變速器知識介紹

變速器知識介紹1內容汽車變速器基礎知識汽車變速器的設計汽車變速器主要質量問題汽車變速器主要試驗項目2汽車變速器基礎知識汽車變速器功用汽車變速器檔位及各檔功用汽車變速器分類汽車變速器關鍵零部件汽車變速器的組成機構汽車變速器的傳動原理3汽車變速器功用汽車變速器是汽車傳動系統(tǒng)中僅次于發(fā)動機的重要部件，主要用來改變發(fā)動機傳到驅輪上的轉矩和轉速，目的是在各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作.4汽車變速器功用1）改變傳動比：擴大驅動齒輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應汽車在各種行駛條件下所需的牽引力和合適的行駛速度，并使發(fā)動機經常能夠在動力性和經濟性比較有利的工況理下工作。2）實現倒車：利用倒檔，改變驅動輪的旋轉方向，從而實現汽車倒向行駛。3）中斷動力：利用空檔，切斷離合器與傳動軸之間的動力傳播，以便發(fā)動機起動及怠速運轉。4）實現動力輸出。5汽車變速器檔位及各檔功用汽車變速器的檔位:前進檔手動變速器大多為五個檔位前進檔，也是四擋和六擋甚至更多檔位。倒檔倒檔使用于需要倒車時。一般來說，倒檔使用與一檔大小大致相同的齒輪再加上一個中間惰輪，來改變齒輪的旋轉方向，實現倒車。空檔6汽車變速器檔位及各檔功用前進檔各檔功用：一檔:主要用于汽車起步，其傳動比在變速器所有的檔位中最大，此檔產生的轉矩也最大。二檔:使用于轉矩的增大的需要程度次于車速和加速度的需要時。由于汽車已在行駛，因此推動汽車前進所需的轉矩較起動時小。三檔:當要增加汽車速度和考慮燃油經濟性時，可采用三檔，使發(fā)動機轉速和轉矩的增大進一步降低。四檔:通常為直接傳動（1：1），因而變速器的輸入轉矩與輸出轉矩相同。這檔位用于經濟性行駛速度，可提高燃油經濟性。五檔:為超速檔，其作用是提高燃油經濟性，并在高速公路保持經濟行駛速度時降低運動噪聲。7汽車變速器分類按發(fā)動機位置及驅動方式分類按操縱方式分類按傳動比變化方式分類8變速器分類--按發(fā)動機位置及驅動方式分類前驅變速器（FF）前置前驅(FF)：所謂前置前驅，是指發(fā)動機前置，前輪驅動的驅動形式。這是1970年代后才真正興起和在技術上得以完善的驅動形式，目前大多數中、小型轎車都采用了這種驅動形式。其將變速器和驅動橋做成了一體，固定在發(fā)動機旁將動力直接輸送到前輪驅動車輛前進，用形象的話來說，是“拉”著車輛前進。9變速器分類--按發(fā)動機位置及驅動方式分類前置前驅的優(yōu)點：操作機構簡單、發(fā)動機散熱條件好；車內空間大、易布置；車架不必為后驅動橋騰出空間，可以降低車身高度；省去了長長的傳動軸，減輕了整車重量，縮短了動力傳遞距離，減少功率傳遞損耗。前置前驅的缺點：

由于前橋同時承擔轉向和驅動的工作，高速穩(wěn)定性較差；上坡時驅動輪易打滑，高速下坡時易翻車。10變速器分類--按發(fā)動機位置及驅動方式分類后驅變速器后驅變速器有:前置后驅(FR)、后置后驅(RR)、中置后驅(MR)、

前置后驅(FR)：所謂前置后驅，是指發(fā)動機前置，后輪驅動的驅動形式。這是一種傳統(tǒng)的驅動形式，采用這種驅動形式的轎車，其前車輪負責轉向任務，后輪承擔驅動工作。發(fā)動機輸出的動力通過離合器、變速器、傳動軸輸送到后驅動橋上，驅動后輪使汽車前進，用形象的話來說，是“推”著車輛前進。

前置后驅(FR)后置后驅(RR)11變速器分類--按發(fā)動機位置及驅動方式分類前置后驅的優(yōu)點：

前后輪各司其職，轉向和驅動分開，因此高速穩(wěn)定性好，車輛爬坡能力強，負荷分布較均勻。前置后驅的缺點：最大的缺點是由于傳動軸的存在，使車內地板中間凸起，影響了車內空間和布置，同時也增加了車輛的重量，多了傳動軸環(huán)節(jié)也增加了動力損耗。

12變速器分類--按發(fā)動機位置及驅動方式分類四輪驅動變速器（4WD）。四輪驅動，又稱全輪驅動，顧名思義是指汽車前后的輪子都有動力驅動，可以按照行駛路面狀態(tài)的不同而將發(fā)動機輸出扭矩分別分布在前后所有的輪子上，提高汽車的行駛能力。四輪驅動表示法用4×4或者4WD。13變速器分類--按操縱方式分類手動變速器（MT）自動變速器（AT、CVT）半自動變速器（AMT）雙離合器變速器（DCT）14手動變速器(MT)手動變速器（ManualTransmission，簡稱MT）又稱機械式變速器，即必須用手撥動變速桿，才能改變變速器內的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的。手動變速器大多為五個檔位，也是四擋和六擋甚至更多檔位。手動變速器通常帶同步器，換擋方便，噪音小。手動變速在操縱時必須踩下離合，方可撥得動變速桿。15手動變速器(MT)優(yōu)點傳輸效率比高，理論上會比較省油，價格便宜。缺點開車的時候要控制離合器換檔非常的麻煩，新手常常由于操作不當會在馬路上熄火，特別是上坡的時候。16自動變速器(AT、CVT)自動變速器是相對于手動變速器而出現的一種能夠自動根據引擎轉速來換擋的變速器。汽車自動變速器常見的有兩種型式：液力自動變速器(AT)機械無級自動變速器(CVT)目前轎車普遍使用的是AT，AT幾乎成為自動變速器的代名詞。自動變速器具有操作容易、駕駛舒適、能減少駕駛者疲勞。裝有自動變速器的汽車能根據路面狀況自動變速變矩，駕駛者可以全神貫注地注視路面交通而不會被換擋搞得手忙腳亂。17自動變速器(AT、CVT)液力自動變速器(AT)AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中液力變扭器是AT最重要的部件，它由泵輪、渦輪和導輪等構件組成，兼有傳遞扭矩和離合的作用。

18自動變速器(AT、CVT)機械無級自動變速器(CVT)CVT(ContinuouslyVariableTransmission)技術即無級變速技術，它采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪相配合來傳遞動力，可以實現傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配。常見的無級變速器有液力機械式無級變速器和金屬帶式無級變速器（VDT-CVT），19半自動變速器(AMT)半自動變速器AMT又稱為電控機械式自動變速器，該技術是指在不改變原機械變速器主體結構的基礎上，通過加裝特殊的電控單元控制裝置取代原機械變速器由人工操作完成的換擋動作，實現變速器內部換擋過程的自動化。半自動變速器與以往變速器的不同之處在于，由電子系統(tǒng)完成操作離合器和選擋兩個動作，在最大程度上解放了駕駛者的操作強度。由于半自動變速器是在傳統(tǒng)手動變速器基礎上改造得來，因此很容易地繼承了手動變速器機械結構簡單緊湊、制造成本低的特點，同時在一定程度上彌補了自動變速器響應時間慢的缺點。

20雙離合器變速器(DCT)雙離合變速器(DualClutchTransmission)

DCT有別于一般的自動變速器系統(tǒng)，它基于手動變速器而又不是自動變速器，除了擁有手動變速器的靈活性及自動變速器的舒適性外，還能提供無間斷的動力輸出。而傳統(tǒng)的手動變速器使用一臺離合器，當換擋時，駕駛員須踩下離合器踏板，使不同擋的齒輪做出嚙合動作，而動力就在換擋期間出現間斷，令輸出表現有所斷續(xù)。

21變速器分類--按傳動比變化方式分類有級變速器是具有若干個定值傳動比，即具有一、二、三、四等多個檔位數，它采用齒輪傳動，也是目前使用最廣的一種。無級變速器（CVT）即無級變速，它采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪相配合來傳遞動力的，可以實現傳動比的連續(xù)改變。綜合式變速器（液力自動變速器）22汽車變速器關鍵零部件變速器主要由齒輪、齒軸、殼體、軸承、油封、螺栓、螺母、軸銷、軸套、墊圈、彈簧、密封蓋（墊）、選、換檔桿（控制桿）、移動軸、撥叉、同步器、同步環(huán)、倒車燈開關等100多個甚至達到200多個零（部）件組成。關鍵零部件：齒輪、齒軸、殼體、同步器、同步環(huán)、軸承、油封、倒車燈開關。

23汽車變速器關鍵零部件變速器關鍵零部件

24汽車變速器的組成機構傳動機構

傳動機構主要由齒輪、齒軸、差速器總成等。操縱機構

操縱機構主要由：選、換檔桿（控制桿）、移動軸、撥叉、同步器、同步環(huán)等。25汽車變速器的組成機構26汽車變速器的傳動原理前驅變速器傳動原理27汽車變速器的傳動原理后驅變速器傳動原理28汽車變速器的設計確定設計目標零、部件結構方案主要參數的選擇操縱機構29確定設計目標發(fā)動機放置發(fā)動機外特性曲線（扭矩、速度、功率等）整車重量（是否有拖車）輪胎半徑速比范圍-RFOB（與發(fā)動機的連接）上下左右與整車的連接

差速器中心位置（前驅）-換檔桿位置（后驅）載荷譜產品壽命離合器轉動慣量和大小-NVH的要求換檔性的要求手動或自動變速-禁用物質要求啟停要求倒車燈開關要求離合器分離機構要求輸入和輸出花鍵要求倒檔帶同步器要求車速傳感器1.前驅或后驅變速器2.變速器承載扭矩值3.變速器中心距4.檔位數及各檔速比值5.變速器的安裝尺寸6.變速器的外形尺寸7.變速器重量設計目標8.各零件的耐久性指標9.齒輪精度等級10.減少振動源11.換檔沖量、換檔行程12.換檔感覺、換檔準確性13.確定變速器類型14.零件材料及處理方式15.啟停系統(tǒng)結構形式16.倒車燈開關結構形式17.離合器分離機構結構形式18.輸入和輸出花鍵配合參數19.倒檔帶同步器結構形式20.車速傳感器結構形式-產業(yè)政策-國家法律法規(guī)-客戶群-客戶區(qū)域-價格定位-品質定位-競爭對手輸入信息30汽車變速器的設計為保證變速器具有良好的工作性能，設計要求如下:1）正確選擇檔位數和傳動比，保證汽車有良好的動力性和經濟性。2）設置空檔，在必要時能長時間將發(fā)動機的動力傳輸與傳動系分離。3）設置倒檔，使汽車可以倒退行駛。4）設置動力輸出裝置。5）操縱簡單、方便、迅速、省力。6）承載能力強，工作可靠。變速器不得有跳檔、亂檔及換檔沖擊等現象發(fā)生。7）傳動效率高，工作平穩(wěn)、噪聲低。除此之外，變速器還應當滿足輪廓尺寸(體小)和質量輕、制造成本低、維修方便、使用壽命長等要求。

31汽車變速器的設計--零、部件結構方案1）齒輪形式

齒輪形式：直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪兩者相比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長、工作時噪聲低的優(yōu)點；缺點是制造時稍復雜，工作時有軸向力。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒檔。32汽車變速器的設計--零、部件結構方案2）換檔機構形式變速器換檔機構有直齒滑動齒輪、嚙合套和同步器換檔三種形式。采用軸向滑動直齒齒輪換檔，會在輪齒端面產生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過早損壞，并伴隨著噪聲。因此，除一檔、倒檔外已很少使用。常嚙合齒輪可用移動嚙合套換檔。因承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數多，嚙合套不會過早被損壞，但不能消除換檔沖擊。目前這種換檔方法只在某些要求不高的檔位及重型貨車變速器上應用。使用同步器能保證換檔迅速、無沖擊、無噪聲，得到廣泛應用。但結構復雜、制造精度要求高、軸向尺寸大。利用同步器或嚙合套換檔，其換檔行程要比滑動齒輪換檔行程小。33汽車變速器的設計--零、部件結構方案3）變速器軸承變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動軸套等。第一軸常嚙合齒輪的內腔尺寸足夠時，可布置圓柱滾子軸承，若空間不足則采用滾針軸承。變速器第一軸、第二軸的后部軸承以及中間軸前、后軸承，按直徑系列一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承。滾針軸承、滑動軸承套主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對運動的地方。變速器中采用圓錐滾子軸承雖然有直徑較小、寬度較寬因而容量大、可承受高負荷等優(yōu)點，但也有需要調整預緊、裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點。

34汽車變速器的設計--主要參數的選擇1）檔數增加變速器的檔數能夠改善汽車的動力性和經濟性。檔數越多，變速器的結構越復雜，使輪廓尺寸和質量加大，而且在使用時換檔頻率也增高。在最低檔傳動比不變的條件下，增加變速器的檔數會使變速器相鄰的低檔與高檔之間的傳動比比值減小，使換檔工作容易進行。2）傳動比范圍(速比的確定)變速器的傳動比范圍是指變速器最低檔傳動比與最高檔傳動傳動比的比值。傳動比范圍的確定與選定的發(fā)動機參數、汽車的最高車速和使用條件等因素有關。35汽車變速器的設計--主要參數的選擇3）中心距A

對中間軸式變速器，中間軸與第二軸之間的距離稱為變速器中心距A。變速器中心距是一個基本參數，對變速器的外形尺寸、體積和質量大小、輪齒的接觸強度有影響。中心距越小，輪齒的接觸應力越大，齒輪壽命越短。因此，最小允許中心距應當由保證輪齒有必要的接觸強度來確定。初選中心距A時，可根據下面的經驗公式計算

式中，Memax為發(fā)動機最大轉矩（N·m）。36汽車變速器的設計--主要參數的選擇4）外形尺寸轎車四檔變速器殼體的軸向尺寸為（3.0～3.4）A。貨車變速器殼體的軸向尺寸與檔數有關，可參考下列數據選用：四檔（2.2～2.7）A

五檔（2.7～3.0）A

六檔（3.2～3.5）A

當變速器選用的常嚙合齒輪對數和同步器多時，應取給出范圍的上限。37汽車變速器的設計--主要參數的選擇5）同步器的鎖止角和倒八角的確定；

38汽車變速器的設計--操縱機構根據汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機構完成選檔和實現換檔或退到空檔的工作。變速器操縱機構應滿足如下主要要求：（1）換檔時只能掛入一個檔位；（2）換檔后應使齒輪在全齒長上嚙合；（3）防止自動脫檔或自動掛檔；（4）防止誤掛倒檔；（6）換檔輕便。機械式變速器的操縱機構一般是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及同步器、同步環(huán)、接合齒輪和倒檔鎖裝置等主要件組成。依靠駕駛員手力完成選檔、換檔或退到空檔工作，稱為手動換檔變速器。

39汽車變速器的設計--操縱機構1．直接操縱手動換檔變速器當變速器布置在駕駛員座椅附近，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換檔功能的手動換檔變速器，稱為直接操縱變速器。這種操縱方案結構最簡單，已得到廣泛應用。40汽車變速器的設計--操縱機構2．遠距離操縱手動換檔變速器發(fā)動機后置后輪驅動汽車的變速器距駕駛員座椅較遠，這時需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動件，換檔手力經過這些轉換機構才能完成換檔功能。這種手動換檔變速器稱為遠距離操縱的動換檔變速器。遠距離操縱手動換檔變速器，要求整套系統(tǒng)有足夠的剛性，且各連接件之間間隙不能過大，否則換檔手感不明顯，并增加了變速桿顫動的可能性。

41汽車變速器主要質量問題1、響（噪聲、異響）噪聲輻射系噪聲，異響裝配