【正文】 、污染??；中油門時經(jīng)濟性好；大油門時動力性好。小油門時換擋延遲大，可減少換擋次數(shù)，而且柴油機可以在較低的轉速下工作，燃料經(jīng)濟性好，噪音小，行駛平穩(wěn)舒適。大油門降擋時的柴油機轉速必須 降得很低，功率利用差。 （ 2）發(fā)散型：如圖 (b)所示，其換擋延遲隨油門增大而增大，主要特點是大油門升擋時柴油機轉速高，接近最大功率點，動力性好，換擋延遲大，減少了換擋次數(shù)，提高了舒適性。因此，目前世界上的自動換擋操縱系統(tǒng)幾乎都是采用兩參數(shù)換擋規(guī)律。 圖 單參數(shù)換檔規(guī)律 兩參數(shù)換擋規(guī)律 如圖 所示，兩參數(shù)換擋規(guī)律的換擋參數(shù)一般為車速 Va 和油門開度 ? 。其特點是：換擋控制系統(tǒng)結構最簡單，但是不論油門開度如何，換擋點、換擋延遲的 大小都不變，不能實現(xiàn)駕駛員可干預的換擋控長春工業(yè)大學學士論文 12 制，也難于兼顧動力性與經(jīng)濟性的要求。 單參數(shù)換擋規(guī)律 單參數(shù)換擋規(guī)律的控制參數(shù)一般為車速，見圖 ，當車速達到 V2 時，換入Ⅱ擋。自動換擋規(guī)律是自動變速系統(tǒng)判斷當前應處擋位或升、降擋的依據(jù)。對于工程車輛，由于其作業(yè)條件與作業(yè)工礦復雜、多變，負載變化的范圍大、隨機性強，導致其換擋也十分頻繁，所以自動變 速對與工程車輛減輕駕駛員勞動強度、提高生產(chǎn)率意義尤其重大。據(jù)統(tǒng)計：城市大客車平均每分鐘換擋 3～ 5 次，駕駛員就要連續(xù)完成 20～ 30 個手腳協(xié)調動作。因此，可使柴油機壽命提高 倍，變速器壽命提高 2～ 3 倍，其它傳動系統(tǒng)零部件壽命也將提高 ～ 倍。 （ 2） 自動變速提供了良好的傳動比轉換性能 無級自動變速可以消除或減弱動力傳動中的動載；而有級自動變速，由于它能自動同步換擋、離合器可按最佳結合規(guī)律結合，也避免了手動換擋粗暴所產(chǎn)生的沖擊與動載，這對于地形復雜、路面惡劣的現(xiàn)場作業(yè)或越野行駛時的工程車輛、自卸車輛以及軍用車輛都特別重要。自動變速是按某種預先設定的換擋策略自動完成換擋 ,以使整車獲得最佳的燃油經(jīng)濟性、動力性和低的污染排放。 實現(xiàn)車輛自動變速的意義 （ 1） 自動變速器消除了駕駛員換擋技術的差異性 車輛性能的優(yōu)勢除與其自身的結構有關外 ,還取決于正確的控制和操縱。換擋過渡過程受柴油機工況、車況和道 路狀況等行駛工況的影響。目前，壓緊油壓通常采用響應速度快、調節(jié)精度高的電液比例閥或高速電磁閥進行調節(jié)。 AT 的換擋品質控制的研究一直是一個熱點。在這種情況下，人工手動以及機械式的自動是不能勝任的，控制單元的電子化、計算機化是十分必要的。 （ 2） 自動變速器控制單元的電子化、計算機化、智能化 自動變速技術的不斷發(fā)展完善，在使車輛整體綜合性能不斷提高的同時，也促進了自動變速器的自動化、智能化。但是，從成本、制造的可行性等方面考慮，過多的擋位反而會使這種自動變速器的性能 /價格比下降。 自動變速器未來的發(fā)展趨勢 （ 1） 有級自動變速器多擋位化 對于有級變速器，只有增加其擋位，才能使其在性能上接近無級變速的理想狀態(tài)，從而提高動力性 并節(jié)約燃油。特別指出的是：美國福特公司在1997 年有了歷史性的突破，生產(chǎn)出可用于大扭矩、排量高達 3． 8L（扭矩為 ）V6 柴油機的 CVT，并成功安裝于 Winstar minivan 車輛上。目前主要有以下的 CVT 生產(chǎn)廠商 FHI Subaru Justy、 Ford、 Fiat、 Nissan 等。九十年代， VDT 公司研制成功了傳動力矩大、性能更佳的第二代 CVT變速器。日本富士重工也于同年研制成功裝備于 Juste 車上（排量 1～ ）電子控制 CVT。這種結構使變速器的傳動比得到了明顯的提高，從而具備了在車輛上廣泛使用的前提條件。德國 PIV 公司從 1956 年起，開始研長春工業(yè)大學學士論文 10 究鏈傳動的 CVT，德國大眾車輛公司也曾在轎車上裝用過這種變速器。 早期的機械無級變速器是通過兩個錐體改變接觸半徑來實現(xiàn)傳動比連續(xù)變化的，但由于接觸部分 擠壓應力太高，難以進入實用化。 （ 3） 金屬帶無級自動變速器 金屬帶無級自動變速器克服了前面兩種自動變速器固有的齒輪傳動比不連續(xù)和零件數(shù)量過多的缺點，具有速比光滑變化，無級傳遞扭矩，乘坐舒適，加速性好，燃料經(jīng)濟性高等特點，真正實現(xiàn)了無級變速。在幾種自動變速器中， AMT 的性能價格比最高。在此領域開展研究的還有美國 Ford、意大利 Fiat、法國 Renault 和瑞典的申寶等其他大型車輛企業(yè)，使全自動 AMT 逐步進入實用階段。 世界上第一種全自動電控機械式自動變速器是 1984年五十鈴公司投放市場的NAVI5，同時期出現(xiàn)的還有日本 Nissan、 Hino 和美國 Eaton 的全自動變速系統(tǒng)。由電子控制的氣動系統(tǒng)實現(xiàn)換擋，而換擋時刻由駕駛員 踩離合器踏板來確定，電子顯示器可提示駕駛員何時為 最佳換擋時刻。首先是半自動的 SAMT 階段。這種自動變速器主要包括三個部分：自動離合器、齒輪式機械變速器和電子控制系統(tǒng)。它以其傳動效率高、成本低和易于制造等優(yōu)點在自動變速器家族中占有重要的位置。由于液力自動變速器具有自動適應負載以及減振的特點，所以工程車輛一般都采用液力自動變速器。城市大客車的裝車率，在美國大體上是 100%，西歐是 95%。其燃油經(jīng)濟性大體上與手動機械式變速器相當，綜合經(jīng)濟性長春工業(yè)大學學士論文 9 能也得到了提高。 80 年代則采取增加行星齒輪變速器擋位的方法以及使用電子控制。 60年代的研究重點是采用多元件工作輪 ,提高液力變矩器的效率。 從 50 年代起，裝備液力自動變速器的轎車開始增多，但當時自動變速器的效率明顯低于機械變速器，使得裝備自動變速器的車輛存在燃油經(jīng)濟性較差的問題；同時，自動變速器的結構較復雜，成本高，從而限制了它的發(fā)展。液力變矩器是通過液體動量 矩的變化來改變轉矩的一種傳動元件，除了起離合器的作用外 ,還具有連續(xù)無級變速和改變轉矩的能力，對外負載有良好的適應性。 迄今為止，液力自動變速器是發(fā)展最為成熟的自動變速器。里斯豪姆（ Alf Lysholm）與英國里蘭車輛公司的史密斯（ Smith）工程師合作，創(chuàng)立了里斯豪姆 — 史密斯型三級液力變矩器，應用到公共車輛上。在船 舶工業(yè)應用液力自動變速器的過程中，人們認識到液力變矩器具有的一些特性：如渦輪轉速隨負荷自動變化，緩沖及減振等，這些特點對于陸地行駛的車輛來說是極為理想和重要的性能。每個Ｖ型輪由一個固定錐盤和一個能沿軸向移動的可動錐盤組成，來自液壓系統(tǒng)的壓力分別作用到主、從錐輪的可動錐盤上，通過改變作用到主、從錐輪可動錐盤上液壓力的大小，便可使主、從動錐輪傳遞扭矩的節(jié)圓半徑連續(xù)發(fā)生變化，從而達到無級改變傳動比的目的。 (2) 電控機械式自動變速器 電控機械式自動變速器是在原有機械變速器基本結構不變的情況下，通過加裝微機控制的自動操縱機構，取代原來由駕駛員人工完成的離合器分離與接合、摘擋與掛擋以及發(fā)動機的轉速同步調節(jié)等操作，最終實現(xiàn)換擋過程的操縱自動化。 自動變速器的分類 目前世界上使用最多的自動變速器主要有 3 種類型：液力自動變速器(Automatic Transmission 簡稱“ AT” )；機械式自動變速器 (Automated Mechanical Transmission 簡稱“ AMT ” ) ； 金屬帶式無級自動變速器 (Continuously Variable Transmission 簡稱“ CVT” )。 隨著變速理論的不斷進步，在車輛整體綜合性能不斷提高的同時，換擋策略越來越復雜，完全由駕駛員按照換擋策略換擋已經(jīng)不可能。隨著能源的日趨緊張以及大氣環(huán)境遭到的破壞日益加重，提高車輛的燃油經(jīng)濟性，節(jié)約能源及改善車輛的排放，減少大氣污染已成為人們急需解決的問題。 長春工業(yè)大學學士論文 7 圖 裝有活塞式內燃機和三擋變速器 的車輛 與裝有等功率發(fā)動機車輛的動力性 自動變速技術的產(chǎn)生 采用手動變速器的車輛需要通過駕駛員的操作改變傳動比，使車輛適應行駛條件。 通過進一步分析可知，當變速器的擋位無限增加，即采用無級變速器，且無級變速器的機械效率等于有級機械變速器時，發(fā)動機就可能總在最大功率下工作，即具有與等功率發(fā)動機同樣的動力性。故此需要由傳動系統(tǒng)通過改變傳動比，調節(jié)輸出到傳動軸的扭 矩和轉速，適應所需驅動力及速度變化的需求。相信隨著我國科學的不斷進步，汽車變速箱同步器試驗系統(tǒng)也將會得到更完善的發(fā)展。 汽車變速箱同步器試驗系統(tǒng)是汽車 傳動系統(tǒng)中試驗內容最多、技術難度最大的試驗設備之一，這一點在汽車行業(yè)已達成共識。另外，法國、美國有些汽車公司也在進行傳動系統(tǒng)室內道路模擬試驗的研究。 1991 年，大眾公司開始研制模擬汽車行駛工況的傳動系統(tǒng)綜合試驗臺，這種試驗臺能模擬汽車的各種行駛工況，進行試驗，并能同時進行變速器、離合器、傳動軸、后橋的壽命試驗?，F(xiàn)有的臺架試驗只能說是一種對比試驗，如何解決這一問題？許多學者 和研究機構都在進行這方面的探索。但是由于汽車的行駛是一個復雜的過程，要在單個總成試驗臺模擬被試件在實際行駛時的工況是十分困難的。所以這種方案還處在理論研長春工業(yè)大學學士論文 6 究過程中。但是試驗得到的是一組不完全的壽命試驗數(shù)據(jù)。利用這種方法試驗，減少了試驗中按實際運轉工況模擬并待全部試驗樣品都失效所需的冗長時間。而后再現(xiàn)濃縮后的應力時間歷程，進行可靠性試驗。 在試驗過程中，有人提出采用濃縮應力法定時截尾試驗的方法。現(xiàn)在越來越多的采用計算 機測控系統(tǒng)。但是由于變速箱同步器試驗系統(tǒng)的要求精確、運行復雜。但是氣壓傳動系統(tǒng)的工作壓力低，因此氣壓傳動裝置的推力不易過大；因為工作介質空氣的可壓縮性大，穩(wěn)定性差，給系統(tǒng)的位置和速度控制精度帶來很大影響。但是液壓傳動容易泄漏、摩擦損失，易造成較多的能量損失；在出現(xiàn)故障時不易診斷。驅動部分主要有液壓或氣壓兩種執(zhí)行方式。 其中機械部分主要為試驗臺臺架及操作部件。 目前我國一些研究機構開展了汽車變速箱同步器試驗系統(tǒng)的理論研究和 試驗研究。同時同步器可靠性壽命試驗的成本高，試驗時間長。國外汽車制造商對其可靠性進行了較詳細的 壽命試驗研究。 國內外的研究 狀況 變速箱同步器是汽車中的一個重要總成。通過鎖止面對摩擦面加壓，在摩擦力矩作用下使接合套與空轉齒輪同步。在回位彈簧 4 作用下，接合套 2 保持在空擋位置（對應工作原理圖 ）。 圖 為典型的錐形同步器結構簡圖。但它可以從結構上保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達到同步之前不可能接觸，以避免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。 同步器的工作原理 為避免機械變速箱在換檔時沖擊噪聲大，一般都采用慣性式同步器（以下簡稱同步器）。如 CA1091 中型載貨汽車六檔變速器中五、六檔使用的是具有鎖環(huán)裝置的慣性同步器。 目前，同步器的型式主要有常壓式、慣性式和自 行增力式三種。它是在接合套換檔機構基礎上發(fā)展起來的。因此，產(chǎn)生了同步器。這樣 ，不但不易掛擋，而且影響了輪齒壽命，使齒端部磨損加劇，甚至使輪齒折斷。為解決這一矛盾，在傳動系中設置了變速器。 作者簽名： 日 期： 長春工業(yè)大學學士論文 2 目錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 3 同步器 .................................................................................................................. 3 變速器 .................................................................................................................... 6 自動變速器的分類 ........................................................................................ 7 自動變速器的發(fā)展狀況 ................................................................................ 8 自動變速器未來的發(fā)展趨勢 ...................................................................... 10 實現(xiàn)車輛自動變速的意義 .......................................................................... 11 車輛自動換擋規(guī)律簡介 .................................................................................... 11 單參數(shù)換擋規(guī)律 .......................................................