CL01-235@解放CA10B手动变速箱结构设计
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机械毕业设计车辆工程
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CL01-235@解放CA10B手动变速箱结构设计,机械毕业设计车辆工程
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2012 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 （文献综述 ) - 1 - 汽车变速箱简介 1 汽车变速箱的组成 汽车变速箱 都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。 1.1液力变矩器。 液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速 箱 的汽车中的离合器相似。它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速 箱 的输入轴， 并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。 1.2 变速齿轮机构。 自动变速 箱 中的变速齿轮机构所采用的型式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。采用普通齿轮式的变速 箱 ，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型采用。目前绝大多数轿车自动变速 箱 中的齿轮变速 箱 采用的是行星齿轮式。 1.3 供油系统。 自动变速 箱 的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。油泵是自动变速 箱 最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴 套驱动 。 在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速 箱 中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀来实现。 1.4 自动换挡控制系统。 自动换挡控制系统能根据发动机的负荷 (节气门开度 )和汽车的行驶速nts 张新建 : 解放 CA10B 手动变速箱 结构 设计 - 2 - 度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动化，从而实现自动换挡。 1.5 换挡操纵机构。 自动变速 箱 的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的 操纵机构等。驾驶员通过自动变速 箱 的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，利用液压自动控制原理或电子自动控制原理，按照一定的规律控制齿轮变速 箱中的换挡执行机构的工作，实现自动换挡 。 2汽车变速箱的类型 2.1 手动变速 箱 手动变速 箱 ，也称手动档，即用手拨动变速杆才能改变变速 箱 内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。踩下离合时，方可拨得动变速杆。如果驾驶者技术好，装手动变速 箱 的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油 。其结构示意图如图 1 2.2.1 自动变速箱 nts 2012 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 （文献综述 ) - 3 - 图 1 手动变速箱的结构示意图 2.2.1液力自动变速箱（ AT）（ 结构图如 图 2） AT是由液力传动系统、机械式齿轮变速系统、液压操纵系统、液压或电子控制系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来进行变速变矩 。 图 2 液力自动变速箱 结构图 2.2.2电控机械式自动变速箱（ AMT）（ 结构图如 图 3） AMT是在通常的手动变速箱和离合器上配备一套电子 控制的液压操纵系统，以达到自动切换档位目的的机构 。 2.2.3无级自动变速箱（ CVT）（ 结构图如 图 4） CVT主要由机械传动、液压控制、电子控制和换挡控制机构四部分组成，采用两个可改变直径的传动轮中间套上传动带的机构进行传动。 图 3 电控机械式自动变速箱 结构图 nts 张新建 : 解放 CA10B 手动变速箱 结构 设计 - 4 - 图 4 无级自动变速箱 结构图 2.2.4双离合自动变速箱（ DCT）（ 结构图如 图 5） DCT的总体结构主要由动力输入装置、双离合器、传动轴、从动轴和动力输出轴五部分组成。 图 5 双离合自动变速箱 结构图 3汽车变速箱的特点 自动变速 箱 能进行繁复的加速、减速变速 箱 换挡等功能，具有变速平滑、驾驶轻便等优点。可以根据发动机的工况和车速情况，自动选择挡位，而且具有下列显著特点 。 1 良好的行驶性能。自动变速装置的挡位变换不但快而且平稳，提高了汽车的乘坐舒适性。通过液体传动和微电脑控制换挡，可以消除或降低动力传 递系统中的冲击和动载，这对在地形复杂、路面恶劣条件下作业的工程车辆、军用车辆尤为重要。试验表明，在坏路段行驶时，自动变速 箱 的车辆 传动轴 上，最大动载转矩的峰值只有手动变速器的 20% 40%。原地起步时最大动载转矩的峰值只有手动变速器的 50% 70%，且能大幅度延长发动机和传动nts 2012 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 （文献综述 ) - 5 - 系零部件的寿命。 2 操纵简单。只需设置液压工作阀的位置，自动变速 箱 就可以根据需要进行自动加挡和减挡，省去了起步和换挡时踏离合器、更换变速杆位置和放松油门等复杂的操作规程，大大减小了驾驶员的劳动强度。 3 高行车安全性 。在车辆行驶过程中，驾驶员必须根据道路、交通条件的变化，对车辆的行驶方向和速度进行改变和调节。以城市大客车为例，平均每分钟换挡 3 5 次，而每次换挡有 4 6 个手脚协同动作。正是由于这种连续不断的频繁操作 ， 使驾驶员的注意力被分散，而且容易产生疲劳，造成交通事故增加 ;或者是减少换挡，以操纵油门大小代替变速，即以牺牲燃油经济性来减轻疲劳强度。自动变速的车辆，取消了离合器踏板和变速操纵杆，只要控制油门踏板，就能自动变速 ,从而减轻了驾驶员的疲劳强度，使行车事故率降低，平均车速提高。 4 降低废气排放。发 动机在怠速和高速运行时，排放的废气中 ,CO 或 C H 化合物的浓度较高，而自动变速 箱 的应用，可使发动机经常处于经济转速区域内运转，也就是在较小污染排放的转速范围内工作 ,从而降低了排气污染。 5 可以延长发动机和传动系的使用寿命。因为自动变速 箱 采用液力变矩器和发动机“弹性”连接，外界的冲击负荷可以通过藕合器缓冲，有过载保护的功能。在汽车起步换挡、制动时能吸收振动，相应减小了发动机和传动系的动载荷。 6 提高生产率。换挡时功率基本没有间断，可保证汽车有良好的加速性和较高的平均车速，使发 动机的磨损减少，延长了大修间隔里程，提高了出车率。 7 提高了汽车的平顺性。因采用液力变矩器在汽车起步时，车轮上的牵引力逐步增加，无振动并减少车轮滑动，使起步容易平稳。汽车在行驶中的稳定车速也可以降到最低，甚至为零。行驶阻力增大时，发动机也不会出现熄火。 nts 张新建 : 解放 CA10B 手动变速箱 结构 设计 - 6 - 4汽车自动变速箱的发展历程 1908 年 , 福特 T 型车最早采用一种两个速比的自动变速 箱 。其构造是采用多组齿轮 , 并且分成中央齿轮和周边齿轮 , 最外边则是一个转轮 , 随着中央齿轮从发动机引入的扭矩不同 , 齿轮组相机行事 , 从而得到高低 不一的转速 , 包括倒车档的反向旋转。 从那以后 , 自动变速 箱 的构造原理并无大的改变 , 但材料技术的进步与润滑油性能的提高 , 使这种变速 箱 的速比更为丰富。美国在第二次世界大战之前就生产过一种 3 个速比的自动变速 箱 , 只要把变速杆推至 D 的位置上 , 便可由油门踏板随意地改变车速。传统的离合器由一个涡轮转换器所取代。后来 , 又有人了涡流转换器的锁止机构 , 消除了加速时打滑的感觉 , 从而大大地降低了油耗。 转轮式自动变速 箱 存在一个缺点 , 即起步加速时令人有一种车轮打滑的感觉 , 于是驾车人会猛 加油门 , 但车速又并不随即增高。驾车者根本无需扳动手柄 , 便可以轻松自如地改变车速。随着发动机燃油喷射与点火装置的不断完善 , 自动变速器也有新的花样 , 如设置了“运动式”或“雪地行驶”等不同的操控 方式 , 有的在仪表盘上设有一个印有 S 字母的按钮 , 可以在加速时变得格外迅捷 ; 或者印有雪花图案代表雪地行驶的按钮 , 可避免在起步时打滑。更有甚者 , 新一代“随机应变式”变速 箱 还可以顺应驾车者不同的习惯、相应的反应、使驾驶变得更加得心应手。 近年 , 保时捷公司又发明了一种“手控 / 自动变速 箱 ” ,凭靠一组复 杂的电子装置 , 可以使驾车者在自动与手动变速之间任意选择。例如 , 在市内行驶时 , 由于需要频繁地变换速度 , 使用自 动 变速 箱 便显得非常方便 ; 而一旦来到高速公路或其它开阔的地方 , 则又可将自动变速的功能关掉 , 转为由手控制 , 以此来领略驾车中的多种乐趣。这一点已逐渐成为高档车的特性。 5汽车自动变速箱的发展现状 5.1 AT 的发展现状 AT 历经 70 年的发展，目前在自动变速箱领域占据主导地位。在国外，nts 2012 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 （文献综述 ) - 7 - AT 在美国、日本和欧洲等汽车产业发达的国家和地区有着很高的市场占有率， 6AT、 7AT 在 2002 2003 年相继成功研发，近几年又开发出 8AT。在国内，从一汽的 CA770 红旗轿车上第一次装备后，上海通用汽车公司的 4T65E电子控制自动变速箱、本田雅阁的 PAX 型自动变速箱、上海大众的帕萨特 B5 和一汽大众的捷达装备的 AG4 95 相继投产使用。近些年国内各汽车公司在自主研发的同时，也在努力寻求和国外的技术合作，盛瑞动力传动工程技术研究中心在 2007 年引进了拥有完全自主知识产权、达到国际一流水平的乘用车 8AT 项目。 5.2 AMT 的发展现状 AMT发展至今，大致经历了半自动化 AMT、全自动化 AMT 和智能化 AMT 三个阶段。在国外，五十铃公司于 1984 年最先将 AMT 推出并在轿车上应用，目前欧洲的戴克 Smart、宝马 M3 和大众的路波等也都选装了 AMT。我国从 20 世纪 80 年代初开始了对 AMT 的研究，虽然在技术理论上与国外差距不大，但在制造工艺、产品质量以及产业化等方面与国外存在较大差距，不过随着国内各汽车厂家投入力度的加大，这一情况有所改善。目前，在一汽、重汽研制出的重型 AMT 已经分别在一汽解放 J6、重汽豪沃 A7 上成功装配。此外，我国首款拥有完全自主知识产权的轿车 AMT 也已顺利投产。 5.3 CVT 的发展现状 CVT最早出现在 19 世纪 90 年代，至今已有 120 年的历史。在国外， VDT 公司分别于 20世纪 60 年代和 90 年代推出的第一代和第二代金属带式无级变速器对 CVT 在世界范围内的发展起到了重要作用。目前 Nissan、 Ford、 FHI Subaru Justy、以及 Fiat 等厂商均在生产 CVT，且随着 Ford 公司推出能够用于扭矩 365N m、排量 3.8 L 的 V6 发动机的 CVT 后，改变了 CVT 只能用于中型车的弊端。国内的 CVT 技术起步于 20 世纪 60 年代， 80 年代开始大量引入国外设备，吸收国外技术与自主研发创新相结合，现今国内 CVT 的研制已经从仿造阶段进入创新阶段。 5.4 DCT 的发展现状 nts 张新建 : 解放 CA10B 手动变速箱 结构 设计 - 8 - 1940 年， Rudolph Franke 教授第一个申请了 DCT 专利，至今已有 70 年的发展历史。进入 20 世纪 90 年代以来， DCT 的发展在各大汽车厂家中出现百花齐放的态势，其中大众的 DSG 变速箱作为应用最普遍、最适合量产的双离合器技术走在了前列。 此外，奥迪的 S-Tronic 变速箱、保时捷的 PDK 变速箱、宝马的 DKG 变速箱、福特和沃尔沃的 Powershift变速箱以及三菱的 SST 都取得了一定的成绩。 表 1 四种汽车自动变速箱的现状对比 自动发变速箱 优势 劣 势 AT 1.换挡平稳，无冲击和震动，舒适性好； 2.传递功率能力强； 3.零件及总成使用寿命长，利于超重型自卸车在 恶劣条件下行驶 1.传递效率低，燃油经济性差； 2.结构复杂，制造成本高； 3.变矩范围有限，且有换挡冲击； 4 速度反应不 灵敏 AMT 1.传动效率高，燃油经济性最好； 2.结构简单，制造和维护成本低； 3.适用于各种车型，尤其适用于商用车； 4.制造成本低 1.换挡平稳性不高，驾驶舒适性差； 2.控制参量多，自动化控制难度大。 1.实现真正的无级变速， 1.扭矩传递范围有限，应用范围nts 2012 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 （文献综述 ) - 9 - CVT 舒适性好； 2.结构简单，体积小，零部件数量少； 3.加速性能好，燃油经济性高； 4.传送效率较高，功率损失少。 小； 2.传动带易损坏，使用寿命短； 3.制造复杂，国内无法保证关键零部件的加工质量。 DCT 1.换 挡时间短，舒适性高； 2.质量可靠，维修费用低廉； 3.加速性能好，燃油经济性高； 4.无功率传递限制，应用广泛； 5.安装空间紧凑，生产继承性好。 1.电控系统复杂，实现难度大； 2.生产成本相对较高； 3.核心控制模块仅被博格华纳和舍弗勒等 少数厂家掌握，普及状况差。 6汽车变速箱的应用现状 6.1液力自动变速 箱 (Automatic Tranmission AT) AT从 20世纪 70年代中期开始逐步实现 4速到 20世纪 80年代末期美国的 4速 AT装车率达到了整体 AT市场的 60日本的 4速 AT则达到了 80。 1989年日产公司在其生产的 3L轿车 Ced ric上装用了 JATCO公司研制的后轮驱动车用 5速 AT开始了轿车 5速化 AT的进程。 2001年，德国 BMW公司在其生产的 7系列后轮驱动轿车上装用了德国 zF公司研制的 6速 AT随后又在其奥迪 TT的 KUBA前轮驱动轿车上装用了日本爱信 AW公司生产的 6速 AT。 2003年 德 国奔驰汽车公司在后轮驱动轿车上装用了 7速 AT。变速多档化使得 AT从低速档变速比到高速nts 张新建 : 解放 CA10B 手动变速箱 结构 设计 - 10 - 档变速比的范围扩大，使发动机所产生的驱动力的分配趋于 合 理。 近年来在 AT传动部件的 设计过程中通过线性和非线性的有限元分析，并与 零 部件疲劳寿命试验有效结合，使得箱体厚度和部件的轴向及径向尺寸设计和构成更加趋于 合 理。对负载大的零部件材料的微粒强力喷丸工艺、磷酸锰涂层、二硫化钼涂层等表面改质工艺和软氮化或碳氮共渗等热处理工艺的采用也促进了 AT4,型轻量化的进展。高强度铝台金材抖的离 合 器支架，行星轮支架轴承支架，空心支轴被逐渐采用。在控制方面，在保证车辆起步和低速行驶技术要求的同时，适当减小低速比时的发动机输出扭矩以降低零部件的设计载荷，促进 AT小 型轻量化的设计。 6.2电控机械式自动变 速 箱（ Automated manual transmission AMT） 目前国外有代表性的 AMT产品主要有德国奔驰公司的 Sprintshift、美国伊顿公司的 Autoshift、德国 ZF公司的 ZF ASTronic等。美国和欧洲的太多数重型汽车都装有液力机械式自动变速 箱 和手动机桩变速 箱 。随着自动变速器技术的 成 熟， 欧 洲国家重型汽车装配机械式自动变速 箱 的车型不断增多如奔马电 Actms系列车型和依维柯 Eu rotrakkef4x 4 6 6系列车型都装用了机械式自动变速 箱 。奔驰公司的 Aclros车 已 由 EPS发展为 TELLI GENT的电子换档机构其换挡旧、 传 感元件均为电子控制。电子控制单元能够根据当时的车速、汽车负载工况等选择最佳挡位从而在电于换档后使汽车处于发动机的最佳转速、最佳特性曲 线以及 最适宜的油耗区。近年来采用电子控制幕统的变速 箱 技术性能得到了进一步的改善。 6.3无级变速 箱 (Continuously Vanle Transmission CVT） 1997年上半年，日产公司开发了使用在 2 0L汽车上的 CVT。在此基础上于 1998年开发了一种为中型轿车设计的包台 一个手动换档模式的 CVT。新型 CVT采用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高液压控制系统通过采用先进的技术来获得较大的扭矩能力通过传动比的改变实行全档电子控制汽车在下坡时可以直根据车速控制发动机制动，而且在湿滑路面上能够平顺地增加 速 比来防打滑。 nts 2012 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 （文献综述 ) - 11 - 1997年 5月富士重工将它的 Vistro微型车装配了全计算机控制的 ECVT(含有六档手动换档模式的 CVT)驾驶者无须操作离台器就可以进行六挡变速。德国 ZF公司从 1999年中期开始 为 Rover 216型汽车提供钢带驱动的 VT1型 CVT。这种 CVT包括螺旋 齿轮或变速 箱 、合适的液压系统、湿式离 合 器。在系统中集成的 ECU允许机械、液力和电子系统进一步组合，这就更好地利用了各种系统的独特优点。 ZF公司称：与 四 档自动变速器相比 CVT系统能够将 加速 性能提高 10燃油经济性 10一 15。与锁止式变矩器 相 比 CVT统在不漏油的 前 提下效率更高。 德国博世的电子式 CVT控制系统是基于用传感器和执行器单元控制基础上的电子 液力 模块。博世公司已经将独立部件、执行 器 、传 感 器和变速 箱换 挡 ECU组成为一个单独的模块，变速 箱 制造商只需增加一个 集 成控制单元即可。 日本 JATCO公司于 2002年 11月研制并应用在日本 Murano轿车的 CVT，是目前世界上最大扭矩 (350N m)的前轮驱动轿车 (3.5Lv6)用带式 CVT. 6.4双离 合 器自动 变速箱（ Dual Clutch Transmission DCT) 当前 DCT的 核心 技术主要掌握在美国博格华纳 (BorgWarner） 和德国台弗勒 (Schaeffler)集团手中。博格华纳是大众第一代六速 DCT(大众的 OSG)关键技术的提供者，为大众 DCT提供湿式双离台器。 2007年大 众 发布了新一代干式 7速双离台变速 箱 由德国舍弗勒集团旗下的 LuK公司提供，并在 2008年 2月 起在高尔夫系列轿车上配备了第 7挡 DCT。装备不同 DCT的轿车试验数据对比见表 2。 表 2 装备不同 DCT的轿车试验数据对 比 1.4L高尔夫轿车 6档 DTC 7 档DTC 二氧化碳排放量 (g/km） 149 139 油耗（ L/100km） 6.3 5.9 nts 张新建 : 解放 CA10B 手动变速箱 结构 设计 - 12 - 此外，大众公司已在 Audi Golf、 PassaI B6，速安、 Jetta A5等车型上使用 6速 DCT。同时大众公司在我国成立大众汽车变速 箱 (上海 )有限公司于 2010年 5月在大连正式投产，主要为一汽大众和上海大盘配套 DCT。 除大众之外国外车企使用 DCT的还有奥迪 S T ronic、福特、沃尔沃Powershift、保时捷、三菱 SsHSpoR Shift Transmission)。其它厂家 DCT研发 及 应用情况如表 3所示。 表 3 其它厂家 DCT研 发 及 应用情况 厂家 研发及应用状况 奥迪 奥迪 S-Tronic 技 术 被 称 为 直 接 换 档 变 速 箱 ，S-Tronic采用两套离合器串联工作，这种变速器箱换挡 极快。与普通变速箱相比搭载这种变速箱的汽车的加速性和节油性大大提高。奥迪 TT奥迪 A3配备了这项技术。 宝马 宝马在第三代 SMG顺序式手动变速箱的基础上开发出了最新的专门为最高转速可达 9000r/min的 V8发动机而设计的 M-DTC7档双离合变速箱， M-DTC双离合变速箱已经率先装备在宝马最新一代 M3轿跑车和敞篷跑车上。 福特 沃尔沃 福特 沃尔沃 Powershift变速箱具备两片独立的湿式离合器，并以类似两组手动变速箱的方式平行运作，一组离合器负责控制奇数档位 (1 3 5 倒）另一组负责偶数档位（ 2 4 6 ）。受益于两组湿式离合器设计， Powershift变速箱可承受高达 450N m的扭力输出，同时理论上也不存在档位齿比的限制。 日产 研发出配合 GT-R跑车的双离合变速箱。 三菱 2007年 7月，三菱在东京也发布了自主研发的双离合nts 2012 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 （文献综述 ) - 13 - 变速箱 SST(Sport Shift Transmission),并应用于EVO跑车。 7 汽车自动变速箱 的 发展趋 势 7.1 汽车变速箱技术发展趋 势 7.1.1 AT 的技术发展趋势 （ 1）传动系统向多速发展 20 世纪 70 年代中期 4 速 AT 开始被广泛 应用， 1989 年 Nissan 公司在3L 轿车 Cedric 上装备了 5 速 AT， 2001 年 BMW 公司在 7 系列后轮驱动车装备6速 AT， 2003 年 Benz 公司在后轮驱动轿车上装备 7速 AT，如今 ZF 公司已经成功推出乘用车 8 速 AT。 随着 AT 的档位的不断增加，对于增强传递动力以及降低燃油有着重要意义。 （ 2）液力变矩器部件结构的不断优化 液力变矩器是 AT 的重要组成部分，是实现将发动机转速转换成汽车行驶所需转速的关键部件，对其进行结构优化有着重要意义。基于三位叶栅理论和模拟技术仿 真的优化设计，可以使循环形状及泵轮、涡轮和导轮的叶片形状与角度的设计更精确、 合理，使变矩器结构更紧凑，传递效率更高。 （ 3）总成向轻量化发展 近年来，有限元分析软件在 AT 传动部件的设计中被广泛 应 用。在原有的零部件疲劳寿命试验基础上，引入线性和非线性的有限元分析，可以使箱体厚度和部件轴向及其径向的尺寸设计和构成更加合理，避免零件尺寸冗余，达到减轻质量的作用。此外，选择可以满足要求质量轻的新型材料代替传统材料，亦可减小 AT 的整体质量。 （ 4）降低工作噪声 目前国内外对于 降低噪声的研究主要集中在如下几方面：提高零部件的形位公差和表面质量并改进装配质量；通过有限元软件仿真技术获得能够达到低噪声效果的齿形结构；优化改进齿轮的螺旋角和齿宽来提高啮合齿轮的nts 张新建 : 解放 CA10B 手动变速箱 结构 设计 - 14 - 接触面积来减小齿轮摩 擦 引起的噪声等。 （ 5）换挡控制的优化 换挡控制主要从换挡点控制的智能化和换挡过渡过程的高品质化两方面进行优化改进。在换挡点控制的智能化方面，以车速和油门开度为基本控制参数，将行驶工况、司机性格和操纵意愿等因素作为确定换挡规律的辅助条件，采用鲁棒控制、模型控制、自适应控制以及神经网络等智能控 制技术；在换挡过程品质化方面，改善过渡过程的平稳性以及减小结合元件热负荷将会是今后研究的两个关键问题。 7.1.2 AMT 的技术发展趋势 （ 1）提高系统可靠性 提高 AMT可靠性的重点是完善 AMT系统中的电控部分，其中加强对容错控制技术的改进和完善是重中之重。通过自适应控制方式保证汽车的软硬 件 和执行机构在不同路面、不同天气条件以及不同驾驶风格等情况下都能安全可靠的工作。 （ 2）协调化控制 通过对发动机、离合器和换档执行机构的协调控制，改善汽车的换挡舒适性等各种性能并减少排 放。该控制思想可以使汽车的各关键总成部件实现优化组合，对提高整车性能具有重要意义。 （ 3）精确掌控换挡规律 引入模糊换挡策略，在传统的二参数换挡规律的基础上综合考虑坡道、弯道等真实驾驶状况，建模分析离合器结合过程来得出最佳的换挡规律，并在车辆行驶过程中实时对换挡规律进行修正。 7.1.3 CVT 的技术发展趋势 （ 1）提高扭矩传递能力 随着满足人们对汽车动力的需求， CVT 动力传动能力也应进一步提高。目前 CVT 对于传递扭矩的研制目标是达到 400 N m。采用新型材料、提高 带nts 2012 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 （文献综述 ) - 15 - 或链的强度及耐磨性是增大扭矩传递的重要途径。 （ 2）提高传递效率 齿轮 CVT 是目前提出的一种全新的设计思想，传递效率可以很容易达到90以上。此外，减小摩擦损失、避免传动过程中出现打滑也是提高传递效率的重要方面。 （ 3）对滑轮进行优化设计 通过软件仿真以及有限元分析等技术手段实现对滑轮结构的优化，可以减小整个传动系统的质量，降低成本，提高动力传递的可靠性。此外，对滑轮的结构优化还可以在一定程度上改善滑轮与传动带的摩擦状况，降低传动带的非工作必要的磨损，提 高传动带的使 用寿命。 （ 4）提高在混合动力汽车上的应用率在全世界提倡节能减排的时代背景下，混合动力汽车将有更大的发展空间。将无级变速器和行星齿轮机构相结合的无级变速动力复合机构已经在 Toyota Prius 混合动力汽车上成功应用。 7.1.4 DCT 的技术发展趋势 （ 1）提高换挡性能 要保证 DCT 拥有良好的换挡性能，必须做到以下两点：一是保证两个离合器重叠面积适当，两个离合器重叠过大会导致挂双档，而重叠过小则会出现动力中断；二是防止在换挡临界点频繁换挡。结合实际路况建立换挡过程数学模型，并 对升降档的特性进行仿真和试验分析，从运动学的角度分析双离合器在滑动磨合状态时的动力所传递的功率流向，这些研究为 DCT 提高换挡性能提供了新的方法和思路。 （ 2）完善控制技术 为了保证 DCT 复杂的换挡过程能够准确实现，高技术含量的自动控制系统必不可少，最集中体现在起步控制、换挡规律和换挡品质三个方面：从离合器起步时的动力学模型、离合器接合速度的控制策略以及离合器执行机构的跟踪品质三个角度出 nts 张新建 : 解放 CA10B 手动变速箱 结构 设计 - 16 - 发，寻找进一步优化 DCT 起步性能的途径；对综合智能换挡体系进行完善；基于目前改善 DCT 换挡品质的 研究成果提出基于 CAN 总线的动力传动系综合控制方法。 （ 3）满足运动型车辆需求 ZF 公司成功推出的 7 速 DCT 齿轮结构紧凑，耐久强度高达 9250 r/min，速比变化范围从 4.7 到 6.8，且采用带干油箱的直接喷射润滑，使其成为运动型车辆的理想变速装置。随着人们对汽车运动性能的要求越来越高， DCT 的发展也必然会顺应潮 流的向运动型发展。 （ 4）增强硬件与 MT 和 AMT 系统的通用性目前 MT、 AMT 在变速箱市场还占有很大比例，其硬件技术成熟、生产率高、价格低廉，增强 DCT的硬件与这两者的通用性对于降低成本、提高生产率等方面都具有重要意义 。 7.2一汽集团变速 箱 的发展趋势 一 汽集团的变速 箱 应用现状发现，一汽集团在乘用车、商用车、客车各领域变速 箱 的发展都是具有代表性的，其应用情况在各种车型领域代表着国内变速 箱 行业的发展状况。 7.2.1乘用车领域 除了手动变速 箱 以外， 6AT、 AMT和 7DCT作为开发重点。发展趋势如下。 a以手动变速 箱 开发为基础， 以自动变速 箱 开发为重点。 b，重点提升制造能力和水平。 C重点发展 DCT、 AMT，适时发展 AT。 d产品平台系列化，适用面更广。 7.2.2商用车领域 手动变速 箱 挡位覆盖 5 1 2挡， 扭矩范围 520 2 1 00 Nm ：有单中间轴全同步器、双中间轴无同步器、双中间轴全同步器结构。自动变速 箱 领域， 自主开发出 9AMT，匹配于解放 J5、 J6高端重型载货车。发展趋势如下。 a结合国内载货车市场的细分化，继续丰富产品平台。 nts 2012 届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 （文献综述 ) - 17 - b重点开发重型变速 箱 ，逐渐向多
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