【《齿轮变速器技术国内外研究现状的文献综述》3600字】

I齿轮变速器技术国内外研究现状的文献综述1.1国外研究现状早在二十世纪三十年代之前许多的工业大国就开始了对变速器技术的研究，在随后的几十年中这项技术得到了前所未有的发展与进步。进入90年代后，欧美一些发达国家，特别是以美日为代表的工业发达国家，其汽车自动变速器在汽车上的安装率已达到100%。德国于1880年申请了多速变速器传动机构的第一项专利。四十年后开始批量制造多速变速器齿轮传动装置。1940年，美国研制成功并在通用汽车上安装了两档自动变速器。从此，建立了多速传动技术的里程碑。从全球来看，比较大的自动变速器制造商只有三个，它们分别是德国的采埃孚（ZF）、日本的捷达柯（JATCO）、日本的艾星（Aisin）公司。采埃孚（ZF）公司作为一家跨国汽车零部件生产企业，拥有超过53,000名员工，总部位于德国南部小城腓特烈港。其乘用车传动技术产品包括手动变速器、液压机械自动变速器和无级变速器。日本捷达柯（JATCO）公司是一家专业的变速器制造商，总部位于日本静冈县富士市，年产变速器200万只。其产品包括手动变速器、自动变速器和无级变速器。自动变速器是其主要产品，主要产品包括JR系列、JF系列。日本艾星（AisinAW）公司它也是世界知名的自动变速器制造商。该公司在1970年代研发了三速自动变速器，并很快开发出了带超速档的四速自动变速器。1980年代初，推出电子控制。自动变速器拥有齐全的自动变速器产品，包括四速、五速、六速和八速自动变速器。目前比较经典的8挡自动变速器雷克萨斯LS460的AA80E全球首款8速自动变速器如图1-1所示，四个行星排的四自由度的8速自动变速器如图1-2所示。图1-1AA80E8速自动变速器传动系统图1-2ZF8速自动变速器传动系统截至目前，德国采埃孚（ZF）和美国通用汽车已经成功研制出9挡液力自动变速器，日本爱信和韩国现代派沃泰变速箱公司也早已研制出8挡液力自动变速器，并已广泛投放于乘用车市场。目前，液压自动变速器占据自动变速器市场的主要份额。同时，随着控制技术的发展及其在乘用车领域的应用，将有助于自动变速器实现多档发展。现有的多档液压自动变速箱产品中，奔驰9G-tronic、ZF9HP28/9HP48和通用9T50E变速箱均可实现9档变速箱（如图1-3所示），并已装配于梅赛德斯-奔驰、路虎、吉普、本田、雪佛兰、别克等品牌车型。（a）奔驰9G-tronic（b）采埃孚9HP28（c）通用9T50E图1-3国外知名厂商出品的多挡位液力自动变速器由于多挡自动变速器的档数增加，速比步进减小，使发动机在大多数工况下都能保持在经济转速范围内，液力变矩器的锁止效率更高，这有助于降低油耗性能提高传输效率。由于自动变速器相对于传统手动变速器的一系列优势，自动变速器的发展空前繁荣。不可否认，自动变速器已成为当今世界汽车变速器的发展趋势。Jaroslaw（2014）研究了A-604自动变速器的故障诊断系统，建立了自动变速器与负载的连接系统，设计了新型控制器，并对行星齿轮机构的状况进行了评估。VNezhadali（2015）研究了自动变速器控制系统的有效控制算法，重点研究了九速行星齿轮自动变速器的运动学仿真模型。建立惯性移相最优控制模型，提高了乘客的舒适度和传动部件的使用寿命。BOlivier（2016）提出了一种有效的自动变速器多体动力学建模方法。通过耦合传递方程和多体法计算得到的方程，得到了自动变速器中各部件的特性，验证了建模方法的有效性，为自动变速器的校准提供了一种简单的方法。WEbner（2017）研制了满足自动变速器驱动性能指标的电液驱动系统，对液压系统进行重新布置，采用拓扑优化设计方法对液压系统进行多目标优化，得到最优解。1.2国内研究现状我国汽车工业正处于高速发展时期，近年来自动变速器发展迅速。但是，毕竟我国起点比较落后，技术基础也比较落后，大多数自动变速器仍然是进口的。我国对传动齿轮的研究始于1950年代初。当时，国内自主品牌“红旗”轿车已经配备了自动变速器，但与欧美发达国家相比，我国的技术基础还比较落后。2009年我国在自动变速器领域取得突破性进展：内蒙古欧意德动力集团研制出我国第一台具有完全自主知识产权的4速液力自动变速器OED4FA24，如图1-4所示，完成了中国汽车行业在液压自动变速器的设计和制造方面取得了零突破。目前，欧意德动力集团已开发出两款6速自动变速器OED6FA38和OED6RA40，分别可应用于水平前轮驱动车辆和垂直后轮驱动（四轮驱动）车辆。图1-4欧意德OED4FA24自主创新品牌的国产多挡自动变速器产量不足5%，其余基本靠进口，我国进口国外技术落后产品。在中国，6速自动变速器被广泛使用。两种类型：GF6和TF-60SN/TR-60SN。虽然自主品牌变速器发展较晚，技术实力较弱，但国内自主研发的自动变速器成果已经开始显现，但大部分尚未形成产业。在国内发展比较早的有吉利汽车，在自主品牌多挡变速器的研发上取得了初步成果。经过多年的研发，吉利已经开发出具有自主产权的自动变速器。如图1-5所示。图1-5吉利公司的6挡自动变速器目前，国产唯一自主研发的8档自动变速器，盛瑞传动生产的盛瑞8AT已经投产，如图1-6所示，也可为形成产业化奠定良好的基础。现阶段，盛瑞8AT已经发展到第二代（SR-8AT二代），支持水平前驱和水平四驱车型。图1-6盛瑞8挡自动变速器在液压自动变速器领域，我国汽车及零部件企业通过不断的技术投入和资金支持，取得了一定的技术突破。但在这一领域，国内汽车企业的技术水平与世界一流汽车企业仍有较大差距。目前，在电动汽车动力总成系统的参数匹配和换档控制策略方面已经取得了一定的成果。宋健（2006）研究了一种机械式自动两挡变速器配动力保持电动汽车，对自动变速器前驱传动系统进行动力学仿真，解决换挡过程中动力中断问题，提高换挡性能，电动汽车的稳定性。黄万友（2013）基于电动汽车在城市道路上的工况，以提高电动汽车能效为设计目标，对电动汽车动力传动部件、电动机和电池进行了参数匹配和选型，对电动汽车的能效进行了优化，匹配后的电动汽车得到了改进。吉毅（2014）研究了电动汽车二挡自动变速器换挡执行机构，提出两挡自动变速器换挡过程中转矩补偿策略，并通过Simulink验证了该控制策略的准确性。尹鹏飞（2015）进行了电动汽车二档自动变速器湿式多片离合器的设计。分析了换挡过程中的打滑和冲击程度，建立了变速器换挡过程仿真模型，验证了离合器的可靠性。梁文标（2016）设计了电动汽车两档自动变速器的整体设计，提出了一种新型的离合制动一体化换挡执行结构，提高了换挡稳定性。为了充分利用行星齿轮排满足更多换档的要求，行星齿轮传动机构的综合分析尤为重要。目前，国内对自动变速器行星齿轮机构的研究主要集中在机构分析上。刘更、彭雄奇（1994）采用三维有限元方法，研究了齿轮齿数、模数、齿宽、螺旋角和修形系数等齿轮参数对载荷分布、齿间载荷分布、内部刚度和计算幅值的影响，还对齿轮副进行了全面的研究。唐勇、张志强（2006）研究了齿轮螺旋角、齿宽及模数和齿数的组合形式对渐开线齿轮固有频率的影响。盛冬平（2008）利用ANSYS软件分别分析齿轮模数、压力角、行星齿轮个数变化对单列行星齿轮传动方式的影响。吴文光、朱如鹏（2010）利用Workbench软件分析了一对斜齿轮的啮合模型，研究了齿面接触和螺旋角对齿轮副固有特性的影响。陈志远（2011）研究了自动变速器行星机构的变速器设计，对经典变速器辛普森变速器进行了系统分析，文章的重点是提出行星齿轮传动的设计方案。孙明飞（2013）主要对自动变速器的经典结构以及四点和五点杠杆的行星齿轮机构的构型的性能进行了分析。参考文献[1]JaroslawCzaban.TheDiagnosticSystemofA-604AutomaticTransmission[J].ActaMechanicaetAutomatica，2014，8（3）：88-93.[2]VNezhadali，LEriksson.Aframeworkformodelingandoptimalcontrolofautomatictransmissionsystems[J].IFACPapersOnLine，2015，48（15）：56-62.[3]BOlivier，GKouroussis.Multibodysimulationofvehiclesequippedwithanautomatictransmission[J].JournalofPhysics：ConferenceSeries，2016，744（1）：29-35.[4]WEbner，JFuchs，GBrasseur.Amodel-baseddesignapproachforanoptimalelectrohydraulicsystemwithinautomatictransmissions[J].IFACPapersOnLine，2017，50（1）：33-39.[5]宋健，方圣楠，宋海军.电动汽车动力保持型机械式自动两挡变速器仿真与试验[J].清华大学学报，2006（4）：1106-1113.[6]黄万友，程勇.电动汽车动力驱动系统参数匹配实验[J].江苏大学学报自然科学版，2013（2）：132-137.[7]吉毅.纯电动汽车用AMT参数设计及换挡控制策略优化[D].重庆：重庆大学，2014.[8]尹鹏飞.电动汽车两档自动变速器设计与仿真分析[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2015.[9]梁文标.电动汽车用双速自动变速器的设计与开发[D].广州：华南理工大学，2016.[10]刘更、彭雄奇.齿轮参数对内啮合斜齿轮传动振动特性的影响[J].机械科学与技术，1994，（1）：65-69.[11]唐勇，张志强，贺静.渐开线齿轮模态分析[J].机械与电子，2006（08）：9-11.[12]盛冬平.基于ANSYS的行星齿轮系统参数化建模与模态分析研究[D].南京：南京航空航天大学，2008.[13]吴文光、朱如鹏.基于Workbench的斜齿轮固有特性分析[J].机械传动，2010，34（4）：54-56.[14]陈志远.自动变速箱行星机构传动设计的研究[D].吉林：吉林大学工学硕士学位论文.2011：2-5.[15]孙明飞.自动变速器行星齿轮机构构型与性能分析[D].沈阳：辽宁工业大学，2013.[16]文强.基于拓展杠杆法的8速行星齿轮机构的设计[J].机械工程师，2021（01）：56-59.[17]聂建军，禹英杰，鄢鸿桢.电动执行机