畢業汽車變速器結構特點與發展前景畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 擋，即設有超速擋。這種設計雖然使自動變速器的構造更加復雜，但由于設有超速擋，大大改善了汽車的燃油經濟性。 按齒輪變速器的類型分 自動變速器按齒輪變速器的類型不同，可分為普通齒輪式和行星齒輪式兩種。普通齒輪式自動變速器體積較大，最大傳動比較小，使用較少。行星齒輪式自動變速器結構緊湊，能獲得較大的傳動比，為絕大多數轎車采用。 　　 按齒輪變速系統的控制方式分 （1）液控自動變速器 液控自動變速器是通過機械的手段，將汽車行駛時的車速及節氣門開度兩個參數轉變為液壓控制信號；閥板中的各個控制閥根據這些液壓控制信號的大小，按照設定的換擋規律，通過控制換擋執行機構動作，實現自動換擋，現在使用較少。 　 （2）電控液動自動變速器 電控液動自動變速器是通過各種傳感器，將發動機轉速、節氣門開度、車速、發動機水溫、自動變速器液壓油溫度等參數轉變為電信號，并輸入電腦；電腦根據這些電信號，按照設定的換擋規律，向換擋電磁閥、油壓電磁閥等發出電控制信號；換擋電磁閥和油壓電磁閥再將電腦的電控信號轉變為液壓控制信號，閥板中的各個控制閥根據這些液壓控制信號，控制換擋執行機構的動作，從而實現自動。 自動變速器的廠牌型號很多，外部形狀和內部結構也有所不同，但它們的組成基本相同，都是由液力變矩器和齒輪式自動變速器組合起來的。常見的組成部分有液力變矩器、行星齒輪機構、離合器、制動器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調壓器等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩器、變速齒輪機構、供油系統、自動換擋控制系統和換擋操縱機構等五大部分。 液力變矩器 液力變矩器位于自動變速器的最前端，安裝在發動機的飛輪上，其作用與采用手動變速器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環流動過程中動能的變化將發動機的動力傳遞自動變速器的輸入軸，并能根據汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內自動地、無級地改變傳動比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。 變速齒輪機構 自動變速器中的變速齒輪機構所采用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。采用普通齒輪式的變速器，由于尺寸較大，最大傳動比較小，只有少數車型采用。目前絕大多數轎車自動變速器中的齒輪變速器采用的是行星齒輪式。 變速齒輪機構主要包括行星齒輪機構和換檔執行機構兩部分。 行星齒輪機構，是自動變速器的重要組成部分之一，主要由于太陽輪（也稱中心輪）、內齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機構是實現變速的機構，速比的改變是通過以不同的元件作主動件和限制不同元件的運動而實現的。在速比改變的過程中，整個行星齒輪組還存在運動，動力傳遞沒有中斷，因而實現了動力換擋。 換擋執行機構主要是用來改變行星齒輪中的主動元件或限制某個元件的運動，改變動力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動力傳給行星齒輪機構的某個元件使之成為主動件。制動器的作用是將行星齒輪機構中的某個元件抱住，使之不動。單向超越離合器也是行星齒輪變速器的換擋元件之一，其作用和多片式離合器及制動器基本相同，也是用于固定或連接幾個行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速器組成不同傳動比的擋位。 供油系統 自動變速器的供油系統主要由油泵、油箱、濾清器、調壓閥及管道所組成。油泵是自動變速器最重要的總成之一，它通常安裝在變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅動。在發動機運轉時，不論汽車是否行駛，油泵都在運轉，為自動變速器中的變矩器、換擋執行機構、自動換擋控制系統部分提供一定油壓的液壓油。油壓的調節由調壓閥來實現。 自動換擋控制系統 自動換擋控制系統能根據發動機的負荷（節氣門開度）和汽車的行駛速度，按照設定的換擋規律，自動地接通或切斷某些換擋離合器和制動器的供油油路，使離合器結合或分開、制動器制動或釋放，以改變齒輪變速器的傳動化，從而實現自動換擋。 自動變速器的自動換擋控制系統有液壓控制和電液壓（電子）控制兩種。 液壓控制系統是由閥體和各種控制閥及油路所組成的，閥門和油路設置在一個板塊內，稱為閥體總成。不同型號的自動變速器閥體總成的安裝位置有所不同，有的裝置于上部，有的裝置于側面，縱置的自動變速器一般裝置于下部。 在液壓控制系統中，增設控制某些液壓油路的電磁閥，就成了電器控制的換擋控制系統，若這些電磁閥是由電子計算機控制的，則成為電子控制的換擋系統。 換擋操縱機構 自動變速器的換擋操縱機構包括手動選擇閥的操縱機構和節氣門閥的操縱機構等。駕駛員通過自動變速器的操縱手柄改變閥板內的手動閥位置，控制系統根據手動閥的位置及節氣門開度、車速、控制開關的狀態等因素，利用液壓自動控制原理或電子自動控制原理，按照一定的規律控制齒輪變速器中的換擋執行機構的工作，實現自動換擋自動變速器之所以能夠實現自動換擋是因為工作中駕駛員踏下油門的位置或發動機進氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動換擋系統工作，自動換擋系統中各控制閥不同的工作狀態將控制變速齒輪機構中離合器的分離與結合和制動器的制動與釋放，并改變變速齒輪機構的動力傳遞路線，實現變速器擋位的變換。 傳統的液力自動變速器根據汽車的行駛速度和節氣門開度的變化，自動變速擋位。其換擋控制方式是通過機械方式將車速和節氣門開度信號轉換成控制油壓，并將該油壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥的位置，從而改變換擋執行元件（離合器和制動器）的油路。這樣，工作液壓油進入相應的執行元件，使離合器結合或分離，制動器制動或松開，控制行星齒輪變速器的升擋或降擋，從而實現自動變速。 電控液力自動變速器是在液力自動變速器基礎上增設電子控制系統而形成的。它通過傳感器和開關監測汽車和發動機的運行狀態，接受駕駛員的指令，并將所獲得的信息轉換成電信號輸入到電控單元。電控單元根據這些信號，通過電磁閥控制液壓控制裝置的換擋閥，使其打開或關閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位的變換，以實現自動變速。 手動/自動變速器由德國保時捷車廠在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。駕駛者可以在入彎前像手動檔般地強迫降擋減速，出彎時可以低中檔加油出彎。現在的自動檔車的方向盤上又增加了“+”、“”換檔按鈕，駕駛者就能手不離開方向盤加減檔。 (CVT)無級變速器是由兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的。 因此，要比傳統自動變速器結構簡單，體積更小。另外，它可以自由改變傳動比，從而實現全程無級變速，使汽車的車速變化平穩，沒有傳統變速器換檔時那種“頓”的感覺。無級變速器屬于自動變速器的一種，但它能克服普通自動變速器“突然換檔”、油門反應慢、油耗高等缺點。按傳動比的變化方式劃分可分為有級式、無級式、綜合式。有級式變速器有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。又可分為齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪（行星齒輪）軸線旋轉的行星齒輪變速器兩種。 無級式變速器 無級式變速器:傳動比可在一定范圍內連續變化,常見的有液力式,機械式和電力式等。綜合式變速器綜合式變速器：由有級式變速器和無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在最大值,與最小值之間幾個分段的范圍內作無級變化。、自動操縱式、半自動操縱式強制操縱式強制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。自動操縱式自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換檔是自動進行的。駕駛員只需操縱加速踏板，變速器就可以根據發動機的負荷信號和車速信號來控制執行元件，實現檔位的變換。半自動操縱式變速器 半自動操縱式變速器：可分為兩類，一類是部分檔位自動換檔，部分檔位手動換檔；另一類是預先用按鈕選定檔位，在采下離合器踏板或松開加速踏板時，由執行機構自行換檔。4變速器的功用改變傳動比 改變傳動比，滿足不同行駛條件對牽引力的需要，使發動機盡量工作在有利的工況下，滿足可能的行駛速度要求。 實現倒車行駛實現倒車行駛，用來滿足汽車倒退行駛的需要。中斷動力傳遞中斷動力傳遞，在發動機起動，怠速運轉，汽車換檔或需要停車進行動力輸出時，中斷向驅動輪的動力傳遞。 5變速器的組成 變速器由傳動機構和操縱機構組成。變速器的傳動機構的主要作用是改變轉矩、轉速和旋轉方向；變速器的操縱機構的主要作用是控制傳動機構實現變速器的傳動比的變換。普通齒輪變速器主要分為兩軸變速器兩種。 （1）、三軸變速器這類變速器的前進檔主要由輸入(第一)軸、中間軸和輸出(第二)軸組成。 （2）、兩軸變速器這類變速器的前進檔主要由輸入和輸出兩根軸組成。 1同步器功用使接合套與待接合齒圈兩者之間能迅速同步；阻止在同步之前齒輪進行嚙合；防止產生接合齒圈之間的沖擊；縮短換檔時間，聲速完成換檔操作；延長齒輪壽命。2同步器的組成及分類目前所使用的同步器幾乎都是采用磨擦式同步裝置，但其鎖止裝置不同，因此工作原理也有所不同。按工作原理可分為常壓式，慣性式和自行增力式等種類。這里僅介紹目前廣泛采用的慣性式同步器。3慣性同步器慣性同步器按結構又分為鎖環式和鎖銷式兩種 鎖環式同步器 工作原理花鍵轂與第二軸用花鍵連接，并用墊片和卡環作軸向定位。在花鍵轂兩端與齒輪之間，各有一個青銅制成的鎖環（也稱同步環）。鎖環上有短花鍵齒圈，花鍵齒的斷面輪廓尺寸與齒輪及花鍵轂上的外花鍵齒均相同。在兩個鎖環上，花鍵齒對著接合套的一端都有倒角（稱鎖止角），且與接合套齒端的倒角相同。鎖環具有與齒輪上的摩擦面錐度相同的內錐面，內錐面上制出細牙的螺旋槽，以便兩錐面接觸后破壞油膜，增加錐面間的摩擦。三個滑塊分別嵌合在花鍵轂的三個軸向槽內，并可沿槽軸向滑動。在兩個彈簧圈的作用下，滑塊壓向接合套，使滑塊中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽中，起到空檔定位作用。滑塊的兩端伸入鎖環的三個缺口中。只有當滑塊位于缺口的中央時，接合套與鎖環的齒方可能接合。 變速器操縱機構組成：變速桿、撥叉、撥叉軸和鎖止機構組成。 變速器操縱機構能讓駕駛員使變速器掛上或摘下某一檔，從而改變變速器的工作狀態。為了保證變速器的可靠工作，變速器操縱機構應能滿足以下要求：（1）、掛檔后應保證結合套與結合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換檔時，全齒長都進入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機構應保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機構中設有自鎖裝置，防止自動脫檔。 （2）、為了防止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，在操縱機構中設有互鎖裝置。 6普通齒輪變速器的工作原理一對嚙合傳動的齒輪，設小齒輪齒數Z1＝20，大齒輪齒數Z2＝40，在相同的時間內小齒輪轉過一圈時，大齒輪轉過半圈。顯然，當小齒輪是主動齒輪時，它的轉速經大齒輪輸出時就降低了；如果大齒輪是主動齒輪時，它的轉速經小齒輪輸出時就提高了。這就是齒