中型货车变速器设计说明书

中型货车变速器设计说明书内容摘要：

与梦想。 变速器简介 现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。 它具有体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等优点。 其性能与汽车的动力性之间存在着较大的矛盾。 发动机的扭矩，转速 与汽车的牵引力，车速要求之间的矛盾，靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。 为此，在汽车传动系中设置了变速器。 即可使驱动车轮的扭矩增大为发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的若干分之一 [12]。 此外，汽车的使用条件颇为复杂，变化很大。 如汽车的载重量、道路坡度、路面好坏以及交通情况等。 这就要求汽车的牵引力和车速具有较大的变化范围，以适应使用的需要。 当汽车在平坦的道路上，以高速行驶时，可挂入变速器的高速档；如果在不平的路面上或爬坡度较大的坡道时，应挂入变速器的低速档。 根据汽车的使用要求，选择不同的合 适的变速器档位，不仅是汽车动力性的要求，而且也是汽车颜料经济性的要求。 例如汽车在同样的载货量，道路，车速等条件下行驶，往往可挂入较高的变速器档位，也可挂入较低的档位工作。 此时只是发动机的节气门开度和转速或大或小而已，可是发动机在不同的工况下，颜料的消耗是不一样的。 一般变速器具有四个或更多的档位，驾驶员可根据情况选择合适的档位，使发动机燃料消耗量减小 [11]。 汽车在某些情况下，如今出停车场后车库，或在较、窄的路上掉头等，需要倒向行驶。 然而，汽车发动机不能倒转工作，因此在变速器内设有倒档。 此外，变速器还设有空 档，可中断动力传递，以满足汽车暂时停驶和对发动机检查调整的需要。 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。 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，通过换挡可以使发毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 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。 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)。 目前应用最广泛的是 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实现变速变矩。 其中液力变扭器是最重要的部件，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。 与 AT 相比， CVT 省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而是两组带轮进行变速传动。 通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速。 由于取消了齿轮传动，因此其传动比可以随意变化，变速更加平顺，没有换挡的突跳感。 AMT 和液力自动变速器（ AT）一样是有级自动变速器。 它在普通手动变速器的基础上，通过加装微电脑控制的电动装置，取代原来由人工操作完成的离合器的分离、接合及变速器的选挡、换挡动作，实现自动换挡。 典型变速器举例分析 通用 HydraMatic 通用可称得上是汽车自动变速器的鼻祖了。 世界上第一个自动变速器就是 1940 年应用在美国通用的奥斯莫比尔汽车上的，它是一台串联式行星齿轮结构的液控变速器。 而应用于凯迪拉克 STSV 的最新 HydraMatic 六速自动变速器 6L80，则可称得上是世界上最先进的液力自动变速器 (AT)了。 对于液力自动变速器来说，它的内部其实也有挡位之分，只是取消了离合器。 挡位越多，则换挡的平顺性就越好。 目前常见的自动变速器一般都是四速的，即有 4 个前进挡。 6L80 则有 6 个前进挡，齿数比分别是 1 挡 、 2 挡 、 3 挡 、 4 挡 、 5 挡 、6 挡。 显然，它比 4 速自动变速器具有更大的速比和更小的速比级差，因此变速时也就更加平顺。 除了挡数更多以外， 6L80 还具有很多独有的特殊绝技： 驾驶换挡控制系统 —— 通过它，司机将车辆从自动挡变成无需离合器的高性能五速手动挡。 司机把排挡杆推到 DSC 位置上后，轻轻一碰就可以在指定的范围内利落、流畅地实现加减挡。 在司机切换控制状态下，变速器控制模块会监控车辆的速度、发动机扭力以及程宇丹：中型货车变速器设计 10 所使用的挡位来决定是否自动加挡，避免对动力总成造成破坏。 每个挡位上都有滑行离合器，能在所有五个挡位上进行发动机制动。 性能运算降挡系统 —— 在连续高速行驶后，阻止升挡，保持发动机制动。 变速器控制模块根据驾驶行为来决定是否启动这一装置。 如果系统发现车辆拐弯前速度下降，变速器可能会连降两挡以避免失速。 性能运算换挡系统 —— 它在关闭油门高速水平加速时自动调 节挡位，在油门重新打开时降挡迅速提升动力。 变速器控制模块一旦察觉高速水平指令，这项功能立即启动。 这款变速器还有在崎岖山路上减少“挡位搜索”的换挡稳定功能，带有制动助力的降挡监视功能，电控发动机制动，以及适应这些高动力、高扭力的新式发动机所需的新型双片式扭力变换器。 另外 ， SRX 还配备了性能卓越的 Downgrade Detection 下坡刹车辅助系统。 奥迪 Multitronic 变速器 CVT 无疑是变速最为平稳的自动变速器，但是它也有其弱点，比如传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等，这些 技术上的难关使得它一直以来多应用在小排量、低功率的汽车上。 但是，奥迪的 Multitronic 变速器却打破了这一常规，将无级自动变速器 (CVT)拓宽到了大排量、中高档车领域。 传统的 CVT 的核心是数比变换器，由两组轮盘组和一条张紧的链条组成。 Multitronic变速器对链条的结构进行了改进，它采用一种称为多片式链带的传动组件，其链条采用了层状的结构，每一层都有销钉来承受齿轮组斜面给予的压力。 此外，链条也是由很多的片组成，从而分化了其所承受的拉力，增加了传输转矩的适应性。 这种组件大大拓展了无级变速器的使用 范围，能够传递和控制峰值高达 280 N/m 的动力输出，其传动比超过了以前各种自动变速器的极限值，完全可以满足奥迪 A A8 这样的大型车的要求。 Multitronic 还利用了湿式多片式离合器，取代了以前传统 CVT 和普通自动变速器车上的液压变矩器。 这种离合器和 F1 赛车采用的半机械式电子离合器极为相似，它耗能少，反应更快，而且具有质量小、尺寸小、传动效率高的特点。 Multitronic 对液压控制系统也作了优化，它内部有两个活塞，而且高压油路和冷却油路彼此是独立的，这样油泵输油量就比常规配置中的输油量要 低得多，也就提高了变速器的效率，行驶性能也因此得到改善。 传统无级变速器的“橡胶效应”和“离合器打滑现象”也随之消失。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 全新的电子控制系统中还包含了 DRP 动态控制程序，它能对驾驶员使用油门踏板的方式进行评估，从而确定是把重点放在性能上还是经济性上。 若是强调经济性，当车速低至60km/h 以下时，它会根据事先设计好的以经济性为主的特性图，通过调低速比，将发动机的转速转化成车辆前进的动力。 如果驾驶员把油门踩到底，该程序立即切换到用于驱动的特性图，并转换到低速挡，这时即使行车速度很低，发动机也会以最大功率输出所需 的高转速运转。 在正常驾驶条件下，它会在这两个极端之间选择最合适的速比。 雷诺 R25 F1 赛车变速器 雷诺的 R2 赛车在 2020 年的 F1 大奖赛中，可以说是风光无限，力压法拉力、迈凯伦、威廉姆斯等老牌劲旅，而稳居第一。 这除了得益于车手的优秀表现外，更与明显改善的赛车性能密不可分， R25 赛车的 6 挡半自动变速器自然也是功不可没。 F1 赛车的变速器一般是电控机械自动变速器 (AMT)形式，它像手动变速器那样操纵灵活、能最大限度地发挥车手的驾驶经验，同时，它内部采用电脑实现自动换挡控制，因此又和自动变 速器一样控制简便，可以说是个半自动变速器。 这种变速器集成了手动变速器和自动变速器的优点，因此成为 F1 赛车的首选。 目前大多数车队普遍采用 7 挡 AMT 变速器，即赛车有 7 个前进挡和 1 个倒挡。 而 R25却有所不同，采用 6 挡半自动变速器。 由于少了一挡，在高速时会有些吃亏，但是，由于变速比的不同，它还是会在中低速时获得更大的扭矩，以提高赛车的加速能力。 而本赛季雷诺 R25 的杰出表现，也认证了这种设计的合理性：在最高车速上， R25 并不占优势，甚至比 F2020 要差一些，但是它的加速性能突出，在比赛一开始就能迅速摆脱其他赛车。 而且在加减速频繁的转弯处，它的出色加速性能使其他赛车很难超过 变速器的要求及功能 变速器的要求 对于变速器的要求，除一般的便于制造、使用、维修以及质量轻，尺寸紧凑外，主要还有以下几点： 1) 汽车具有良好的动力性和经济性指标； 2) 具有较高的传动效率； 3) 操纵轻便，工作可靠，噪声小； 4) 具有空档和倒档 变速器的功能 程宇丹：中型货车变速器设计 12 变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。 它的功用是： 1)在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。 由 于汽车行驶条件不同，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大 范围内变化。 例如在高速路上车速应能达到 100km/h，而在市区内，车速常在 50km/h 左右。 空车在平直的公路上行驶时，行驶阻力很小，则当满载上坡时，行驶阻力便很大。 而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。 2) 实现倒车行驶 汽 车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。 3) 实现空档 当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。 例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。 变速箱 由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。 变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。 机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。 简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。 如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。 所以本设计就是使汽车在不同的使用条件下，选择合适的变速器挡位，使汽车的动力性和经济性都可以达到要求。 并 使汽车动力传动方向不改变的条件下，使汽车实现倒向行驶，利用空档切断发动机动力的传送。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 2 汽车总体参数的选择及计算 汽车主要尺寸的确定 汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头和车厢尺寸等 [6]。 1) 外廓尺寸 GB1589—89 汽车外廓尺寸限界规定汽车外廓尺寸长：货车、越野车、整体式客车不应超过 12m，但铰接式客车不超过 18m，半挂汽车列车不超过 ，全挂汽车列车不超过 20m；不包括后视镜，汽车宽度不超过 ；空载、顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m；后视镜等单侧外伸量不得超出最大宽度处 250mm；顶窗、换气装置开启时不得超出车高 300mm。 2) 轴距 轴距对装备质量、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径有影响。 当轴距短时，上述个指标减小。 此外，轴距还对轴荷分配有影响。 轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长；上坡或制动是轴荷转移过大，汽车制动性和操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大 [9]。 3) 前轮距和后轮距 增大轮距，随之而来的是室内宽并有利于增加侧倾刚度。 但是此时汽车总宽度和总质量增加，并影响最小转弯 直径变化。 受汽车总宽度不得超过 限制，轮距不宜过大。 但在取定的前轮距范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。 在确定后轮距时应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。 4) 前悬和后悬 前、后悬长时，汽车接近角和离去角都小，影响汽车通过性能。 对长头汽车，前悬不能缩短的原因是在这段尺寸内要布置保险杠、散热器、风扇、发动机等部件。 从撞车安全性考虑希望前悬长些，从视角度考虑又要求前悬短些。 前悬对平头汽 车上下车的方便性有影响，前钢板弹簧长度也影响前悬尺寸。 长头货车前悬一般在 1100—1300mm。 货车后悬长度取决于货箱、轴距和轴荷分配的要求。 轻型、中型货车的后悬一般在 1200— 2200mm 之间，特长货箱汽车的后悬可达 2600mm，但不得超过轴距的 55%。 轿车后悬长度影响行李箱尺寸。 客车后悬长度不得超过轴距的 65%，绝对值不大于 3500mm。 对于程宇丹：中型货车变速器设计 14 三轴汽车，若二、三轴为双后轴，其轴距应按第一轴至双后轴中心线的距离计算；若一、二轴为双转向轴，其轴距按一、三轴的轴距计算。 5) 货车车头长度 货车车头长度系指从 汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。 车身形式即长头型还是平头型对车头长度有绝对影响。 此外，车头长度尺寸对汽车外观效果、驾驶室居住性和发动机的接近性等有影响。