毕业论文--汽车变速器的原理分析

一、引言随着汽车变速器技术的发展，对变速器油提出了更高的性能要求，并提供了广阔的市场空间。由于汽车工业的不断发展，汽车变速器技术也正在日益更新。世界知名汽车企业进入国内汽车市场，促进了国内汽车技术的进步，使得变速器技术不断更新。汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，自动变速器将是未来的主流。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。汽车变速器具有这样几个功能：（1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作；（2）在发动机旋转方向不变情况下，是汽车能倒退行驶；（3）利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。二、汽车变速器的分类（一）手动变速器(MT)手动变速器（简称MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。轿车手动变速器大多为四挡或五挡有级式齿轮传动变速器，并且通常带同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。手动变速器是与自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。最常见的手动变速器多为5挡位（4个前进挡、1个倒挡），也有的汽车采用6挡位变速器。一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者技术好，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。传动轴的布置形式通常有两轴式和三轴式两种。传动轴的布置形式通常有两轴式和三轴式两种。通常后轮驱动的汽车会采用三轴式变速器，即输入轴，输出轴和中间轴。输入轴前端借离合器与发动机相联，输出轴后端通过凸缘与万向传动装置相联。输入轴与输出轴置于同一条水平线上，中间轴则与它们平行布置。动力通过齿轮从输入轴传至中间轴再传至输出轴。在许多变速器中输入轴和输出轴能接合在一起，因此动力不必经过中间轴，这时的档位称为直接档。直接档通过单轴传动，传动比为1:1，具有最高的传动效率。即使在不能提供直接档的变速器中，把输入轴与输出轴布置在一条直线上也有利于降低工作时变速器所需承受的扭矩。1、倒档装置为了因应停车或其它特殊需求(如狭路让路...等)，所设置的倒车档位，且仅有一个档位为了因应停车或其它特殊需求(如狭路让路...等)，所设置的倒车档位，且仅有一个档位一般来说，倒档的齿轮比都会跟一档的差不多一般来说，倒档的齿轮比都会跟一档的差不2、同步器在同步啮合变速式中则有同步器的设置，可使两个齿轮在接合前速度先达到一致，此种同步器在所有的手动排档汽车的变速器中都已使用在同步啮合变速式中则有同步器的设置，可使两个齿轮在接合前速度先达到一致，此种同步器在所有的手动排档汽车的变速器中都已使用3、离合器离合器是可以使两个齿轮分开跟结合的一个机械部分，两个齿轮结合的时候可以传输动力，却没办法变速，所以要靠离合器先把两个齿轮分开，改换齿轮比，再把两个齿轮结合，再继续传输动力离合器是可以使两个齿轮分开跟结合的一个机械部分，两个齿轮结合的时候可以传输动力，却没办法变速，所以要靠离合器先把两个齿轮分开，改换齿轮比，再把两个齿轮结合，再继续传输动力①操纵机构装有排档头且标示着档位的位置,连接着变速箱，通称为打档杆或排档杆(Gearshiftlever)通称为打档杆或排档杆(Gearshiftlever)，通常设置在中央扶手与中控台的中间位置,有的车系也设置在转向机柱上通常设置在中央扶手与中控台的中间位置,有的车系也设置在转向机柱上。②档位选择通常以1档为手排车的起歩档通常以1档为手排车的起歩档，1档後依车速或转速升降档1档后依车速或转速升降档。当车速慢下来很多时又再加速就要退至适当的档位当车速慢下来很多时又再加速就要退至适当的档位，标示R的区域为倒车档标示R的区域为倒车档简单来说，在前车辆前进引擎转速高的时候升档，引擎转速低的时候降档简单来说，在前车辆前进引擎转速高的时候升档，引擎转速低的时候降档，转速高低每台车不一样转速高低每台车不一样③与自动变速器的比较此处的自动变速器是指传统的液力式自动变速器，即通过液力变矩器及行星齿轮传递动力的自动变速器。此处的自动变速器是指传统的液力式自动变速器，即通过液力变矩器及行星齿轮传递动力的自动变速器。优点：与自动变速器相比较可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感与自动变速器相比较可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感传输效率比自动变速箱为高，当然理论上会比较省油传输效率比自动变速箱为高，当然理论上会比较省油维修保养上会比自动变速箱便宜维修保养上会比自动变速箱便宜如果愿意以较高成本使用自动手排，则可以兼顾自排的方便性及手排的高效率如果愿意以较高成本使用自动手排，则可以兼顾自排的方便性及手排的高效率引擎煞车的效能较强引擎煞车的效能较强，自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。缺点：有人会觉得开车的时候还要控制离合器换档非常的麻烦有人会觉得开车的时候还要控制离合器换档非常的麻烦新手会常常在马路上熄火，特别是上坡新手会常常在马路上熄火，特别是上坡操作不当的话有几率把引擎跟变速箱弄坏操作不当的话有几率把引擎跟变速箱弄坏。（二）自动变速器(AT)自动变速器，利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。自动变速器的汽车，能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯地注视路面交通而不会被换档搞得手忙脚乱。一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型：液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中，最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换档。1、自动变速器的分类汽车自动变速器常见的有三种型式：分别是液力自动变速器（AT）、机械无级自动变速器(CVT)、电控机械自动变速器(AMT)、双离合器自动变速器（DualClutchTransmission--DCT）。目前轿车普遍使用的是AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。2、自动变速器的挡位一般来说，自动变速器的挡位分为P、R、N、D、2、1或L等。P(Parking)：用作停车之用，它是利用机械装置去锁紧汽车的转动部分，使汽车不能移动。当汽车需要在一固定位置上停留一段较长时间，或在停*之后离开车辆前，应该拉好手制动及将拨杆推进“P”的位置上。要注意的是：车辆一定要在完全停止时才可使用P挡，要不然自动变速器机械部分会受到损坏。另外，自动变速轿车—[装置空挡启动开关，使得汽车只能在“P”或“N”挡才能启动发动机，以避免在其他挡位上误启动时使汽车突然前窜。R(Reverse)：倒挡，车辆倒后之用。通常要按下拨杆上的保险按钮，才可将拨杆移至“r”挡。要注意的是：当车辆尚未完全停定时，绝对不可以强行转至“r”挡，否则变速器会受到严重损坏。N(Neutral)：空挡。将拨杆置于“N”挡上，发动机与变速器之间的动力已经切断分离。如短暂停留可将拨杆置于此挡并拉出手制动杆，右脚可移离刹车踏板稍作休息。D(Drive)：前进挡，用在一般道路行驶。由于各国车型有不同的设计，所以“D”挡一般包括从1挡至高挡或者2挡至高挡，并会因车速及负荷的变化而自动换挡。将拨杆放置在“D”挡上，驾车者控制车速快慢只要控制好油门踏板就可以了。2(SecondGear)：1挡为前进挡，但变速器只能在1挡、2挡之间变换，不会跳到3挡和4挡。将拨杆放置在2挡位，汽车会由1挡起步，当速度增加时会自动转1挡。2挡可以用作上、下斜坡之用，此挡段的好处是当上斜或落斜时，车辆会稳定地保持在1挡或2挡位置，不会因上斜的负荷或车速的不平衡、令变速器不停地转挡。在落斜坡时，利用发动机低转速的阻力作制动，也不会令车子越行越快。1(FirstGear)：1挡也是前进挡，但变速器只能在1挡内工作。不能变换到其他挡位。它用在严重交通堵塞的情况和斜度较大的斜坡上最能发挥功用。上斜坡或下斜坡时，可充分利用汽车发动机的扭力。3、自动变速器常识（1）经常检查自动变速器油自动变速器对油液的要求极其严格，它要求油液不仅有润滑、清洗、冷却作用，还应具有传递扭矩和传递液压以控制离合器、制动器的工作性能，所以自动变速器油是一种特殊的高级润滑油，通常称之为“ATF”，其型号有很多种，国内常见的有Ford标准F型和GM标准DEXRONII型，使用时切记要认清。“ATF”型号不同，其摩擦系数就不一样。若该使用DEXRONII型而错用为F型，则会使自动变速器发生换挡冲击和制动器、离合器突然啮合的现象。F型错用为DEXRONII型则会引起自动变速器内离合器、制动器打滑，加速摩擦片早期磨损。另外，自动变速器油量的检查也很重要，自动变速器的生产厂家不同，工作液的检查条件也就不同。检查时一般都要求在变速器热态（油温50℃—80℃）时将汽车停放在水平路面上，发动机怠速运转（本田车规定发动机熄火），选挡杆放在P位（日产车允许放在N位），此时抽出油尺擦净后重新插入再拔出检查，油面应达到油尺上规定的上限刻度附近为准。油质的检查，一般使用和维护人员因无检测设备，只能从外观上判断，可用手指捻一捻，感觉一下粘度，用鼻子闻一闻气味如何，若已变色或有烧焦的气味，则应更换新油。（2）自动变速器油的更换多数自动变速器要求定期换油，换油周期一般为2—4万公里。放油前，应将变速器预热到工作温度，以便降低油的粘度，确保油内杂质和沉淀物随油一起排出。在预热和加油过程中，汽车应停放在水平地面，并拉紧手制动。放完油后，视情况拆下机油盘，彻底清洗机油盘和过滤器滤网，然后再将机油盘装好。加油时，先从加油口注入工作液达到规定的标准，起动发动机，在发动机怠速运转的情况下，移动选挡杆经所有的挡位后回到P位，这样可使变速器迅速地热起，然后再加油。（3）检查手动选挡机构手动选挡机构从选挡杆到手动阀是通过连杆或拉线连接起来的，均有调整部位。手动手柄的位置应与自动变速器内的弹簧卡片位置一一对应，若不对应则需调整。手动选挡机构的调整往往被忽视，有时自动变速器修理结束后，由于没有调整选挡机构，最后导致换挡冲击力过大，甚至会造成事故。（4）制动带的调整自动变速器的制动带为可调结构的均需调整，以补偿其正常磨损。制动带的调整应遵照厂家的技术规定，调整后可通过道路试验判断调整的结果。制动带调整的作业位置，视变速器的型号而不同。（5）停车挡的制动性能检查在坡道上停车，应将选挡杆扳入P位，此时松开制动踏板，汽车应不会自行滑下。若需要将选挡杆从P位移开，应记住必须先踩下制动踏板，否则会摘不下来，因此在停车挡无制动性能时应检查维修。4、自动变器的分类（1）按变速形式分可分为有级变速器与无级变速器两种有级变速器是具有有限几个定值传动比（一般有3～5个前进挡和一个倒挡）的变速器。无级变速器是能使传动比在一定范围内连续变化的变速器，无级变速器目前在汽车上应用已逐步增多。（2）按无级变矩的种类分①液力变矩器自动变速器就是在液力变矩器后面装一个齿轮变速系统。②机械式自动变速器它是由离合器和依据车速、油门开度改变,V型带轮的作用半径而实现无