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汽车变速器
阅读:631时间:2018-03-08 10:13:55

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。

作用

  发动机的输出转速非常高,最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。为了发挥发动机的最佳性能,就必须有一套变速装置,来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度。

功用

  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,使汽车能倒退行驶;
  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。
  变速器是由变速传动机构和操纵机构组成,需要时,还可以加装动力输出器。在分类上有两种方式:按传动比变化方式和按操纵方式的不同来分。

优点

  以降低油耗为目标来换档。
  始终能利用发动机的最大功率。
  所有的行驶状况都有相应的换档点。
  换档点任意发生变化。

传动比

  有级式变速器
  是目前使用最广的一种。它采用齿轮传动,具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同,有轴线固定式变速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。如今,轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-5个前进档和一个倒档,在重型货车用的组合式变速器中,则有更多档位。所谓变速器档数即指其前进档位数。
  无级式变速器
  其的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化,常见的有电力式和液力式(动液式)两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机,除在无轨电车上应用外,在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。动液式无级变速器的传动部件为液力变矩器。
  综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器,其传动比可在最大指与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化,如今应用较多。

分类

  强制操纵式变速器
  是靠驾驶员直接操纵变速杆换档。
  自动操纵式变速器
  其传动比选择和换档是自动进行的,所谓“自动”,是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。
  半自动操纵式变速器
  有两种型式:一种是常用的几个档位自动操纵,其余档位则由驾驶员操纵;另一种是预选式,即驾驶员预先用按钮选定档位,在踩下离合器踏板或松开加速踏板时,接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。

组成

  简单式
  由壳体、传动部分和操纵部分组成。
  (1)壳体:壳体是基础件,用以安装支承变速器全部零件及存放润滑油。其上有安装轴承的精确镗孔。变速器承受变载荷,所以壳体应有足够的刚度,内壁有加强,形状复杂,多为铸件(材料为灰铸铁,常用HT200)。
  为便于安装,传动部分和操纵部分常做成剖分式,箱盖与壳体用螺栓联接并可靠定位。壳体上有加油、放油口,油面检查尺口,还应考虑散热。
  (2)传动部分:是指齿轮、轴、轴承等传动件。轴的几何尺寸通过强度、刚度计算确定。因主要决定于刚度,而碳钢与合金钢弹性模量近乎相等,所以一般用碳钢(常用45钢)。只有齿轮与轴制成一体或轴载荷严重才用合金钢。轴与齿轮多为花键联接(对中性好,能可靠传递动力,挤压应力小等)。轴的花键部分和放轴承处经表面淬火处理。轴多用滚动轴承支承,润滑简单,效率高、径向间隙小,轴向定位应可靠。润滑方式多用飞溅(υ>25m/s,只要粘度适宜可甩到壁上)。
  (3)操纵部分:主要零件位于变速器盖内。
  组成式一
  简单式变速器有效率高、构造简单使用方便钧优点矿但档数少,i变化范围小(牵引力、速度范围小),只宜在档数不多的某些车工采用。若增加i的范围,则使变速器尺寸加大,轴跨度增加,为了既增加档数又不使轴跨度过大,可采用组成式变速器。所谓组成式变速器,通常由两个简单式变速器组合而成,其中档数较多的称为主变速器,较少的称为副变速器。
  组成式二
  (1)可以减少齿轮个数,而且档数越多减少齿轮个数的优点愈明显。同简单式变速器相比,它可缩短轴的长度,减少整个变速器的外部尺寸和重量,并且能方便地得到不止一个倒档。所以当前进档数超过六个档时,几乎都用组成式变速器。
  (2)传动:比变化率Ω大:若主变速器传动比变化率Ωzu=3,副变速器Ωfu=4则Ω=12;若使简单式变速器Ω=12,结构往往很难合理。
  组成式三
  (1)档组间传动比有对应关系,不易使每档的2,(速度及牵引力)都很理想。
  (2)换档操纵麻烦,有时要操纵两个变速部分,若为插花换档还不便记忆。
  为了减少操纵动作,最好能顺序换档。为此要求重视档次编排十使第灭档组传动比全部大于第11档组,达到多数相领排档的变换只需操纵主变速的目的,这样才最为方便。

保养

  1、汽车每行驶5万公里,将设备和汽车的电源连接,使用配套的接头将设备和变速器冷却管相接。然后,在发动机怠速状态下,加入自动变速器清洗剂,用脚踩住刹车,逐一更换自动变速器的各个档位,以清除有害的物质,然后借助于设备全面更换自动变速器油液。
  2、向自动变速器中兑入自动变速器保护剂,添加比例为5%,对老旧车的自动变速器,最好加入一瓶自动变速器止漏剂,以恢复变速器密封件的老化,防止渗漏。
  3、效果:可以把系统内的漆膜等沉积物完全排出自动变速器,避免污染新ATF液。恢复自动变速器油封和垫的弹性,增强密封性能,防止并制止自动变速器的渗漏。提高ATF液的性能,延长ATF和自动变速器的寿命。

检查

  1、检查所有前进挡及倒车挡。如果每次挂挡都磨齿轮,则可能是离合器的液压系统或变速器本身有故障。
  2、检查是否能正常入挡。如果发现不能正常挂挡或有齿轮撞击声,又或是挂上后很难推回空挡等,说明变速器换挡困难,在熄火后可用手握住变速杆,如果很松垮能任意摆动,可能是定位失效造成的。如果不松垮时也出现换挡困难,很可能是同步器故障造成换挡时的撞击。出现这类故障后需进厂修理。
  3、如果在行驶中变速杆跳回空挡,可能是齿轮和齿套磨损严重,致使轴承松垮或轴向间隙过大,需要专业人员查看齿轮啮合状况。如果发现变速器漏油,则有可能是密封垫密封不良或是变速器输出轴的油封损坏。润滑油过多或通气孔不畅也会引起漏油。
  4、如果在发动机怠速状态下变速器处于空挡位置且有异响,可能是曲轴和变速器第一轴安装的同轴度有偏差,在踏下离合器踏板时可消失。如果在入挡后有异响,可能是相互啮合齿轮工作时有撞击造成的,说明变速器壳体有损伤,或者是部分齿轮有损害造成啮合过程中的撞击。
  5、变速器换挡困难的原因是:①离合器分离不彻底,不能完全切断动力。②同步器磨损过甚或损坏。③换挡拨叉松脱、弯曲,换挡叉轴弯曲、锈蚀、移动困难。④个别啮合齿齿端粗糙。

市场

  中国汽车变速器市场正处于高速发展期。2007年中国汽车销售879.15万辆,2008年汽车产销量将突破900万,2010年汽车销售规模将达到1263万辆。在汽车行业市场规模高速增长的情况下,中国变速器行业面临着重大机遇。2006年我国汽车变速器市场规模达300亿元人民币,并且以每年超过20%的速度增长,预计2010年有望达到600亿元。依靠科技进步和自主创新,已形成年产销汽车变速器100万台、齿轮5000万只和汽车锻件10万吨的综合生产能力。汽车变速器产品在4档—16档市场领域实现了全方位覆盖,广泛匹配于输入扭矩300—3000牛米、载重量2吨—60吨之间的重型车、大客车、中轻型卡车、工程用车和低速货车等各种车型,被国内50多家主机厂的上千种车型选为定点配套产品。法士特变速器在国内8吨以上重型汽车配套市场占有率78%,15吨以上配套市场占有率超过90%,重型变速器产销量世界第一
  变速分类
  手动变速
  手动变速器(ManualTransmission,简称MT),也叫手动挡,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。手动变速在操纵时必须踩下离合,方可拨得动变速杆。
  一般来说,如果驾驶者技术好,手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快,也省油。
  自动变速
  自动变速器(AutomaticTransmission,简称AT),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。
  虽说自动变速汽车没有离合器,但自动变速器中有很多离合器,这些离合器能随车速变化而自动分离或合闭,从而达到自动变速的目的。
  手动自动
  手动/自动变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出,称为Tiptronic,它可使高性能跑车不必受限于传统的自动挡束缚,让驾驶者也能享受手动换挡种类的乐趣。此型车在其挡位上设有“+”、“-”选择挡位。在D挡时,可自由变换降挡(-)或加挡(+),如同手动挡一样。驾驶者可以在入弯前像手动挡般地强迫降挡减速,出弯时可以低中挡加油出弯。
  现今的自动挡车的方向盘上又增加了“+”、“-”换挡按钮,驾驶者就能手不离开方向盘加减挡。
  无级变速
  无级变速器(CVT)最早由荷兰人范·多尼斯(VanDoorne's)发明。无级变速系统不像手动变速器或自动变速器那样用齿轮变速,而是用两个滑轮和一个钢带来变速,其传动比可以随意变化,没有换挡的突跳感觉。
  无级变速器属于自动变速器的一种,但它能克服普通自动变速器“突然换挡”、油门反应慢、油耗高等缺点。

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