汽車能倒退行駛;利用空擋,中斷動(dòng)力傳遞,以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速,并便于變速器換擋或進(jìn)行動(dòng)力輸出。變速器設(shè)計(jì)的目的就是為了滿足上述的要求,使汽車在特定的工況下穩(wěn)定的工作。
變速器除了要能滿足一定的使用要求外,還要保證使其和汽車能有很好的匹配性,可以提高汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,保證發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況范圍內(nèi)工作提高汽車的使用壽命、降低能源消耗、減少汽車的使用噪聲等。
當(dāng)今世界各大汽車公司對(duì)無(wú)級(jí)變速器的研究都十分活躍。不久的將來(lái),隨著電子控制技術(shù)的進(jìn)一步完善,電子控制式的無(wú)級(jí)變速器可望得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。
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