汽車變速器是由哪幾部分主成的?可以分為哪幾種類?請詳細(xì)說明 謝謝~~
來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 11:49:22
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汽車變速器是由哪幾部分主成的?可以分為哪幾種類?請詳細(xì)說明 謝謝~~【專家解說】:變速器,顧名思義就是改變速度的機(jī)器,其實(shí)它是改變發(fā)動機(jī)扭力的機(jī)器.也就是將發(fā)動機(jī)傳過來的動力,通
【專家解說】:變速器,顧名思義就是改變速度的機(jī)器,其實(shí)它是改變發(fā)動機(jī)扭力的機(jī)器.也就是將發(fā)動機(jī)傳過來的動力,通過它之后,以不同的扭力通過一定的傳動機(jī)構(gòu)傳給汽車的驅(qū)動輪,從而達(dá)到汽車在不同的負(fù)荷下正常行駛的需要.改變檔位也就是在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一定的條件下,改變不同的扭力.通常就是說,改變汽車的行駛速度.檔位越低,速度越慢,但是它的扭力也就是動力性越好.
變速器是通過大小齒輪的變換來傳遞不同的轉(zhuǎn)速的,它里面有主傳動部分與從動部分,當(dāng)大齒輪傳給小齒輪時,那就是低速檔,反之就是高速檔,這與我們現(xiàn)在騎的變速自行車原理差不多.當(dāng)然它也有一個不傳遞扭力的空檔.得以在仃車時或不需要傳遞動力時使用.
自動檔的車其實(shí)也有變速器.只不過它的變速原理更加復(fù)雜,但這一系列的變速過程,是由汽車變速器通過一定的變速鍋輪來控制一些齒輪,從而達(dá)到主動齒輪與從動齒輪的轉(zhuǎn)換來改變汽車的行駛速度.
變速器最簡單的解釋就是通過大小齒輪的轉(zhuǎn)換,來達(dá)到不同車速的需要.
所有的變速器車型都是相同的原理.汽車自動變速器(AT)的主要類型及目前的使用情況 AT有以下幾種形式: (1)液力機(jī)械A(chǔ)T—HMT(Hydrodynamic Mechanical Transmission)廣泛應(yīng)用于轎車、公共汽車、重型車輛、商用車和工程車輛上,它是目前AT的主流。 (2)機(jī)械式AT—AMT(Automated Mechanical Transmission)在通常機(jī)械式變速器基礎(chǔ)上加上微機(jī)控制電液伺服操縱自動換檔機(jī)構(gòu)組成,目前它應(yīng)用于部分低檔轎車上和局部卡車和商用車上。 (3)無級式AT—CVT(Continuously Variable Transmission)有以下幾種形式: ●機(jī)械式:有不少形式,目前主要的是推塊金屬V型帶式傳動,在轎車上已開始批量試用。 ●液壓傳動式(HST hydrostatic transmission):在工程車輛和農(nóng)業(yè)機(jī)械上已應(yīng)用。雖本田公司最近開發(fā)了泵和馬達(dá)制成一體的液壓和機(jī)械雙流傳動的AT,用于微型多功能車上,但存在轉(zhuǎn)速限制、效率、噪聲、重量和尺寸等問題,在汽車上基本沒有應(yīng)用。 ●電力式:用于電動汽車(EV electric vehicle)。 AMT的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)分析 AMT是在普通人工換檔機(jī)械式變速器基礎(chǔ)上加上替代人工換檔的電子控制操縱機(jī)構(gòu)組成,此自動換檔機(jī)構(gòu)有人稱為換檔機(jī)械手。 AMT是在普通機(jī)械變速器上進(jìn)行改造而成的,僅改變其中手動換擋操縱部分,生產(chǎn)制造繼承性好,改造投入費(fèi)用少,技術(shù)難度似乎不大,可以先局部自動化。例如:先離合器自動操縱、局部檔位間實(shí)現(xiàn)自動操縱等,然后再實(shí)現(xiàn)全面自動化。這對資金缺乏、制造能力低、技術(shù)力量薄弱的我國汽車工業(yè)來說,具有一定的吸引力。已有幾家國內(nèi)單位進(jìn)行了研究開發(fā),取得了可喜的成績。 AMT保留原來的機(jī)械變速器,因此其傳動性能基本上和機(jī)械變速器相同。除了齒輪傳動外,主要特點(diǎn)是具有以下兩大機(jī)構(gòu):起步裝置,帶扭矩減振器的主離合器;換檔裝置,帶同步器的換檔嚙合套。 這種純機(jī)械傳動,具有傳動效率高,結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),但是換檔過程不可避免存在動力中斷。只有一個結(jié)合元件脫開后,另一個結(jié)合元件才能結(jié)合的缺點(diǎn),不能實(shí)現(xiàn)換檔過程結(jié)合元件轉(zhuǎn)換時的搭接控制。因此起步和換檔必然不夠平穩(wěn)和沖擊較大。同時機(jī)械傳動很難阻隔發(fā)動機(jī)扭矩不均勻引起的震動。AMT車振動和噪聲較大,乘坐舒適性差,對高級豪華車不太合適。 實(shí)際上,要搞高水平微機(jī)控制自動換檔機(jī)構(gòu)在技術(shù)上是很難的,除了需高水平的電液比例控制技術(shù)外,還要滿足駕駛員的駕駛愿望和適應(yīng)各種行駛工況來進(jìn)行換檔,另外換檔過程是復(fù)雜的綜合操縱過程,除了要操縱主離合器和變速器外,還涉及到發(fā)動機(jī)油門和制動操縱。從目前來看AMT還比較難達(dá)到這個水平,而且這套換檔機(jī)械手系統(tǒng)的制造成本是不低的,AMT與HMT相比沒有價格優(yōu)勢。另外AMT自動換檔機(jī)構(gòu)需要動力,因此或多或少也得降低傳動效率。 基于以上分析,我們認(rèn)為AMT適用于商用車和卡車,這些車檔位較多,采用HMT困難,需要自動操縱,減輕駕駛員勞動,而且換檔過程動力切斷影響不大,對乘坐舒適性要求也不高。AMT也可用于低檔轎車上,且不一定搞全自動,搞局部自動操縱和換檔也可以,解決人工換檔機(jī)械變速器起步換檔操縱復(fù)雜、勞動強(qiáng)度大的問題,作為簡化駕駛操縱的具體技術(shù)措施。 3、 HMT的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)分析 HMT是由液力變矩器和液壓操縱換檔變速器組成。 HMT和AMT對比主要差異是: 1 起步裝置以液力變矩器代替主離合器變矩器傳遞扭矩與泵輪轉(zhuǎn)速成平方關(guān)系,在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時傳遞力矩小,它解決了內(nèi)燃機(jī)不能有載啟動問題,具有不需操縱,只需加油門就能自動起步的功能。通過長期使用證明液力變矩器對汽車來說是一個有效的部件,它具有以下優(yōu)點(diǎn): ●自動變矩,起步時扭矩自動增加,提高起步性能,行駛時能自動適應(yīng)外界阻力的變化。扭矩和牽引力隨油門踏板變化很容易操縱調(diào)節(jié),特別是低速起動或爬坡時,使得駕駛?cè)菀追奖恪?●起步加速和換檔平穩(wěn),降低傳動系統(tǒng)動載荷,延長傳動系統(tǒng)壽命。 ●阻隔發(fā)動機(jī)扭矩不均勻性引起的振動,降低噪聲,提高乘坐舒適性給人以駕駛平穩(wěn)高級的感覺。 ●防止發(fā)動機(jī)因過載而突然熄火,提高車輛的通過性。 變矩器主要缺點(diǎn)是傳動效率低,增加油耗。在變矩器應(yīng)用的初期,人們存在著一種錯誤認(rèn)識,認(rèn)為變矩器能起自動變矩作用,因此最初的HMT變矩器的失速比很大,變矩主要*變矩器來實(shí)現(xiàn),而變速器是輔助的,因此檔位很少,最初只有兩檔,后來才逐漸明白,要*變矩器提高變矩比,必然會導(dǎo)致變矩器油耗增大,是行不通的。HMT適應(yīng)外界阻力的變化變速變矩主要還得依*變速器。因此HMT的變速器檔位數(shù)在不斷增加,從2檔發(fā)展到3、4檔,目前高檔轎車采用5檔,并有可能發(fā)展到6檔。而變矩器的失速變矩比降低到2以下,以提高其最高效率。 同時對變矩器的作用也有了進(jìn)一步的明確,它僅在起步加速和換檔過程中起有效作用,在穩(wěn)定行駛時不起什么作用,反而使油耗增加。因此采用閉鎖離合器,將變矩器閉鎖成機(jī)械傳動,以提高效率。剛開始采用閉鎖離合器,其閉鎖區(qū)域僅限于高檔位、高車速和低油門較狹窄的區(qū)域。因?yàn)樵诘蜋n區(qū)域變矩器閉鎖后,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩不均勻產(chǎn)生的振動沒有經(jīng)過液力傳動減振直接傳給機(jī)械傳動系,會產(chǎn)生振動和噪音,影響乘坐的舒適性。為了解決燃油經(jīng)濟(jì)性和駕駛平穩(wěn)性之間的矛盾,使得閉鎖區(qū)域向低速檔、低車速和大油門開度領(lǐng)域擴(kuò)展。最近在轎車上大多采用了閉鎖離合器微小打滑控制,使得油耗稍有增加,但駕駛平穩(wěn)性大大改善。 從上面分析可知在汽車上使用液力變矩器已經(jīng)日趨成熟,盡量解決其傳動效率低的缺點(diǎn),發(fā)揮其傳動平穩(wěn)、自動增扭的優(yōu)點(diǎn)。在變矩器的設(shè)計上采用了先進(jìn)的三維葉柵理論,對循環(huán)園形狀、各葉輪的葉片和形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,合理確定變矩器力矩系數(shù),使變矩器和發(fā)動機(jī)匹配優(yōu)化,改善其共同工作的經(jīng)濟(jì)性和動力性。 從制造角度來看,變矩器制造不算復(fù)雜,成本不高,從使用角度看,變矩器工作可*,使用壽命長。 換檔機(jī)構(gòu)采用液壓操縱摩擦結(jié)合元件。與帶同步器嚙合套換檔相比,換檔過程無明顯動力中斷,可以通過控制在分離的結(jié)合元件的油壓釋放和在結(jié)合的結(jié)合元件的油壓上升,來精確控制換檔搭接,實(shí)現(xiàn)快速、平穩(wěn)、無沖擊換檔。 3.2 從整體控制系統(tǒng)來看 : ●AMT:機(jī)械變速器換檔是同步器+桿杠撥*+電液操縱機(jī)構(gòu)。操縱過程由電信號→液壓信號→再通過機(jī)械機(jī)構(gòu)(桿杠和同步器)來換檔 本 ●HMT:動力換檔變速器換檔過程由電信號→液壓信號,直接控制換檔結(jié)合元件的結(jié)合與分離。 3.3 從AMT和HMT換檔操縱方式來看 : (1)HMT換檔操縱方式比較簡單直接,電信號轉(zhuǎn)換至液壓信號直接去控制結(jié)合元件換檔,而AMT轉(zhuǎn)換至液壓信號后,再需要通過機(jī)械機(jī)構(gòu)去控制換檔,顯然比較麻煩。 (2)AMT是開關(guān)型操縱(分離和結(jié)合);HMT是比例型的操縱,可控制一個結(jié)合元件的逐漸分離,另一個結(jié)合元件的逐漸結(jié)合。這樣就可以控制換檔過程的搭接和平穩(wěn)過渡。 如果AMT和HMT都采用定軸式變速器(本田HMT就采用定軸式)從結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和制造難易程度來說,HMT并不比AMT差。 應(yīng)該說HMT采用油壓控制結(jié)合元件換檔要比AMT采用液壓機(jī)構(gòu)同步器換檔性能要好,而且結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。 目前不少HMT具有手動模式,在手動模式下HMT相當(dāng)于動力換檔變速器,即所謂手動與自動一體的變速器。它具有普通機(jī)械變速器的效率高、人工選擇換檔等特點(diǎn),但換檔操縱卻大大簡化了。 從以上分析可知,HMT在性能上優(yōu)于AMT,這也就說明了為什么HMT是AT的主流。 我們認(rèn)為HMT可選擇的多種工作模式,操縱駕駛?cè)菀追奖悖鸩綋Q檔無沖擊,駕駛平穩(wěn),振動噪聲低,給人以舒服和高檔的感覺,它特別適用于高檔轎車。隨著HMT的不斷改進(jìn)和完善,對一般駕駛者來說,其動力性能和經(jīng)濟(jì)性能也不比AMT差。 4、 CVT的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)分析 : CVT有多種形式,這里僅對具有代表性的推塊式V型金屬帶式來進(jìn)行分析。 4.1 CVT的結(jié)構(gòu)組成 : (1)起步裝置,有以下3種形式: ●電磁離合器:重量尺寸大,熱負(fù)荷能力低,一般僅用于微型車輛上; ●電子控制式濕式摩擦離合器:結(jié)構(gòu)尺寸小,響應(yīng)快,能量損失小,在有些轎車上采用; ●液力變矩器:起步扭矩大,坡道起步性能好,駕駛?cè)菀追奖?,微動性能?進(jìn)出車庫),而且能阻隔發(fā)動機(jī)扭矩不均勻所引起的振動和沖擊。因此,目前CVT也比較傾向于采用變矩器。 (2)推塊式金屬V型帶無級變速裝置。 (3)前進(jìn)后退換向機(jī)構(gòu),有行星式和定軸式兩種。 4.2 CVT和HMT的比較 (1)從性能上看,CVT是無級傳動,能最大限度地利用發(fā)動機(jī)特性,提高動力性和經(jīng)濟(jì)性,同時變速平穩(wěn),行駛性能和駕駛感覺都好,HMT是有級傳動,為了改善性能必須增加檔位數(shù),目前已增加至5檔,與CVT性能較接近,但仍稍有差距。 (2)從結(jié)構(gòu)制造上看,CVT上仍采用變矩器,還需要前進(jìn)后退轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和液壓操縱摩擦結(jié)合元件。從結(jié)構(gòu)制造復(fù)雜程度上看兩者差距不大,目前來看CVT制造成本稍高。 (3)CVT作為新產(chǎn)品,從誕生、發(fā)展到成熟需要經(jīng)歷充分時間考驗(yàn)和使用證實(shí);對用戶來說要有一個認(rèn)識、信任和接受的過程。目前CVT產(chǎn)品尚有不成熟尚需改進(jìn)的地方。 ●金屬帶的結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)還在不斷改進(jìn)和完善,其傳遞扭矩的能力在進(jìn)一步提高。 ●在變速過程中,帶的軸向偏移會造成主從動輪的帶平面中心線不在同一平面上的現(xiàn)象。此現(xiàn)象會使帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生扭曲,在帶輪的入端和出端造成沖擊,使噪聲增大,傳動變的不平穩(wěn),并會使帶的壽命急劇下降。為解決此問題,目前采用與金屬帶相接觸的帶輪的錐面形狀進(jìn)行修正設(shè)計。但是最好能使主從帶輪兩側(cè)對稱軸向移動,使兩輪帶平面中心線不產(chǎn)生偏移。 ●在使用上曾出現(xiàn)不夠理想的地方,例如起步和低速行駛時會感到有種CVT獨(dú)特的滯澀不圓滑的感覺,在緊急停車后再起步時,偶爾會發(fā)生低速無法起步的現(xiàn)象。 ●從控制系統(tǒng)來看,包括變速控制,帶夾緊力控制和起步控制等都有不夠完善的地方。從目前來看,CVT尚未替代HMT大規(guī)模使用,主要是因?yàn)榕cHMT相比,性能沒有明顯突出的優(yōu)越地方,尚存在不夠成熟的地方,而HMT已有60多年的生產(chǎn)制造使用歷史,性能相當(dāng)完善,產(chǎn)品相當(dāng)成熟。因此雖然很多廠家都在研究、試驗(yàn)、試用CVT,并進(jìn)行了批量生產(chǎn),但仍對CVT抱謹(jǐn)慎態(tài)度,從目前來看,HMT的主流地位尚未動搖。
參考資料: http://www.bylm.net/forum/read.php?tid=8051
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