毕业论文初稿

毕业论文初稿

变速器设计的意义：

变速器用于转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同要求的需要。变速器在汽车中起着重要的作用，它能使汽车以非常低且稳定的车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定转速是难以达到的。随着汽车工业的不断壮大，以及汽车行业持续快速的发展，如何设计出更经济实惠，工作可靠，性能优良，符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题，也是我们作为汽车工程本科毕业生必须肩负的重任。在面临着前所未有的机遇的同时，我们要努力为我们的汽车工业做出应有的贡献。经过四年的刻苦学习，我掌握了四十多门基础知识和专业知识，阅读了大量的专业书籍，为从事汽车行业的工作打下了坚实的基础。在大学毕业，即将走向工作岗位之际，按国家教委的要求，进行了这次设计。毕业设计是对我们在大学期问所学知识的一次检阅，充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。毕业设计总体质量的好坏也直接体現了毕业生的独立创造设计能力。由于毕业设计具有特殊的重要意义，在两个多月的毕业设计时间里，我们到单位实习，并阅读了大量的汽车资料，虚心向老师请教，且在老师的指导下，将老师传授的设计方法运用到自己的设计中，使本次毕业设计得以顺利完成。

一、变速器的概述

（一）变速器的发展史

早在1886年，德国人哥德利普·戴姆勒在一辆四轮马车上安装了自己研制的汽车发动机，以每小时18千米“令人窒息”的速度行驶，人类历史上第一辆四轮汽车诞生了。汽车工业发展至今，各项技术逐渐成熟，但成功的背后总会有坎坷，它们经过了怎样的过程才破茧成蝶？下面我们就来聊聊汽车变速箱的发展历史。

1、最早的出现的变速箱被成为“有级变速箱”，即我们现在所说的“手动挡（MT）”由法国人“标致”于1889年研制成功。传统手动变速箱具有结构简单、成本低、传动效率高，虽然操作相对复杂但仍然具有独有的优势。手动变速器是自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。最常见的手动变速器多为3~5个前进档和1个倒档，在重型载货汽车用的组合式变速器中，则有更多的档位。所谓的变速器档数是指前进挡位数。

一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者技术好，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。

优点：操控乐趣高、结构简单可靠、燃油经济性好，与自动变速器相比较可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感。传输效率比自动变速箱为高，当然理论上会比较省油。维修保养上会比自动变速箱便宜。如果愿意以较高成本使用自动手排，则可以兼顾自排的方便性及手排的高效率。引擎煞车的效能较强。缺点：操作复杂，新手使用困难，面对越来越堵的交通状况，开着可能会很累。

2、在手动变速箱出现的19年后，福特汽车应用了“自动变速箱（AT）”，虽然它只有两个速率比，但仍然属于划时代的产物。我们现在应用最多的也是“自动变速箱”。随着行业的发展和用户需求的不断提升，自动变速箱由4AT演变到目前8AT，甚至9AT，行车更加平顺，燃油经济性也有所加强。汽车自动变速器常见的有四种型式：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)、双离合器自动变速器（Dual Clutch Transmission--DCT）。轿车普遍使用的是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

组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT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。之所以说自动变速箱是划时代的产物，主要在于它更有力的将汽车推广为人人都能驾驶的产品优点：上手很快，操作非常简单，适合在拥堵城市行驶。缺点：缺乏操控乐趣，加速感没有手动档强烈，燃油经济性差。

如果你既想体验手动档的驾驶乐趣，又想开车简单方便，该怎么办呢？为了迎合市场需求，自然而然的也就出现了“手自一体变速箱”。这类变速箱上都有显著的＋／-标志，驾驶者可以自由切换手动档与自动档两种模式。顾名思义，手自一体变速器就是将汽车的手动换挡和自动换挡结合在一起的变速方式。该变速器结合了自动变速器和手动变速器的优点，最大限度地减少了变速系统的功率损耗。手动挡因为自己可以自由调节挡位及转速，驾驶起来有种畅快的感觉，运动感十足，富有驾驶乐趣。技术先进的手自一体式变速器越来越多的装备到国产车中。其中最具代表性的为：标致307的Tiptronic、奥迪的Multitronic、福特蒙迪欧的Durashift5等。虽然看上去很美，但普通手自一体的手动模式在响应速度上完全不能同手动变速箱相提并论，提升驾驶乐趣非常有限。

优点：能随意切换两种操控模式。缺点：大部分手自一体变速箱实际的驾驶感并不强，手动的配置很少被使用。

4、目前的汽车市场除了传统的手动变速箱拥有忠诚的拥护者之外，其他类型的变速箱基本是互相叫板，下面我们就来聊聊被广大车主关注或使用的“CVT 无级变速箱”。CVT 即无极变速器。它与自动变速器和手动变速器的工作原理截然不同。正如其名，CVT所能实现的无级变速功能便是自动变速器和手动变速器梦寐以求但是却永远也不能实现的。CVT无极变速器可以在一定传动比范围内能线性的调节传动比，如果让自动变速器和手动变速器来实现相似的效果那便需要无数个档位才能实现，庞大的齿轮系统在工程上完全不可行的。抛弃齿轮传动结构正是CVT无极变速器突破“小巷思维”的灵感。CVT的传动结构与原理很简单：它由两个锥型盘和一条钢带组成。锥型盘就是由两个圆锥型的盘片组合在一起形成一个带V型槽的驱动盘，在行驶中，CVT变速器会根据车速和路况自动调整两个锥型盘的工作直径便可以连续的改变变速比，实现无极变速。CVT最大的优势便在于它可以连续可变传动比，搭载CVT无级变速器的车型在加速时，车速表与

转速表同时上升，当转速表达到最大值时即达到最高车速，整个加速过程平缓无任何冲击。

5、相比自动变速器与手动变速器而言，CVT最大的优势便在于它可以连续可变传动比，而自动变速器与手动变速器作为有级变速器则只能在几个固定的速比上工作。在实际驾驶中，CVT无极变速器所带来的感受是完全不同的。与自动变速器和手动变速器每次换挡后，发动机转速都会有几千转陡降的特性相比，搭载CVT无级变速器的车型在加速时，车速表与转速表同时上升，当转速表达到最大值时即达到最高车速，整个加速过程平缓无任何冲击。这一加速期间，发动机转速不会发生下降，而CVT无级变速器则在默默无闻的不断改变传动比，从而使传动系统与发动机一直保持最佳匹配。正是因为CVT这一独特特性，在燃油经济性与动力性方面，CVT都超出自动变速器与手动变速器。自动变速器和手动变速器在每次换挡后，发动机转速都会有几千转陡降的特性（如图黑色线条所示）而匹配CVT无极变速器时，整个加速过程发动机转速都不会发生下降（蓝色线条所示）正是因为CVT这一独特特性，在燃油经济性与动力性方面，CVT都超出自动变速器与手动变速器。在连续上下坡时，普通自动变速器车型需要进行烦琐的换档操作和制动操作。而第三代Xtronic CVT在较长的爬坡过程中无需进行反复的周期性变速。此外，在下坡过程中还可以通过一定的发动机制动实现稳定日产Xtronic CVT的核心技术在于高抗拉强度的钢带结构，它是由很多高强度薄刚片组成的可以实现终生免更换。

优点：省油，有很好的平顺感，动力响应直接。缺点：应用车型少，配件价格高。

6、变速箱发展至今，走的另一条道路就是“双离合变速器”。双离合器变速箱(Dual Clutch Transmission，以下简称DCT)是当前发展最迅速的新型变速箱，它以传统手动变速箱为基础加入双离合器和电控组件，获得优异的性能表现和良好的燃油经济性。它不仅近乎完美的传承了自动档的传动率，也有自动档的方便快捷，更是将换挡速度提升到快过专业车手。通过两套离合器的交替使用，达到快速、平顺的换挡效果。简单说来DCT是两个传统手动变速箱的集合体(分别为奇数和偶数挡)，拥有两个离合器，两根输入轴，但仅有一根输出轴。离合器的分离与接合，以及挡位切换都在电脑的掌控下通过液压机构进行控制，因此也能提