手动变速器基础知识以及开发流程介绍-更新版.ppt

1、1,手动变速器（MT）基础知识 与开发流程介绍,2012-03,2,变速器的功用,汽车的行驶条件是复杂多变的。路面好坏、道路坡度、汽车载荷、交通状况、气候因素等条件的不断变化将要求汽车驱动车轮的驱动扭矩和转速必须随时变化，且要求具有一定大的变化范围。发动机的输出扭矩和转速不能满足驱动车轮的这些要求。设在发动机和车轮之间的变速器必须具有改变汽车驱动车轮的驱动扭矩和转速的功能，以满足汽车在各种行驶条件下的需要。 同时，变速器还有中断动力传递的功能，使汽车在发动机不熄火时可以暂时停车；并且在对发动机运转检查和热车调整时也由变速器实现中断动力传递。 另外，由于发动机不能倒转，为了汽车能倒车，变速器必须

2、具有改变转动方向的功能。 总之，变速器必须具备可变化速比的前进档、中断动力传递的空挡和倒车用的倒档等功能。,3,轿车变速器的分类,轿车变速器按操纵方式可分为手动操纵和自动操纵。手动变速器设有手动操纵换档杆；自动变速器只有预选段位手柄，不需有离合器踏板；无级变速器也是自动操纵的。 手动变速器按不同的汽车动力总成布置一般有两种形式。三轴式变速器用于FR布置的大排量乘用车和商用车。两轴式变速器多用于FF布置的轿车。 自动变速器也有固定的档位速比，只是档位的改变是自动控制的。由于动力是经过变矩器输入的，所以AT能够小范围的无级变速。 无级变速器的前进速比是连续变化的，没有档位，其速比的连续变化也是自动

3、的。,4,轿车变速器的分类,5,乘用车变速器的主要布置形式,FR布置结构是早期车型中比较常见的结构。发动机和变速器纵置，后驱动桥用来向车轮传递动力。 FF相比于动力总成纵置，可以减少一对用来转变传动方向的螺旋伞齿轮，减少了成本。目前该种布置形式使用非常广泛,FR,FF,VS,6,MT-手动变速器,手动变速器的构造简单、制造成本低，故在中档和经济型轿车中得到了普遍的应用，在我国MT仍是主流。增加档位数并实现换档自动化是MT的发展方向。（也就是所谓AMT） 通常手动变速器总成有变速装置、换档机构、操纵装置等三个分组。FF布置的变速器还要包括主减速齿轮和差速器总成分组。另外，MT总成往往还包含有离合

4、器壳体和分离机构分组。,7,MT主要结构与工作原理,前置后驱FR变速器基本结构,FR变速器的传动系主要有输入轴、中间轴、输出轴。5档的变速器一般四档采用直接档（速比为1.0）,8,MT主要结构与工作原理,前置前驱FF变速器基本结构,FF变速器的传动系主要有输入轴、输出轴、差速器。5档的变速器一般四档类似直接档（速比接近1.0）,9,MT主要结构与工作原理,两轴式变速器广泛应用于FF轿车。其变速装置是由输入轴、输出轴组成的一级变速装置，还包含有主减速齿轮和前桥差速器。其实质是变速器与前驱动桥的集合体，所以也称为前变速驱动桥，或称为前传动器。,发动机的动力经离合器传递到输入轴，输入轴上设有各档主动

5、齿轮，输出轴上相应的设有各档从动齿轮。由于前进档采用同步器换档，故各档齿轮副均采用常啮合斜齿轮传动，经一级变速后动力即可传递到输出轴。由于变速器的输出轴与主减速器的主动齿轮连成一体，因此动力再经主减速器、差速器、驱动轴等最终传递到驱动车轮。其倒档一般采用移动倒档中间齿轮到啮合位置实现换入倒档,10,MT同步器基本原理,锁环式惯性同步器在轿车MT得到了广泛的应用。锁环式惯性同步器的原理是利用锁环与被同步件间的滑磨功，吸收（或释放）被同步件的转动惯量实现同步的。,同步器的主要作用就是实现同步换档，减少换档过程的冲击。,11,MT同步器基本原理,作为换档结合器的结合套与花键毂用轴向可滑动的渐开线花键

6、连接，而花键毂与输出轴用轴向固定的花键连接。结合套在换档拨叉的作用下可左右移动。例如右移时结合套内花键与一档齿轮的结合齿圈接合，换入一档；反之与二档齿轮的结合齿圈接合，换入二档。 同步作用是通过同步锁环实现的。例如换入二档时，同步锁环与二档齿轮上的摩擦锥体产生滑磨功，吸收（或释放）二档齿轮、输入轴等被同步件的转动惯量实现同步的。,齿套和同步环接触的端面上加工成锥面，齿套既能给同步环以轴向压力使同步环和被同步齿轮的结合齿之间产生摩擦力矩，又能使同步之后齿套能够拨开同步环与被同步齿轮啮合。,12,MT换档机构,换档机构是变速器用来选位和换档的。要求换档机构必须动作灵活可靠，且要档位明显，手感舒适。

7、,前置后驱FR机械变速器一般采用直接操纵结构或者杆系操纵， 前置前驱FF机械变速器一般采用远程操纵。,13,MT差速器基本原理,差速器的功能是当汽车转弯行驶或在不平路面行驶时，使左右驱动车轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。 一百年前，法国雷诺汽车公司的创始人路易斯.雷诺根据“最小能耗原理”，设计出了差速器。差速器是汽车领域非常伟大的发明。,14,MT差速器基本原理,目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器的内摩擦力矩很小,其锁紧系数K=0.050.15，转矩比K 为1.11.4。可以认为无论左右驱动轮的转速是否相等，而转矩基本上总是平均分配的。差速器的 工作原理可以总结为：差速不差扭

8、,15,机械变速器的自动化AMT,AMT的含义是自动化的手动变速器，是Automatic Manual Transmission的缩写。AMT与带液力变矩器的CVT、AT相比，不但其制造成本低，而且传动效率高、油耗少，这是AMT的优势。 在欧洲，最初的AMT是为中、重型汽车研究的，因为中、重型汽车的变速器不仅档位多，而且换档力大，为减轻驾驶员的换档负担，利用中、重型汽车上原有的气源或液压，增加伺服机构，使换档实现半自动化（助力换档）或自动化。斯堪尼亚、曼（MAN）、雷诺、伊顿、ZF等厂商的中、重型变速器中都有AMT的应用。奔驰公司斯玛特（SMART）车的变速器具有916个档，也搭载了AMT的技

9、术。,16,机械变速器的自动化AMT,随着电子控制技术和机械制造技术的高度发展，以及对轿车安全性、舒适性的追求，AMT在轿车上也得到了应用。为了保持低廉的成本，其离合器和换档机构一般不做变动，只是增加了液压的或电动的（离合器离/合和变速器换档）执行机构，以及电子自动控制单元。离合器的适时离合，以及换档特性的平顺是AMT成败的关键。离合器从动盘和同步器的使用寿命是AMT潜在的问题。,17,机械变速器的自动化DCT,DCT是近年来在欧洲出现的乘用车自动换档的机械式变速器 动力输入采用2套离合器系统，相邻挡位采用不同的离合器控制，减小手动变速器换档时的动力中断时间，没有AMT在这方面的缺点 换档和离合器的操纵采用电液混合控制与步进电机控制两种方式。换档和离合器的控制由TCU运用一定的控制策略来进行一体化管理。,18,机械变速器的自动化DCT,19,手动变速器简要开发流程,手动变速器简要开发流程,20,手动变速器简要开发流程,手动变速器试验项目： 根据DVP，进行台架测试。试验内容如下： 可靠性 变速循环耐久试验（含高速、高负荷） 变速操纵耐久试验 差速循环耐久试验 台架脱挡试验 强度 总成静扭强度试验 差速齿轮静扭强度试验 壳体变形试验,21,手动变速器简要开发流程,手动变速器试验项目：