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北京市中福在线分布图:三軸五檔手動變速器設計

时时彩五星分布图技巧 www.mpckhs.com.cn 人氣: | 發布日期:2014-11-20 20:43:48

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  1.1 本次設計的目的意義

  隨著經濟和科學技術的不斷發展,汽車工業也漸漸成為我國支柱產業,汽車的使用已經遍布全國。而隨著我國人民生活水平的不斷提高,微型客貨兩用車、轎車等高級消費品已進入平常家庭。

  在我國,汽車工業起步較晚。入世后,我國的汽車工業面臨的是機遇和挑戰。隨著我國汽車工業不斷的壯大,以及汽車行業持續快速發展,如何設計出經濟實惠,工作可靠,性能優良,且符合中國國情的汽車已經是當前汽車設計者的緊迫問題。在面臨著前所未有機遇同時不得不承認在許多技術上,我國與發達國家還存在著一定的差距。

  發動機的輸出轉速非常高,最大功率及最大扭矩在一定的轉速區出現。為了發揮發動機的最佳性能,就必須有一套變速裝置,來協調發動機的轉速和車輪的實際行駛速度。在經濟方面考慮合適的變速器也非常重。本次設計對轎車變速器的結構進行了介紹,闡述了轎車主要參數的確定,在機構方面選擇了機械式變速器確定變速設計的主要參數,在變速器的壽命方面以及與變速器相關的操縱機構也進行了介紹。

  1.2 變速器的發展現狀

  汽車問世百余年來,特別是從汽車的大批量生產及汽車工業的大發展以來,汽車已經成為世界經濟的發展、為人類進入現代生活,產生了無法估量的巨大影響,為人類社會的進步做出了不可磨滅的巨大貢獻,掀起了一場劃時代的革命。自從汽車采用內燃機作為動力裝置開始變速器就成為了汽車重要的組成部分,現代汽車廣泛采用的往復活塞式內燃機具有體積小、質量輕、工作可靠和使用方便等優點,但其轉矩和轉速變化范圍較小,而復雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當大的范圍內變化,故其性能與汽車的動力性和經濟性之間存在著較大的矛盾,這對矛盾靠現代汽車的內燃機本身是無法解決的。因此在汽車傳動系中設置了變速器和主減速器,以達到減速增矩的目的。變速器對整車的動力性與經濟性、操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩性與效率都有著較為直接的影響。汽車行駛的速度是不斷變化的,即要求汽車變速器的變速必要盡量多,盡管傳統的齒輪變速器并不理想但以其結構簡單、效率高、功率大三大顯著特點依然占領者汽車變速器的主流地位。雖然傳統機械師的手動變速器具有換擋沖擊大,體積大,操縱麻煩等諸多缺點,但仍以其傳動效率高、生產制造工藝成熟以及成本低等特點,廣泛應用于現代汽車上。

  早在1889年,法國標致研制成功世界上第一臺手動機械式4擋齒輪傳動汽車變速器。在現在汽車中,變速器的結構對汽車的動力性、經濟性、操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩性與效率等都有直接影響。變速器與主減速器及發動機的參數作優化匹配,可得到良好的動力性與經濟性;采用自鎖及互鎖裝置,倒檔安全裝置可使操縱可靠,不跳檔、亂檔、自動脫檔和誤掛倒檔;采用同步器可使換擋輕便,無沖擊及噪聲;采用高齒、修形及參數優化等措施可使齒輪傳動平穩、噪聲低,降低噪聲水平已成為提高變速器質量和設計、工藝水平的關鍵。隨著汽車技術的發展,增力式同步器,雙中間軸變速器,后置常嚙合傳動齒輪變速器,各種自動、半自動以及電子控制的自動換擋機構等新結構也相繼問世 。

  到目前為止變速器主要經歷了以下發展階段:

  1)手動變速器

  手動變速器(MT:Manual Transmission)主要采用了齒輪傳動的降速原理。變速器內多組傳動比不同的齒輪副,而汽車行駛的換擋工作,也就是通過操縱機構式變速器內不同的齒輪副工作。如在低速時,讓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。由于每檔的齒輪組的齒數是固定的,所以各檔的速度比是個定值。手動變速器是最常見的變速器,它的基本構造用一句話概括,就是兩軸一中軸,即指輸入軸、輸出軸和中間軸,它們構成了變速器的主體,當然還有一根倒檔軸。手動變速器又稱為手動齒輪變速器,含有可以在軸向滑動的齒輪,通過不同齒輪的嚙合達到變速變矩的目的。手動變速器的換擋操作可以完全遵從駕駛者的意志,且結構簡單、故障相對較低、物美價廉。

  手動變速器也有自身的缺點:在當今的大城市中,“堵車”現象愈演愈烈,駕駛員需要頻繁地踩離合器換擋,體力消耗大,發動機很難工作在最佳的狀態,動力性沒有完全發揮,經濟性差,排氣中有害物質含量高,污染嚴重。

  2)自動變速器

  自動變速器(AT:Automatic Transmission)是根據車速和負荷來進行雙參數控制,檔位根據上面的兩個參數來自動升降。AT與MT的共同點,就是二者都是有級式變速器,只不過AT能根據車速的快慢來自動實現換擋,可以消除手動變速器“頓挫”的換擋感覺。AT的結構與手動變速器相比,液力自動變速器在結構和使用上有很大不同。手動變速器主要由齒輪和軸組成,通過不同的齒輪組合產生變速變矩;而自動變速器是液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統組成,通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。自動變速器采用液力便舉起來代替離合器,因此減少了離合器換擋帶來的沖擊,檔位少變化大,連接平穩,因此容易操作,提高駕駛方便性,減少駕駛員的勞動強度,也提高了駕駛員的舒適性。

  自動變速器也存在不足之處:一是對速度變化反應慢,沒有手動離合器靈敏,因此許多駕駛員選用手動變速器車;二是費油不經濟,液力變矩器的傳動效率不高,變矩范圍有限,近幾年引入電子控制技術對此做了改進;三是機構復雜,維修困難。在液力變矩器內告訴循環流動的液壓油會產生高溫所以要用指定的耐高溫液壓油。

  機械式自動變速器是在傳統干式離合器和手動齒輪變速器的基礎上改造而成主要改變了手動換擋操縱部分。即在手動變速器結構不變的情況下改用電子控制來實現自動換擋?;凳階遠淥倨骺刂頻ピ?簡稱ECU)的輸入信號有駕駛員的意圖(加速踏板的位置和黨委的選擇)和汽車的工作狀態(包括發動機轉速、節氣門開度、車速等)

  3)無級變速器

  無級變速器(CVT:Continuously Variable Transmission),又稱為連續變速式無級變速器。這種變速器與一般齒輪式自動變速器的最大區別是它省去了復雜而笨重的齒輪組合變速傳動。金屬帶式無級變速器主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件主動和被動工作輪由固定和可動兩部分組成,形成V型槽,與金屬片構成的金屬帶嚙合。當主動輪和被動輪和被動輪可動部分作軸向移動時,相應改變主動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑,從而改變傳動比??啥值鬧嵯蛞貧ü貉箍刂葡低辰辛牡鶻誑墑迪治藜侗淥?。

  4)無限變速式機械無級變速器

  無限變速式機械無級變速器(IVT:Infinitely Variable Transmission)由英國Torotrak公司研發出來,只是業界一直將他視為CVT,直至2003年3月在美國底特律舉行的SAE(美國汽車工程師學會)年會上才將他單獨分類。IVT采用的是一種摩擦板式變速原理。早在1905年就出現過這種無級變速器,它由圓盤和滾輪構成,結構簡單,但由于摩擦本身帶來的能量損耗大,發熱量高,傳遞轉矩小和材料不耐用等缺點,沒有進行批量生產。這種變速器原理便是今天的IVT的基礎。

  IVT與其它自動變速器之一是不使用變矩器,Torotrak 公司開發的IVT使用了2套離合器,驅動力由一套稱為Variato的裝置傳遞,通過鎖止離合器和行星齒輪機構將動力傳遞至傳動軸。IVT的核心部分由輸入傳動盤、輸出傳動盤分別位于兩端,輸出傳動盤只有1個位于中間位置,Variato傳動盤則夾于輸入傳動盤和輸出傳動盤中間,他們之間的接觸點以潤滑油作介質,金金屬間不接觸,通過改變Variato裝置的角度變化而實現傳動比的連續而無限的變化 。

  回顧變速器的技術的發展可以清楚的知道,變速器作為汽車傳動系統的主要組成部分,其技術的發展是衡量汽車技術水平的一項主要依據。21世紀能源與環境、先進的制造技術、新型材料技術、信息與控制技術發展的重要領域,這些領域的科技進步推動了變速器的發展。并且向著節能與環境?;?應用新型材料;高性能、成本低、微型化;智能化、集成化發展。

  1.3 變速器設計面臨的主要問題

  在汽車工業高速發展的今天,隨著世界燃油價格的日益上漲和運用在汽車各種配件上的技術日趨成熟,變速器發展面臨的主要問題如下:

  1. 如何設計出節能環保、經濟型的變速器,將是變速器乃至汽車發展所要面臨的一個巨大問題。

  2. 自動變速器之所以發展如此迅速是因為它操縱起來簡單方便,但同時也減少了駕車樂趣。因此,在不減少駕車娛樂性的同時,又能使操縱更加方便快捷,也是變速器設計時要考慮的一個重要問題。

  3. 如何設計出結構簡單、傳動效率更高、使汽車車速變化更加平穩以及駕車舒適性更高的變速器,則一直都是變速器設計所要攻克的技術難關。 

  第2章變速器的總體方案設計

  2.1 變速器的功用及設計要求

  變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比的齒輪傳動裝置,又稱變速箱。它作為汽車動力系統重要的組成部分,主要用于轉變從發動機曲軸傳出的轉矩和轉速,以適應汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對驅動輪牽引力以及車速的不同需求。此外,變速器還用于使汽車能倒退行駛和在啟動發動機以及汽車滑行或停車時使發動機傳動系保持分離;必要時還應有動力輸出功能 。

  為保證變速器具有良好的工作性能,對變速器應提出如下設計要求:

  1.保證汽車有必要的動力性和經濟型。

  2.設置空擋。用來切斷發動機動力向驅動輪的傳輸。

  3.設置倒檔,使汽車能倒退行駛。

  4.設置動力傳輸裝置,需要時進行功率輸出。

  5.換擋迅速、省力、方便。

  6.工作可靠,汽車行駛過程中,變速器不得有跳擋、亂擋以及換擋沖擊等現象發生。

  7.變速器應有高的工作效率。

  8.變速器的工作噪聲低。

  除此之外,變速器還應該滿足輪廓尺寸和質量小、制造成本低、拆裝容易、維修方便等要求。

  滿足汽車必要的動力性和經濟性指標,這與變速器擋數、傳動比范圍和各擋傳動比有關。汽車工作的道路條件越復雜、比功率越小,變速器傳動比范圍越大。

  2.2變速器傳動機構的形式選擇與結構分析

  變速器的種類很多,按其傳動比的改變方式可以分為有級、無級和綜合式。有級變速器根據前進擋的不同可以分為三、四、五檔和多檔變速器;按其軸中心線的位置又分為固定軸線式、螺旋軸線和綜合式。其中固定軸式應用廣泛,有兩軸式和三軸式之分,前者多用于發動機前置前輪驅動的汽車上,而后者多用于發動機前置后輪驅動的汽車上。


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