【正文】 比配套于經(jīng)濟(jì)型轎車廠家而且經(jīng)濟(jì)適用型轎車的銷量一直在車市名列前茅例如夏利奇瑞吉利等國內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車都是手動變速的車它們的各款車型基本上都是 5 檔手動變速 二自動變速器 AT 自動變速器 AutomaticTransmission 利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化自動地進(jìn)行變速而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可雖說自動變速汽車沒有離合器但自動變速器中有很多離合器這些離合器能 隨車速變化而自動分離或合閉從而達(dá)到自動變速的目的 在中檔車的市場上自動變速器有著一片自己的天空使用此類車型的用戶希望在駕駛汽車的時候為了簡便操作降低駕駛疲勞盡可能的享受高速駕駛時快樂的感覺在高速公路上這是個體現(xiàn)地非常完美而且以北京市來說現(xiàn)在的交通狀況不好堵車是經(jīng)常的事情有時要不停地起步停步數(shù)次司機(jī)如果使用手動檔則會反復(fù)地掛檔摘檔操作十分煩瑣尤其對于新手來說更是苦不堪言使用自動檔就不會這樣麻煩了 在市場上此類汽車銷售狀況還是不錯的尤其是對于女性朋友比較適合通常女性朋友駕車時力求便捷而我國要普及 這種車型關(guān)鍵要解決的是路況問題現(xiàn)在的路況狀況不均勻難以發(fā)揮自動檔汽車的優(yōu)勢 三手動自動變速器 AMT 其實通過對一些車友的了解他們并不希望摒棄傳統(tǒng)的手動變速器而且在某些時候也需要自動的感覺這樣手動自動變速器便由此誕生這種變速器在德國保時捷車廠 911車型上首先推出稱為 Tiptronic它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動檔束縛讓駕駛者也能享受手動換檔的樂趣此型車在其檔位上設(shè)有 選擇檔位在 D 檔時可自由變換降檔 或加檔 如同手動檔一樣 自動手動變速系統(tǒng)向人們提供兩種駕駛方式為了駕駛樂趣使用手動 檔而在交通擁擠時使用自動檔這樣的變速方式對于我國的現(xiàn)狀還是非常適合的筆者曾在上面提到手動變速器有著很大的使用群體而自動變速器也能適應(yīng)女士群體以及解決交通堵塞帶來的麻煩這樣對于一些夫妻雙方均會駕車的家庭來說可謂是兼顧了雙方體現(xiàn)了夫妻檔雖然這種二合一的配置擁有較高的技術(shù)含量但這類的汽車并不會在價格上都高不可攀比如廣州本田飛度 13L CVT 兩廂南京菲亞特 2021 派力奧 13 HL Speedgear 南京菲亞特 西耶那 Speedgear EL 這些二合一的車型價格均在 10 萬元左右這個價格層面還比較低的 所以手動 自動車在普及上還是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢而汽車廠商和配套的變速器廠家應(yīng)該以此為契機(jī)根據(jù)市場要求精心打造此類變速器因為這類變速器是有比較廣闊的市場的 四無級變速器 當(dāng)今汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是非常迅速的用戶對于汽車性能的要求是越來越高的汽車變速器的發(fā)展也并不僅限于此無級變速器便是人們追求的最高境界無級變速器最早由荷蘭人范多尼斯 VanDoornes 發(fā)明無級變速系統(tǒng)不像手動變速器或自動變速器那樣用齒輪變速而是用兩個滑輪和一個鋼帶來變速其傳動比可以隨意變化沒有換檔的突跳感覺它能克服普通自動變速器突然換檔油門反應(yīng)慢油耗高等 缺點通常有些朋友將自動變速器稱為無級變速器這是錯誤的雖然它們有著共同點但是自動變速器只有換檔是自動的但它的傳動比是有級的也就是我們常說的檔一般自動變速器有 2～ 7 個檔而無級變速器能在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)速比的無級變化并選定幾個常用的速比作為常用的檔裝配該技術(shù)的發(fā)動機(jī)可在任何轉(zhuǎn)速下自動獲得最合適的傳動比 從市場走向來看雖然無級變速器是一個技術(shù)分量比較高的部件但是也已經(jīng)走進(jìn)了普通轎車的身體 之中廣本兩廂飛度每個排量都有一款配置了 CVT 無級變速器既方便又省油且售價也僅在 968～ 1168 萬元而且奇瑞汽車銷售公司表示無級變速 器型年底上市看來無級變速器在中檔車中的運(yùn)用將越為廣泛 本次設(shè)計的變速器為手動變速器 13 機(jī)械式變速器的特點 機(jī)械式變速器結(jié)構(gòu)簡單維修維護(hù)方便造價低廉窗洞效率高工作可靠性強(qiáng)機(jī)械式變速器分為兩軸式和中間軸式兩軸式多用于發(fā)動機(jī)前置的前驅(qū)的乘用車上中間軸式為發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)和后置后驅(qū)的中型貨車上中間軸式機(jī)械效率低噪聲大為兩軸式軸和軸承數(shù)少所以結(jié)構(gòu)簡單輪廓尺寸小和容易布置等有點 本次設(shè)計中的所選擇的汽車及其主要參數(shù)如下所示 表 11 變速器設(shè)計的主要參數(shù) 項目 參數(shù) 車型名稱 基本參數(shù) 變速箱 常 X 寬 X 高 車體結(jié)構(gòu) mm 百公里加速 S 總質(zhì)量 Kg 發(fā)動機(jī)布置 發(fā)動機(jī)最大功率 排量 發(fā)動機(jī)最大扭矩 驅(qū)動方式 桑塔納 2021 GSi 時代驕子 18SVW7182HFi 4 速 手動 4680X1700X1423 三廂轎車 144 1140 縱置前置 74Kw5200 轉(zhuǎn)分 18 155Nm 3800 轉(zhuǎn)分 前輪驅(qū)動 第二章 變速器傳動機(jī)構(gòu)布置方案 機(jī)械式變速器因具有結(jié)構(gòu)簡單傳動效率高制造成本低和工作可靠等優(yōu)點故在不同形式的汽車上得到廣泛的應(yīng)用 21 傳動機(jī)構(gòu)布置方案分析 式變速器 1 兩軸式變速器 固定軸式變速器中的兩軸 式和中間軸式變速器得到廣泛應(yīng)用其中兩軸式變速器多用于發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動汽車上 與中間軸式變速器比較兩軸式變速器因軸和軸承數(shù)少結(jié)構(gòu)簡單輪廓尺寸小和容易布置等優(yōu)點此外各中間擋位因只經(jīng)一對齒輪傳遞動力故傳動效率高同時燥聲也低因兩軸式變速器不能設(shè)置直接擋所以在高檔工作時齒輪和軸承均承載不僅工作燥聲增大容易損壞還有受結(jié)構(gòu)限制兩軸式變速器與一擋速比不可能設(shè)計的很大對于前進(jìn)擋兩軸式變速器輸入軸的轉(zhuǎn)動方向與輸出軸的轉(zhuǎn)動方向相反而中間軸式變速器的第一軸與輸出軸的轉(zhuǎn)動方向相同 圖 21 兩軸式變速器的傳動方案 圖 21 示出用在 發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動轎車的兩軸式變速器傳動方案其特點是變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體發(fā)動機(jī)縱置時主減速器采用弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪發(fā)動機(jī)橫置時則采用圓柱齒輪多數(shù)方案的倒檔傳動常用滑動齒輪其他擋位均用常嚙合齒輪傳動圖 2－ 1f 中的倒擋齒輪為常嚙合齒輪并且用同步器換檔同步器多數(shù)用在輸出軸上這是因為一擋主動齒輪尺寸小同步器裝在輸入軸上有困難而高擋的同步器可以裝在輸入軸后端如圖 2－ 1de 所示圖 2－1d 所示方案有輔助支撐用來提高軸的剛度減少齒輪磨損和降低工作噪聲圖 2－1f 所示方案為五擋全同步器式變速器以此為基礎(chǔ)只 要將五擋齒輪用尺寸相當(dāng)?shù)母籼滋娲纯筛淖優(yōu)樗膿踝兯倨鲝亩纬梢粋€系列產(chǎn)品 2 中間軸式變速器 中間軸式變速器多用于發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動的客車上變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支撐在發(fā)動機(jī)飛輪上第一軸上的花鍵用來裝設(shè)離合器的從動盤而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬向節(jié)連接 圖分別示出了幾種中間軸式變速器的傳動方案各種傳動方案的共同特點是變速器的第一軸后端與常嚙合主動齒輪做成一體絕大多數(shù)方案的第二軸前端經(jīng)軸支撐在第一軸的后端的孔內(nèi)并且保持兩軸軸線在同一直線上經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接擋使用直接擋變速器 的齒輪和軸承及中間軸均不承載發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出此時變速器的傳動效率高可達(dá)到 90 以上噪聲低齒輪和軸承的磨損減少因為直接擋的利用率要高于其它擋位因而提高了變速器的使用壽命在其它前進(jìn)擋位工作時變速器傳遞的動力需要經(jīng)過設(shè)置在第一軸中間軸和第二軸上的兩對齒輪傳遞因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離中心距不大的條件下一擋仍然有較大的傳動比檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動擋位低的齒輪一檔可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動多數(shù)傳動方案中除一擋以外的其它擋位的換檔機(jī)構(gòu)均采用同步器或嚙合套換擋少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也采用同步器或嚙合套換擋還有各擋同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上 在除直接擋以外的其它擋位工作時中間軸式變速器的 傳動效率略有降低這是它的缺點 在擋數(shù)相同的情況下中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對數(shù)軸的支撐方式換擋方式和倒擋傳動方案以及擋位布置順序上有差別 圖 22 中間軸式四檔變速器 如圖 22中的中間軸式四檔變速器傳動方案示例的區(qū)別為圖 22ab所示方案有四對常嚙合齒輪倒檔用直齒滑動齒輪換檔第二軸為三點支承前端支承在第一軸的末端孔內(nèi)軸的中部和后端分別支承在變速器殼體和附加殼體上圖 22a所示的傳動 方案又能達(dá)到提高中間軸和第二軸剛度的目的圖 23c 所示傳動方案的二三四檔用常嚙合齒輪傳動而一檔和倒檔用直齒滑動齒輪換檔第二軸為支承點 如圖 2－ 3中間軸式五檔變速器傳動方案中圖 23a所示方案中除一倒擋用直齒滑動齒輪換擋外其余各擋為常嚙合齒輪傳動圖 23bcd 所示的方案的各前進(jìn)擋均采用常嚙合齒輪傳動圖 23d 所示方案中的倒擋和超速擋安裝在位于變速器后部的副箱體內(nèi)這樣布置除可以提高軸的剛度減少齒輪磨損和降低噪聲外還可以在不需要超速擋的條件下很容易形成一個只有四個前進(jìn)擋的變速器圖 24a 所示方案中的一擋倒擋和圖 24b 所示方案中的倒擋用直齒滑動齒輪換擋其余各擋均為常嚙合齒輪 圖 23 中間軸四檔變速器傳動方案 圖 24 中間軸式六擋變速器傳動方案 以上各方案中凡采用嚙合齒輪傳動的擋位其換擋方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)同一變速器中有的擋位用用同步器換擋有的擋位用嚙合套換擋那么一定是擋位高的用同步器換擋擋位低的用嚙合套換擋 發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動的承用車采用中間軸式變速器為縮短傳動軸長度將第二軸加長置于附加殼體內(nèi)如果在附加殼體內(nèi)布置倒擋傳動齒輪和換擋機(jī)構(gòu)還能減少變速器主體部分的外形尺寸及提高中間軸和輸出軸的剛度 變速器用 圖 2－ 3c 所示的多支撐結(jié)構(gòu)方案能提高軸的剛度這時如用在軸的平面上可分開的殼體就能很好的解決軸和齒輪等零部件裝配困難的問題圖 2－ 3 c 所示方案的高檔從動齒輪處于懸臂狀態(tài)同時一擋和倒擋齒輪布置在變速器殼體的中間跨距里而中間擋的同步器布置在中間軸上是這個方案的特點 置方案 與前進(jìn)擋相比倒擋使用率不高而且都是在停車狀態(tài)下實現(xiàn)換倒擋故多數(shù)方案均采用直齒滑動齒輪方式換擋為了實現(xiàn)倒擋傳動有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動路線中 加入一個中間傳動齒輪的方案 圖 25 倒檔布置方案 圖 2－ 3 為常見的倒擋布置方案圖 2－ 3b 所示方案的優(yōu)點是倒擋時利用了中間軸上的一擋齒輪因而縮短了中間周的長度但倒擋時要求有兩隊齒輪同時進(jìn)入嚙合使倒擋困難圖 2－ 3c 所示方案能獲得較大的倒擋傳動比缺點是換擋程序不合理圖 2－ 3d 所示方案針對前者的缺點作了修改因而取代了圖 2－ 3c 所示方案圖 2－ 3e 所示方案是將中間軸上的一倒擋齒輪做成一體將齒寬加長 圖 2－ 3f 所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪換擋更為輕便為了充分利用空間縮短變速器的軸向長度有的貨車倒擋傳動采用圖 2－ 3g 所示方案其缺點是一倒擋各用一根變速器撥叉軸致使變速器上蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜 一些 變速器的一擋或倒擋因傳動比大工作時在齒輪上作用的力也大并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞最終表現(xiàn)出齒輪磨損加快和工作噪聲增加為此無論使兩軸式變速器還是中間軸式變 速器的一擋與倒擋都應(yīng)當(dāng)布置在靠近軸的支撐處以便改善上述不良狀況 然后按照從低擋到高擋的三順序布置各擋齒輪這樣做既能使軸有足夠大的剛性又能保證容易裝配倒擋的傳動比雖然與一擋的傳動比接近但因為使用倒擋的時間非常短從這點出發(fā)有些方案將一擋布置靠近軸的支撐處 倒擋設(shè)置在變速器的左側(cè)或右側(cè)在結(jié)構(gòu)上均能實現(xiàn)不同之處是掛倒擋時駕駛員移動變速桿的方向改變了為防止以外掛如倒擋一般在掛倒擋時設(shè)有一個掛倒擋時需要克服彈簧所產(chǎn)生的力用來提醒駕駛員注意 本次設(shè)計的變速箱是手動四檔兩軸式變速箱器傳動方案如上圖 21b 所示考慮到縮小軸向的尺寸故將器倒檔置于一二檔得結(jié)合套上具體布置如下圖 26 所示 圖 26 兩軸式手動四檔變速器布置方案 22 變速器零部件結(jié)構(gòu)方案分析 式 變速器所用的齒輪有斜齒圓柱齒輪和直齒 圓柱齒輪兩種 與直齒圓柱齒輪相比斜齒圓柱齒輪雖然制造時復(fù)雜工作時有軸向力但因其使用壽命長工作平穩(wěn)噪音小而仍然得到廣泛的使用變速器中的長嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪盡管這樣會使長嚙合齒輪數(shù)增加并導(dǎo)致變速器的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量增大直齒圓柱齒輪用于低檔和倒檔本次設(shè)計中除一倒檔其余全為斜齒圓柱齒輪 構(gòu)型式 變速器換檔結(jié)構(gòu)型式有直齒滑動齒輪嚙合套同步器等三種 汽車行駛時各檔齒輪有不同的角速度因此用軸向滑動齒輪方法換檔會在齒輪端面產(chǎn)生沖擊并伴有噪音這使齒輪端面磨損加劇并過早損壞同時使駕駛員精神緊張而換檔時的噪音 又使汽車的舒適度減低只有駕駛員用熟練的技術(shù)使齒輪換檔時無沖擊才能克服上述缺點但是該瞬間駕駛員注意力被分散影響行使安全性因此盡管這種換檔方法結(jié)構(gòu)簡單除一檔倒檔外已很少使用 由于變速器第二軸齒輪與中間軸齒輪嚙合狀態(tài)所以可用嚙合套換檔這時因同時承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多而輪齒又不參與換檔它們都不會過早損壞但不能消除換擋沖擊所以仍要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)此外因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪使變速器旋轉(zhuǎn)部分的慣性力矩增大因此這種換檔方法目前只在某些要求不高的檔位大貨車變速器上使用 使用同步器能保證迅速無沖擊無噪聲換 檔而與操作技術(shù)熟練程度無關(guān)從而提高汽車的加速性經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性同上述兩種換檔方法比較雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造精度要求高軸向尺寸大同步環(huán)使用壽命較短等缺點但仍然得到廣泛