【文章內(nèi)容簡介】 與夢想 。 變速器簡介 現(xiàn)代汽車的動力裝置，幾乎都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機。它具有體積小，質(zhì)量輕，工作可靠，使用方便等優(yōu)點。其性能與汽車的動力性之間存在著較大的矛盾。發(fā)動機的扭矩，轉(zhuǎn)速 與汽車的牽引力，車速要求之間的矛盾，靠現(xiàn)代汽車的內(nèi)燃機本身是無法解決的。為此，在汽車傳動系中設(shè)置了變速器。即可使驅(qū)動車輪的扭矩增大為發(fā)動機扭矩的若干倍，同時又可使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的若干分之一 [12]。此外，汽車的使用條件頗為復(fù)雜，變化很大。如汽車的載重量、道路坡度、路面好壞以及交通情況等。這就要求汽車的牽引力和車速具有較大的變化范圍，以適應(yīng)使用的需要。當(dāng)汽車在平坦的道路上，以高速行駛時，可掛入變速器的高速檔；如果在不平的路面上或爬坡度較大的坡道時，應(yīng)掛入變速器的低速檔。根據(jù)汽車的使用要求，選擇不同的合 適的變速器檔位，不僅是汽車動力性的要求，而且也是汽車顏料經(jīng)濟性的要求。例如汽車在同樣的載貨量，道路，車速等條件下行駛，往往可掛入較高的變速器檔位，也可掛入較低的檔位工作。此時只是發(fā)動機的節(jié)氣門開度和轉(zhuǎn)速或大或小而已，可是發(fā)動機在不同的工況下，顏料的消耗是不一樣的。一般變速器具有四個或更多的檔位，駕駛員可根據(jù)情況選擇合適的檔位，使發(fā)動機燃料消耗量減小 [11]。 汽車在某些情況下，如今出停車場后車庫，或在較、窄的路上掉頭等，需要倒向行駛。然而，汽車發(fā)動機不能倒轉(zhuǎn)工作，因此在變速器內(nèi)設(shè)有倒檔。此外，變速器還設(shè)有空 檔，可中斷動力傳遞，以滿足汽車暫時停駛和對發(fā)動機檢查調(diào)整的需要。 發(fā)動機的輸出轉(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)動機的最佳性能，就必須有一套變速裝置，來協(xié)調(diào)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和車輪的實際行駛速度。變速器可以在汽車行駛過程中，在發(fā)動機和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，通過換擋可以使發(fā)畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 動機工作在其最佳的動力性能狀態(tài)下。變速器的發(fā)展趨勢是越來越復(fù)雜，自動化程度也越來越高，自動變速器將是未來的主流。 汽車自動變速器常見的有三種型式：分別是液力自動變速器 (AT)、機械無級自動變速器 (CVT)、電控機 械自動變速器 (AMT)。目前應(yīng)用最廣泛的是 AT， AT 幾乎成為自動變速器的代名詞。 AT 是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來實現(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，而是兩組帶輪進行變速傳動。通過改變驅(qū)動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進行變速。由于取消了齒輪傳動，因此其傳動比可以隨意變化，變速更加平順，沒有換擋的突跳感。 AMT 和液力自動變速器（ AT）一樣是有級自動變速器。它在普通手動變速器的基礎(chǔ)上，通過加裝微電腦控制的電動裝置，取代原來由人工操作完成的離合器的分離、接合及變速器的選擋、換擋動作，實現(xiàn)自動換擋。 典型變速器舉例分析 通用 HydraMatic 通用可稱得上是汽車自動變速器的鼻祖了。世界上第一個自動變速器就是 1940 年應(yīng)用在美國通用的奧斯莫比爾汽車上的，它是一臺串聯(lián)式行星齒輪結(jié)構(gòu)的液控變速器。而應(yīng)用于凱迪拉克 STSV 的最新 HydraMatic 六速自動變速器 6L80，則可稱得上是世界上最先進的液力自動變速器 (AT)了。 對于液力自動變速器來說，它的內(nèi)部其實也有擋位之分，只是取消了離合器。擋位越多，則換擋的平順性就越好。目前常見的自動變速器一般都是四速的，即有 4 個前進擋。6L80 則有 6 個前進擋，齒數(shù)比分別是 1 擋 、 2 擋 、 3 擋 、 4 擋 、 5 擋 、6 擋 。顯然，它比 4 速自動變速器具有更大的速比和更小的速比級差，因此變速時也就更加平順。 除了擋數(shù)更多以外， 6L80 還具有很多獨有的特殊絕技： 駕駛換擋控制系統(tǒng) —— 通過它，司機將車輛從自動擋變成無需離合器的高性能五速手動擋 。司機把排擋桿推到 DSC 位置上后，輕輕一碰就可以在指定的范圍內(nèi)利落、流暢地實現(xiàn)加減擋。在司機切換控制狀態(tài)下，變速器控制模塊會監(jiān)控車輛的速度、發(fā)動機扭力以及程宇丹：中型貨車變速器設(shè)計 10 所使用的擋位來決定是否自動加擋，避免對動力總成造成破壞。每個擋位上都有滑行離合器，能在所有五個擋位上進行發(fā)動機制動。 性能運算降擋系統(tǒng) —— 在連續(xù)高速行駛后，阻止升擋，保持發(fā)動機制動。變速器控制模塊根據(jù)駕駛行為來決定是否啟動這一裝置。如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)車輛拐彎前速度下降，變速器可能會連降兩擋以避免失速。 性能運算換擋系統(tǒng) —— 它在關(guān)閉油門高速水平加速時自動調(diào) 節(jié)擋位，在油門重新打開時降擋迅速提升動力。變速器控制模塊一旦察覺高速水平指令，這項功能立即啟動。 這款變速器還有在崎嶇山路上減少“擋位搜索”的換擋穩(wěn)定功能，帶有制動助力的降擋監(jiān)視功能，電控發(fā)動機制動，以及適應(yīng)這些高動力、高扭力的新式發(fā)動機所需的新型雙片式扭力變換器。另外 ， SRX 還配備了性能卓越的 Downgrade Detection 下坡剎車輔助系統(tǒng)。 奧迪 Multitronic 變速器 CVT 無疑是變速最為平穩(wěn)的自動變速器，但是它也有其弱點，比如傳動帶容易損壞，無法承受較大的載荷等，這些 技術(shù)上的難關(guān)使得它一直以來多應(yīng)用在小排量、低功率的汽車上。但是，奧迪的 Multitronic 變速器卻打破了這一常規(guī)，將無級自動變速器 (CVT)拓寬到了大排量、中高檔車領(lǐng)域。 傳統(tǒng)的 CVT 的核心是數(shù)比變換器，由兩組輪盤組和一條張緊的鏈條組成。 Multitronic變速器對鏈條的結(jié)構(gòu)進行了改進，它采用一種稱為多片式鏈帶的傳動組件，其鏈條采用了層狀的結(jié)構(gòu)，每一層都有銷釘來承受齒輪組斜面給予的壓力。此外，鏈條也是由很多的片組成，從而分化了其所承受的拉力，增加了傳輸轉(zhuǎn)矩的適應(yīng)性。這種組件大大拓展了無級變速器的使用 范圍，能夠傳遞和控制峰值高達 280 N/m 的動力輸出，其傳動比超過了以前各種自動變速器的極限值，完全可以滿足奧迪 A A8 這樣的大型車的要求。 Multitronic 還利用了濕式多片式離合器，取代了以前傳統(tǒng) CVT 和普通自動變速器車上的液壓變矩器。這種離合器和 F1 賽車采用的半機械式電子離合器極為相似，它耗能少，反應(yīng)更快，而且具有質(zhì)量小、尺寸小、傳動效率高的特點。 Multitronic 對液壓控制系統(tǒng)也作了優(yōu)化，它內(nèi)部有兩個活塞，而且高壓油路和冷卻油路彼此是獨立的，這樣油泵輸油量就比常規(guī)配置中的輸油量要 低得多，也就提高了變速器的效率，行駛性能也因此得到改善。傳統(tǒng)無級變速器的“橡膠效應(yīng)”和“離合器打滑現(xiàn)象”也隨之消失。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 全新的電子控制系統(tǒng)中還包含了 DRP 動態(tài)控制程序，它能對駕駛員使用油門踏板的方式進行評估，從而確定是把重點放在性能上還是經(jīng)濟性上。若是強調(diào)經(jīng)濟性，當(dāng)車速低至60km/h 以下時，它會根據(jù)事先設(shè)計好的以經(jīng)濟性為主的特性圖，通過調(diào)低速比，將發(fā)動機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成車輛前進的動力。如果駕駛員把油門踩到底，該程序立即切換到用于驅(qū)動的特性圖，并轉(zhuǎn)換到低速擋，這時即使行車速度很低，發(fā)動機也會以最大功率輸出所需 的高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。在正常駕駛條件下，它會在這兩個極端之間選擇最合適的速比。 雷諾 R25 F1 賽車變速器 雷諾的 R2 賽車在 2020 年的 F1 大獎賽中，可以說是風(fēng)光無限，力壓法拉力、邁凱倫、威廉姆斯等老牌勁旅，而穩(wěn)居第一。這除了得益于車手的優(yōu)秀表現(xiàn)外，更與明顯改善的賽車性能密不可分， R25 賽車的 6 擋半自動變速器自然也是功不可沒。 F1 賽車的變速器一般是電控機械自動變速器 (AMT)形式，它像手動變速器那樣操縱靈活、能最大限度地發(fā)揮車手的駕駛經(jīng)驗，同時，它內(nèi)部采用電腦實現(xiàn)自動換擋控制，因此又和自動變 速器一樣控制簡便，可以說是個半自動變速器。這種變速器集成了手動變速器和自動變速器的優(yōu)點，因此成為 F1 賽車的首選。 目前大多數(shù)車隊普遍采用 7 擋 AMT 變速器，即賽車有 7 個前進擋和 1 個倒擋。而 R25卻有所不同，采用 6 擋半自動變速器。由于少了一擋，在高速時會有些吃虧，但是，由于變速比的不同，它還是會在中低速時獲得更大的扭矩，以提高賽車的加速能力。而本賽季雷諾 R25 的杰出表現(xiàn)，也認證了這種設(shè)計的合理性：在最高車速上， R25 并不占優(yōu)勢，甚至比 F2020 要差一些，但是它的加速性能突出，在比賽一開始就能迅速擺脫其他賽車 。而且在加減速頻繁的轉(zhuǎn)彎處，它的出色加速性能使其他賽車很難超過 變速器的要求及功能 變速器的要求 對于變速器的要求，除一般的便于制造、使用、維修以及質(zhì)量輕，尺寸緊湊外，主要還有以下幾點： 1) 汽車具有良好的動力性和經(jīng)濟性指標； 2) 具有較高的傳動效率； 3) 操縱輕便，工作可靠，噪聲??； 4) 具有空檔和倒檔 變速器的功能 程宇丹：中型貨車變速器設(shè)計 12 變速器是汽車傳動系中最主要的部件之一 。 它的功用是： 1)在較大范圍內(nèi)改變汽車行駛速度的大小和汽車驅(qū)動輪上扭矩的大小。 由 于汽車行駛條件不同，要求汽車行駛速度和驅(qū)動扭矩能在很大 范圍內(nèi)變化。例如在高速路上車速應(yīng)能達到 100km/h，而在市區(qū)內(nèi)，車速常在 50km/h 左右?？哲囋谄街钡墓飞闲旭倳r，行駛阻力很小，則當(dāng)滿載上坡時，行駛阻力便很大。而汽車發(fā)動機的特性是轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而轉(zhuǎn)矩變化范圍更不能滿足實際路況需要。 2) 實現(xiàn)倒車行駛 汽 車發(fā)動機曲軸一般都是只能向一個方向轉(zhuǎn)動的，而汽車有時需要能倒退行駛，因此，往往利用變速箱中設(shè)置的倒檔來實現(xiàn)汽車倒車行駛。 3) 實現(xiàn)空檔 當(dāng)離合器接合時，變速箱可以不輸出動力。例如可以保證駕駛員在發(fā)動機不熄火時松開離合器踏板離開駕駛員座位。 變速箱 由變速傳動機構(gòu)和變速操縱機構(gòu)兩部分組成。變速傳動機構(gòu)的主要作用是改變轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的數(shù)值和方向；操縱機構(gòu)的主要作用是控制傳動機構(gòu)，實現(xiàn)變速器傳動比的變換，即實現(xiàn)換檔，以達到變速變矩。 機械式變速箱主要應(yīng)用了齒輪傳動的降速原理。簡單的說，變速箱內(nèi)有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換檔行為，也就是通過操縱機構(gòu)使變速箱內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時，讓傳動比大的齒輪副工作，而在高速時，讓傳動比小的齒輪副工作 。 所以本設(shè)計就是使汽車在不同的使用條件下，選擇合適的變速器擋位，使汽車的動力性和經(jīng)濟性都可以達到要求。并 使汽車動力傳動方向不改變的條件下，使汽車實現(xiàn)倒向行駛，利用空檔切斷發(fā)動機動力的傳送。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 2 汽車總體參數(shù)的選擇及計算 汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、貨車車頭和車廂尺寸等 [6]。 1) 外廓尺寸 GB1589—89 汽車外廓尺寸限界規(guī)定汽車外廓尺寸長：貨車、越野車、整體式客車不應(yīng)超過 12m，但鉸接式客車不超過 18m，半掛汽車列車不超過 ，全掛汽車列車不超過 20m；不包括后視鏡，汽車寬度不超過 ；空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過4m；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超出最大寬度處 250mm；頂窗、換氣裝置開啟時不得超出車高 300mm。 2) 軸距 軸距對裝備質(zhì)量、汽車總長、最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動軸長度、縱向通過半徑有影響。當(dāng)軸距短時，上述個指標減小。此外，軸距還對軸荷分配有影響。軸距過短會使車廂長度不足或后懸過長；上坡或制動是軸荷轉(zhuǎn)移過大，汽車制動性和操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動增大，對平順性不利；萬向節(jié)傳動軸的夾角增大 [9]。 3) 前輪距和后輪距 增大輪距，隨之而來的是室內(nèi)寬并有利于增加側(cè)傾剛度。但是此時汽車總寬度和總質(zhì)量增加，并影響最小轉(zhuǎn)彎 直徑變化。 受汽車總寬度不得超過 限制，輪距不宜過大。但在取定的前輪距范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動機、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運動間隙。在確定后輪距時應(yīng)考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。 4) 前懸和后懸 前、后懸長時，汽車接近角和離去角都小，影響汽車通過性能。對長頭汽車，前懸不能縮短的原因是在這段尺寸內(nèi)要布置保險杠、散熱器、風(fēng)扇、發(fā)動機等部件。從撞車安全性考慮希望前懸長些，從視角度考慮又要求前懸短些。前懸對平頭汽 車上下車的方便性有影響，前鋼板彈簧長度也影響前懸尺寸。長頭貨車前懸一般在 1100—1300mm。 貨車后懸長度取決于貨箱、軸距和軸荷分配的要求。輕型、中型貨車的后懸一般在 1200— 2200mm 之間，特長貨箱汽車的后懸可達 2600mm，但不得超過軸距的 55%。轎車后懸長度影響行李箱尺寸。客車后懸長度不得超過軸距的 65%，絕對值不大于 3500mm。對于程宇丹：中型貨車變速器設(shè)計 14 三軸汽車，若二、三軸為雙后軸，其軸距應(yīng)按第一軸至雙后軸中心線的距離計算；若一、二軸為雙轉(zhuǎn)向軸，其軸距按一、三軸的軸距計算。 5) 貨車車頭長度 貨車車頭長度系指從 汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離。車身形式即長頭型還是平頭型對車頭長度有絕對影響。此外，車頭長度尺寸對汽車外觀效果、駕駛室居住性和發(fā)動機的接近性等有影響。