【设计】汽车三轴式十二挡手动变速器

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  绪    论

 

1.1 汽车变速器概述

 变速器用于改变发动机曲轴的转矩和转速,以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下,满足驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。随着汽车工业的不断发展,今后要求汽车车型的多样化、个性化、智能化已成为汽车的发展趋势。但变速器设计一直是汽车设计中最重要的环节之一,它是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速,同时使发动机在最有利的工况范围内工作。因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标。变速器能使汽车以非常低的稳定车速行驶,而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定车速是难以达到的。变速器的倒挡使汽车能倒退行驶;其空挡使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机和传动系分离。

变速器的结构除了对汽车的动力性、经济性有影响同时对汽车操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接影响。变速器与主减速器及发动机的参数做优化匹配,可得到良好的动力性与经济性;采用自锁及互锁装置,倒挡安全装置,其他结构措施,可使操纵可靠,不产生跳挡、乱挡、自动脱挡和误挂倒挡;采用同步器可使换挡轻便,无冲击及噪声;采用斜齿轮、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低,不同的传动比还可以使在其不同路面提高汽车的动力性和经济性,使汽车和发动机有良好的匹配性。

1.2 汽车变速器设计的目的和意义

    现代汽车上广泛采用往复活塞式内燃机作为动力源,它具有相当多的优点,如体积小,质量轻,工作可靠,使用方便等。但其转矩和转速的变化范围很小,而复杂的使用条件要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。如在坡道上行驶时,所需的牵引力往往是发动机所能提供的牵引力的数倍。而且一般发动机如果直接与车轮相连,其输出转速换算到对应的汽车车速上,将达到现代汽车极限速度的数倍。为解决这一矛盾,在传动系统中设置了变速器,变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速,目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下,使汽车获得不同的牵引力和速度,同时使发动机在最有利的工况范围内工作。由于汽车行驶条件不同,要求汽车行驶速度应能在很大范围内变化。内燃机曲轴转速变化范围都较小,远远满足不了车速应在很大范围内变化地要求,所以变速器应在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小,以适应经常变化的行驶条件,如起步、加速、上坡等,同时使在发动机旋转方向不变的前提下,使汽车能倒退行驶;利用空挡,中断动力传递,以使发动机能够起动、怠速,并便于变速器换挡或进行动力输出。

1.3 汽车变速器现状和发展趋势

现代汽车工业的飞速发展以及人们对汽车的要求不断的变化,机械式变速器不能满足人们的需要。而自动变速器技术得到了迅速发展。目前,国内变速器厂商都向着无级变速器和自动变速器方向发展,国内现已有好几款轿车已经应用上无级变速器,而重型多挡位汽车则采用多中间轴的形式,将低速档和高速档区分开。

无级变速器又称为连续变速式无级变速器(Continuously Variable Transmission简称"CVT") 。这种变速器与一般齿轮式自动变速器的最大区别,是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动,而只用了两组带轮进行变速传动。无级变速器结构比传统变速器简单,体积更小,它既没有手动变速器的众多齿轮副,也没有自动变速器复杂的行星齿轮组,主要靠主动轮、从动轮和传动带来实现速比的无级变化

在跨越了三个世纪的一百多年后的今天,汽车还没有使用上满意的无级变速箱。这是汽车的无奈和缺憾。但是,人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力,各大汽车厂商对无级变速器(CVT)表现了极大的热情,极度重视CVT在汽车领域的实用化进程。这是世界范围尚未根本解决的难题,也是汽车变速器的研究的终极目标。在今后,摩擦传动CVT;液力传动;电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission简称"AMT");齿轮无级变速器(Gear Continuously Variable Transmission)是围绕着汽车变速箱四个主要的研究方向。

    齿轮无级变速器(Gear Continuously Variable Transmission)这是一种全新的设计思想,是利用齿轮传动实现高效率、大功率的无级变速传动。

    据最新消息:一种"齿轮无级变速装置"(Gear Continuously Variable Transmission简称"G-CVT")已经试制成功,并已经进行了多次样机试验。"齿轮无级变速装置"结构相当简单,只有不足20种非标零件,51个零件,生产成本甚至低于手动变速箱。预计今年进行装车试验。



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郑爽上传于2017-11-10
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