自動(dòng)變速器液力變矩器畢業(yè)設(shè)計(jì)

鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（附件）題目自動(dòng)變速器液力變矩器的設(shè)計(jì)院系機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化年級207級學(xué)生姓名高光明指導(dǎo)教師李懷正2011年5月30日目錄附錄1課題申請表1附錄2任務(wù)書2附錄3調(diào)研報(bào)告3附錄4開題報(bào)告10附錄5計(jì)劃進(jìn)度表13附錄6中檢表15英文文獻(xiàn)16英文文獻(xiàn)翻譯29畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題申請表（由指導(dǎo)老師填寫）學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院時(shí)間2010年11月12日課題情況課題名稱自動(dòng)變速器液力變矩器的設(shè)計(jì)教師姓名李懷正職稱副教授學(xué)位博士教研室圖學(xué)課題來源A科研B生產(chǎn)C教學(xué)D其它課題類別A設(shè)計(jì)B論文實(shí)施地點(diǎn)新校區(qū)起止時(shí)間201年12月201年6月上機(jī)時(shí)數(shù)500擬指導(dǎo)學(xué)生數(shù)對學(xué)生的特殊要求熟悉SOLIDWORKS等軟件主要研究內(nèi)容1、學(xué)習(xí)和熟悉液力變矩器的工作原理和設(shè)計(jì)步驟；2、學(xué)習(xí)和熟悉SOLIDWORKS、AUTOCAD等軟件的功能和使用；3、設(shè)計(jì)液力變矩器的三維實(shí)體模型；4、完成液力變矩器的設(shè)計(jì)和繪制工程圖；目標(biāo)和要求1、查閱資料，翻譯資料，整理開題報(bào)告；2、分析液力變矩器的原理，計(jì)算液力變矩器的參數(shù)；3、完成液力變矩器的設(shè)計(jì)、動(dòng)畫制作、繪制工程圖；4、撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算分析說明書。特色三維建模設(shè)計(jì)。成果形式三維圖、工程圖、設(shè)計(jì)計(jì)算分析說明書成果價(jià)值用于汽車的連續(xù)變速、減震緩沖?？剖覍徟庖娡狻Ｘ?fù)責(zé)人簽字2010年11月24日學(xué)院審批意見同意。主管院長簽字2010年11月29日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書（由指導(dǎo)教師填寫）學(xué)生姓名高光明學(xué)號20070130705教師姓名李懷正職稱副教授題目自動(dòng)變速器液力變矩器的設(shè)計(jì)主要研究內(nèi)容1設(shè)計(jì)液力變矩器的結(jié)構(gòu)；2制作爆炸圖和動(dòng)畫；3繪制工程圖；研究與設(shè)計(jì)方法1分析計(jì)算液力變矩器參數(shù)、結(jié)構(gòu)；2用SOLIDWORKS建立三維模型；3用AUTOCAD繪制工程圖；主要技術(shù)指標(biāo)（或研究目標(biāo)）1建立三維實(shí)體模型；2分析液力變矩器結(jié)構(gòu)；3繪制工程圖；主要參考文獻(xiàn)1田晉躍車輛自動(dòng)變速器構(gòu)造原理與設(shè)計(jì)方法北京北京大學(xué)出版社，20052王文斌機(jī)械設(shè)計(jì)手冊北京機(jī)械工業(yè)出版社20073朱經(jīng)昌液力變矩器的設(shè)計(jì)與計(jì)算北京國防工業(yè)出版社，199119LINYJ,COLELOMEXPLORINGTHETRANSITONALIMPACTSOFA2DTO3DDESIGNENVIRONMENTFORTHEDEVELOPMENTOFTORQUECONVERTERS,2004汽車變速器的調(diào)研報(bào)告調(diào)查時(shí)間2011年1月3月調(diào)查對象國內(nèi)的汽車變速器調(diào)查方法通過網(wǎng)絡(luò)和參考文獻(xiàn)進(jìn)行分析隨著國內(nèi)汽車保有量持續(xù)快速增長，公路交通所消耗的石油資源占全國石油消耗總量的份額不斷攀升。提供給用戶低油耗并具備良好動(dòng)力性能的汽車產(chǎn)品成為目前汽車企業(yè)追求的主要目標(biāo)之一。對汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性影響最大的是發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性以及傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和效率，因此，通過對目前各種汽車變速器的性能、技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查比較，分析汽車變速器市場的現(xiàn)狀及對汽車變速器市場進(jìn)行展望。一、汽車變速器的現(xiàn)狀及前景目前，汽車市場上裝備性能更佳、功能更多的自動(dòng)變速器AT轎車迅速增加。為解決AT油耗高、動(dòng)力性能低的問題，汽車廠商為AT設(shè)計(jì)可供選擇的多種使用模式，使其智能化適應(yīng)不同駕駛需要。在經(jīng)濟(jì)模式下，電控單元控制變速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)即按設(shè)定的規(guī)律曲線完成換檔，以減少功率輸出達(dá)到降低油耗的目的。在運(yùn)動(dòng)模式下，其設(shè)計(jì)的換檔規(guī)律曲線是控制變速器在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)換檔，獲取發(fā)動(dòng)機(jī)最多的功率，達(dá)到提高整車動(dòng)力性能的目的。在變扭器鎖止離合器的控制上，盡量采取合理的工況鎖止條件方式選擇，以優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到提高傳動(dòng)效率的目的目前正在開發(fā)一種浸油離合器來替代液體變扭器式的AT，避免油介質(zhì)在動(dòng)能傳遞中能量的損失。但上述智能化設(shè)計(jì)，還是不能最終解決AT油耗高傳動(dòng)效率低的問題。因?yàn)?，無論采用哪種模式，都會(huì)對發(fā)動(dòng)機(jī)功率或油耗作出選擇取舍。盡管普通手動(dòng)齒輪變速器MT，存在許多不足，但因其結(jié)構(gòu)簡單、效率高、功率大的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在仍大量使用。為解決上述矛盾，在動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性上超過MT的汽車變速器是CVTCONTINUOULYVARIABLETRANSMISSION無級變速技術(shù)。汽車變速器是汽車的主要裝置之一，汽車行駛速度隨工況、負(fù)荷的反復(fù)變化而不斷變化，因此需要汽車變速器傳動(dòng)比的適應(yīng)范圍盡量寬。只有選擇無級變速才能滿足，因?yàn)闊o級變速可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)變化，使汽車行駛條件與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)現(xiàn)最佳匹配，充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有理想的動(dòng)力性能，提高汽車的經(jīng)濟(jì)性，降低排放污染及噪音。從現(xiàn)代汽車變速器的市場狀況和發(fā)展來看，全世界的各大廠商都對提高AT的性能及研制無級變速器CVT表現(xiàn)積極，汽車業(yè)界非常重視CVT在汽車上的實(shí)用化進(jìn)程。目前世界上裝車較多的汽車變速器是手動(dòng)變速器MT、電控液力自動(dòng)變速器ECT、金屬帶鏈?zhǔn)綗o級變速器CVT、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT、雙離合器變速器DCT及環(huán)形錐盤滾輪牽引式無級變速器IVT等數(shù)種，并具有各自優(yōu)勢，但其中金屬帶式無級變速器前景看好。ECT變扭器中的自動(dòng)變速器油ATF在高速運(yùn)動(dòng)中，由于油液分子間的內(nèi)摩擦和油液分子與各工作輪葉片表面間的摩擦所消耗的部分能量及泵輪、渦輪窄隙處油液剪切等原因會(huì)產(chǎn)生油液溫度升高造成功率損失，存在傳動(dòng)效率低油耗較大的不足，另外還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高及維修難度大等較明顯缺點(diǎn)。歐洲格特拉克GETRAG變速箱公司開發(fā)的電控機(jī)械自動(dòng)變速器AMT則克服了AT效率低等缺點(diǎn)，與AT相比，具有更大的發(fā)展優(yōu)勢?？墒?，AMT依舊需要復(fù)雜的電控系統(tǒng)來控制。二、汽車變速器傳動(dòng)技術(shù)（一）手動(dòng)變速器MT自汽車發(fā)明以來，手動(dòng)變速器一直得到廣泛應(yīng)用。直到20世紀(jì)60年代，大部分的汽車變速器只有3個(gè)檔位，只有高速檔具備同步器。當(dāng)時(shí)駕駛員駕駛車輛時(shí)，必須有很好的技術(shù)，才能平順地?fù)Q檔。發(fā)展至今，大多數(shù)手動(dòng)變速器也搭載有5檔，甚至6檔速率。低檔速率對節(jié)約燃料有好處，加快速度需要變高速檔。（二）自動(dòng)變速器AT自動(dòng)變速器自上世紀(jì)40年代開始使用，南美國制造商發(fā)展起來。當(dāng)時(shí)，由于電子裝置還沒有發(fā)展起來，只有通過液壓系統(tǒng)才能控制有關(guān)的操縱裝置。隨著時(shí)代的發(fā)展，自動(dòng)變速器的檔位數(shù)就像手動(dòng)變速器一樣逐漸增加了。由于電子操縱裝置和增大齒輪的速比范圍，液力變扭器僅限于在車輛啟動(dòng)的階段使用。這不但對降低燃料消耗有好處，而且也改善了轎車的性能。新型的5檔或6檔自動(dòng)變速器，采用新的控制系統(tǒng)，與老一代產(chǎn)品相比，重量相當(dāng)，但傳遞的扭矩大大增加。為了降低內(nèi)部損耗，采用多檔位、小速比差可以減少燃料消耗，增加車輛行駛的平順性。從燃油經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)動(dòng)性能和舒適性雨言，當(dāng)自動(dòng)變速器的檔位不斷增多，速比差不斷減小，就很接近連續(xù)變速的CVT變速器了。（三）無級變速器CVT無級變速齒輪傳動(dòng)裝置，是在上世紀(jì)中葉出現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)，由于沒有合適的自動(dòng)化控制操縱裝置，在電子時(shí)代之前，所有的機(jī)械控制裝置，最終都沒有能夠成功地安裝在汽車上。這時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率及行車條件都由駕駛者的行車能力來決定。直到上世紀(jì)80年代術(shù)期，CVT才首次運(yùn)用在批量生產(chǎn)的汽車中。利用鏈條傳送動(dòng)力的裝備的CVT，需要起動(dòng)機(jī)離合器或液力變扭器。為了倒車還需要一套額外的倒車齒輪組。能量是通過輪盤和鏈子之間產(chǎn)生的摩擦從軸輪傳到另一個(gè)軸輪。這就是問題的關(guān)鍵所在，因?yàn)橹荒苡脤Ｓ玫臐櫥瑒┎趴梢员苊庠谳S與軸之間會(huì)發(fā)生打滑或點(diǎn)蝕。CVT對扭矩是非常敏感的。同其他傳動(dòng)系統(tǒng)相比，升級為更大能量的發(fā)動(dòng)機(jī)需要進(jìn)行更多詳細(xì)的檢查。發(fā)動(dòng)機(jī)速度和車速度沒有固定的比率。此外，音響效果與手動(dòng)變速器有很大的不同。由于這個(gè)原因，無級變速傳動(dòng)有時(shí)小受客戶歡迎。噪聲的問題有時(shí)可導(dǎo)致另外叫做“橡皮筋兒作用”的問題。以上指的是，隨著車速度的增加，有可能發(fā)動(dòng)機(jī)速度減低下來。為了同避這個(gè)問題，有些制造商提供以固定比率為7的CVT，這樣很像齒輪傳動(dòng)。若軟件不仔細(xì)地被起動(dòng)，軸輪就容易會(huì)破壞到極限。在這種條件下，無級變速傳動(dòng)的作用無非是保證兩個(gè)齒輪良好地嚙合起來而已。由于動(dòng)力傳遞完全取決于輪盤和鏈子之間的摩擦力，目前，使用CVT變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩極限大約為350到400NM。（四）自動(dòng)變速的手動(dòng)變速器AMT起初AMT很受人喜歡，因?yàn)閮r(jià)格比AT和CVT便宜得多。特別是在多檔位重型卡車上，這種自動(dòng)化的變速器在歐洲、北美洲占有很大市場份額。就小轎車而言，AMT卻得不到廣泛認(rèn)可。這主要是由于換檔時(shí)，會(huì)造成動(dòng)力中斷，這被視為不利之處。決定是否使用AMT，主要要考慮車的重量和動(dòng)力傳遞的特性的要求。（五）雙離臺(tái)變速器傳動(dòng)DCT降低成本是發(fā)展任何一種變速器的主要驅(qū)動(dòng)力。在AMT殺被廣泛采用之后，雙離合器變速器OCT成為了一個(gè)在AT和CVT之外的有趣選擇。雙離合器變速器中的零部件與手動(dòng)變速器很相似。到目前為止，干式離合器的DCT，由于成本低，一直被認(rèn)為是一種對小發(fā)動(dòng)機(jī)有利的選擇。而濕式離合器則需要一套由油泵和油壓回路來驅(qū)動(dòng)離合器和換檔同步器。所以，濕式離合器DCT比MT的內(nèi)部損耗要多，但低于AT，更大大地低于CVT。特別是對于橫置發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)更是如此。（六）混合動(dòng)力傳動(dòng)混合傳動(dòng)是指，車上有兩個(gè)可交替或混合使用的動(dòng)力源。在許多情況下，一臺(tái)動(dòng)力源是內(nèi)燃機(jī)，另一臺(tái)是由電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。一般說來，混合動(dòng)力的目的是減少燃料消耗和排放。這里，混合動(dòng)力的關(guān)鍵問題是電動(dòng)機(jī)的大小和它是從哪兒得到所需的能量。設(shè)計(jì)混合傳動(dòng)的主要任務(wù)是從制動(dòng)中獲得再生能源。所以可以獲得的再生電力的多少取決于車輛載荷循環(huán)因數(shù)即車輛停止和行駛的比例、電動(dòng)機(jī)的大小和它的特征?？梢韵胍姡罱鼛啄暧泻芏嘞嚓P(guān)的新穎設(shè)計(jì)還在進(jìn)行中。混合傳動(dòng)在長途運(yùn)輸中沒有太多的好處。在混合傳動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。因?yàn)槟芰亢碗娏鬟@兩方面的限制，并且電動(dòng)機(jī)的重量大、體積大、價(jià)格也高。再說，到現(xiàn)在對它的壽命和可靠性的研究也只處于萌芽狀態(tài)而已。三、汽車變速器的特點(diǎn)（一）手動(dòng)變速器手動(dòng)變速器是最常見的變速器其換檔操作遵從駕駛者的意志、結(jié)構(gòu)簡單、故障率相對較低，價(jià)廉枋美。近年來隨著汽車工業(yè)的發(fā)展、車輛設(shè)備性能、結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致車輛傳動(dòng)部的潤滑條件較過去更為苛刻1、齒輪箱體積更小。由于使用者對燃油經(jīng)濟(jì)性要求提高、汽車制造商提高了后橋及變速器傳動(dòng)功率密度、使齒輪箱內(nèi)潤滑油容量變小齒輪溫度和負(fù)荷提高。2、空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)改進(jìn)。采用空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)可以有效握高燃油經(jīng)濟(jì)性但同時(shí)使后橋愛變速器周圍的空氣溘速降低。有OEM報(bào)道采用空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)可能使重負(fù)荷卡車手動(dòng)變速器的工作溫度提高2530。3、緩沖器的使用。容易在齒輪齒尖產(chǎn)生剝坑。4、同步器的廣泛應(yīng)用。在同步耐久性、抗點(diǎn)蝕、杭擦傷性能上對變速器油提出了更高的要求。（二）自動(dòng)變速器（AT）的運(yùn)行特點(diǎn)自動(dòng)變速器能自動(dòng)進(jìn)行反復(fù)的加速，減速、換檔等功能具有變速平滑駕駛輕便等優(yōu)點(diǎn)，但其在油耗方面比手動(dòng)變速器高515。（三）無級變速器（CVT）的運(yùn)行特點(diǎn)無級變速器雖然具有變速柔和、舒適等特點(diǎn)，但變速器內(nèi)能量損失過大，并不節(jié)油，承載扭矩具有局限性，成本較高。（四）自動(dòng)變速的手動(dòng)變速器（AMT）的運(yùn)行特點(diǎn)自動(dòng)變速的手動(dòng)變速器比自動(dòng)變速器和手動(dòng)變速器節(jié)能，但由于其是基于手動(dòng)變速器發(fā)展起來的，具有不可逾越的技術(shù)阻礙，即動(dòng)力中斷現(xiàn)象，一般應(yīng)用在緊湊型車河商用車上。（五）雙離合變速器（DCT）的運(yùn)行特點(diǎn)雙離臺(tái)器變速器擁有2個(gè)離臺(tái)器和2套輸入輸出軸。其工作原理是可以同時(shí)有2個(gè)擋位嚙臺(tái)，汽車在正常行駛時(shí)，一個(gè)離臺(tái)器控制單數(shù)擋位齒輪，一個(gè)離合囂控制雙數(shù)檔位齒輪；變速囂在換檔過程中，保持動(dòng)力不切斷。因此，雙離臺(tái)器變速器的優(yōu)點(diǎn)是燃油經(jīng)濟(jì)性好、響應(yīng)時(shí)間短、扭矩傳遞沒有限制（與帶式無級變速器相比），扭矩傳進(jìn)沒有中斷（與自動(dòng)變速的手動(dòng)變速器相比）。雙離臺(tái)器變速器的制造成本比自動(dòng)變速囂和無級變速器低，也可以使用現(xiàn)有手動(dòng)變速囂生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)。由于雙離臺(tái)器變速器采用機(jī)械傳動(dòng)，因此在調(diào)整控制程序、改變加遺度性能后。適用于中、高檔轎車和運(yùn)動(dòng)型汽車。雙離合變速器在節(jié)能方面比5速自動(dòng)變速器高15如果與混合動(dòng)力車相匹配，節(jié)能效果會(huì)更加明顯。四、汽車無級變速器的應(yīng)用在汽車無級變速器CVT應(yīng)用方面，國內(nèi)與國外車型存在的差距也正在逐漸縮小。如本田開發(fā)的MULTIMATICS裝備在飛度轎車上，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在變速柔順、操縱穩(wěn)定性好及節(jié)約能耗方面。此外，奧迪A6、A4、菲亞特派力奧、西耶耶、周末風(fēng)、奇瑞旗云、風(fēng)云、QQ、東方之子也有CVT可供選擇。目前裝備汽車的CVT大多數(shù)采用摩擦傳動(dòng)，其功率小、效率低，如V型橡膠帶式、V型金屬帶式、多盤式、滾輪轉(zhuǎn)盤式等，主要通過靜摩擦力實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。從V型橡膠帶無級變速器到現(xiàn)代的金屬帶式無級變速器在汽車上的實(shí)際應(yīng)用，期間經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)18861987。如今，金屬帶式無級變速器已經(jīng)裝備在歐美日等國家地區(qū)生產(chǎn)的中小排量汽車上。近年下線的奧迪V628L轎車就裝備金屬鏈帶式無級變速器，輸出功率為142KW，這實(shí)際上代表現(xiàn)代無級變速器研發(fā)技術(shù)水平的最高成就。在奧迪A6裝備MULTITRONIC手動(dòng)無級一體變速器的轎車上，預(yù)設(shè)6個(gè)手動(dòng)檔位，換檔過程連續(xù)進(jìn)行且分級變化。避免因操作而產(chǎn)生的遲滯頓挫感，提高舒適程度，操作簡便，又能充分體驗(yàn)駕駛樂趣。據(jù)一汽大眾現(xiàn)場試車介紹，裝備MULTITRONIC手動(dòng)無級一體變速器的奧迪A6轎車，在0100KMH加速時(shí)，比裝備手動(dòng)自動(dòng)五速變速器的轎車快14S，比裝備五速手動(dòng)變速器的同類車型也快01S。且在油耗上，比手動(dòng)自動(dòng)一體的奧迪A6轎車變速器減少06L100KM，比手動(dòng)五擋奧迫A6轎車減少02L100KM。這種變速器變速機(jī)構(gòu)的核心部件是兩組帶輪，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化通過控制系統(tǒng)，改變驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪與金屬鏈帶的接觸工作半徑達(dá)到變速目的。變速范圍達(dá)56，傳動(dòng)效率達(dá)95液力AT的傳動(dòng)效率在87左右。目前無級變速器的傳動(dòng)構(gòu)件由帶輪驅(qū)動(dòng)，分為金屬帶V型輪和金屬鏈V型輪二種形式。金屬帶鏈壓緊在主動(dòng)與從動(dòng)V型帶輪上，通過改變帶輪槽寬度即可改變金屬帶鏈與V型帶輪的接觸半徑，并因此改變傳動(dòng)比。不論金屬帶式或金屬鏈?zhǔn)綗o級變速器，都由電控裝置、液控裝置和機(jī)械變速裝置包括濕式多片離合器、液力變矩器或電磁偶合器等機(jī)構(gòu)組成。變速器工作時(shí)，電控單元依據(jù)節(jié)氣門開度信號和變速器輸出軸的速度信號，經(jīng)計(jì)算后向液壓控制裝置輸出執(zhí)行信號，再由液控裝置輸出油壓調(diào)節(jié)控制離合器與伺服油缸的工作，來改變動(dòng)力傳遞的通道及改變主動(dòng)、從動(dòng)帶輪的工作半徑實(shí)現(xiàn)無級變速。奧迪MULTITROMIC無級變速器可承受280NM以上的扭力，能夠勝任與奧迪A624L發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配。在變速效率、速比范圍、重量及生產(chǎn)成本等方面，已逐步突破以前只有在小型轎車低功率上的使用局限。當(dāng)前，世界各大汽車廠商為提高產(chǎn)品的競爭力都努力研發(fā)新一代的CVT性能安全轉(zhuǎn)矩容量更大，這是由于伴隨現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的背景支持和全球性的能源危機(jī)以及對環(huán)境保護(hù)壓力所采取的措施。例如，美國福特和通用汽車公司為研制1320L排量級的無級變速器也投入上億美元的巨資。現(xiàn)在，全世界的CVT轎車年產(chǎn)量大約50萬輛，其主要汽車品牌中，都有裝備CVT的轎車在銷售。汽車無級變速器無疑是當(dāng)今汽車變速器發(fā)展的趨勢。2006年上半年國內(nèi)轎車產(chǎn)量為25963萬輛，比上年同期增長403，在未來的1015年，中國汽車將會(huì)迎來全面發(fā)展的盛況。國內(nèi)有關(guān)行業(yè)專家指出經(jīng)過幾年的發(fā)展后，要做到手動(dòng)自動(dòng)變速產(chǎn)品品類齊全；手動(dòng)變速箱產(chǎn)品升級；自動(dòng)變速箱將優(yōu)先發(fā)展AMT、適對發(fā)展DCT、適量生產(chǎn)ECT，全力推動(dòng)自動(dòng)變速箱開發(fā)的市場化進(jìn)程。五、汽車變速器的發(fā)展趨勢手動(dòng)變速器MT由于價(jià)格合理、燃料消耗低，估計(jì)今后手動(dòng)變速器一定還會(huì)繼續(xù)獲得廣泛的應(yīng)用。為改進(jìn)手動(dòng)變速器MT的性能，汽車工業(yè)的主要精力集中在下列方面1提高換檔的舒適性；2用輕金屬降低變速器的重量；3減少內(nèi)損耗，例如使用低粘度潤滑油；4以合乎環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝等有效生態(tài)方案補(bǔ)償成本膨脹；5發(fā)展能用現(xiàn)有設(shè)備和零部件相兼容的雙離臺(tái)器變速器的生產(chǎn)平臺(tái)。上述提到的情況，同時(shí)適用于前輪和后輪驅(qū)動(dòng)車輛的變速器。為適應(yīng)城市越來越多的汽車增長量和繁忙的交通情況，自動(dòng)變速器將被廣泛開發(fā)和應(yīng)用已達(dá)到提高效率，降低油耗的效果。其發(fā)展趨勢是（1）提高傳動(dòng)效率，以提高油經(jīng)濟(jì)性，強(qiáng)化駕駛性能；（2）復(fù)雜精密的電子控制；（3）提高駕駛的舒適性；（4）保障行車安全。本文介紹了不同變速器技術(shù)的發(fā)展和特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹介紹了無級變速器在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用，分析了未來汽車變速器的發(fā)展趨勢。變速器朝操縱舒適、輕柔、傳動(dòng)效率高、低油耗、環(huán)保與低噪聲方向發(fā)展，汽車自動(dòng)變速市場的需求量將繼續(xù)增長。由于世界能源和環(huán)境保護(hù)問題的日益突出及激烈的市場競爭，今后汽車變速器市場會(huì)呈現(xiàn)最佳優(yōu)化設(shè)計(jì)的多層次多樣化狀態(tài)。手動(dòng)變速器MT由于其傳動(dòng)效率高、功率大，油耗小、結(jié)構(gòu)簡單的明顯優(yōu)點(diǎn)占市場的一部分。但具有高技術(shù)水準(zhǔn)自動(dòng)化控制的手動(dòng)變速器因保持MT的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)又因其優(yōu)化設(shè)計(jì)盡量避免MT的不足將取得進(jìn)展，如雙離合器變速器DCT、自動(dòng)變速的手動(dòng)變速器（AMT）。汽車無級變速器，其摩擦傳動(dòng)方式的無級變速器在歐洲、日本成功應(yīng)用，但這種摩擦傳動(dòng)的無級變速雖然有優(yōu)勢卻又受到傳動(dòng)效率較低及傳輸扭矩的限制，需要開拓新的途徑，在中小排量的汽車上占有一定市場比例。迫于全球性能源燃油經(jīng)濟(jì)性與排放限制的壓力和汽車市場的激烈競爭，各汽車廠商都在投入，以利于研發(fā)性能更好的變速器滿足市場的多樣化、多層次需求，在汽車市場上新的變速器品種將會(huì)不斷出現(xiàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目名稱汽車變速器的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名高光明專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化班級07級7班一、選題的目的意義21世紀(jì)，汽車工業(yè)成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車企業(yè)對各系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)需求旺盛。其實(shí)，汽車與人一樣，也是有著整套健康系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體。發(fā)動(dòng)機(jī)是心臟，車輪、底盤與懸掛是軀干與四肢，然而連接它們的，是類似于人體經(jīng)脈的變速器系統(tǒng)。如果汽車喪失了變速器這個(gè)中心環(huán)節(jié)，心臟、四肢與軀干再好，汽車只能如同植物人般成為廢鐵一堆可以說，變速器是伴隨著汽車工業(yè)出現(xiàn)的必然產(chǎn)物，是汽車上的必需品。在完成了最基本的傳動(dòng)功能之外，我們對變速器的要求也是越來越高，這是變速箱演變過程的首要催產(chǎn)素。由此可見，對汽車的變速器進(jìn)行研究具有十分重要的意義。作為汽車關(guān)鍵總成之一，變速器技術(shù)在汽車誕生的百年歷史中在不斷地與時(shí)俱進(jìn)。手動(dòng)變速器由于其傳遞動(dòng)力的直接與高效性，加上制作技術(shù)的成熟與低成本，現(xiàn)代汽車中裝備手動(dòng)變速器的汽車仍然占有很大比例。但隨著人們對汽車舒適性要求越來越高，現(xiàn)代汽車自動(dòng)變速器裝備率越來越高卻是一個(gè)不爭的事實(shí)，尤其是當(dāng)自動(dòng)變速器也逐漸能夠兼顧操控性的時(shí)候。但傳統(tǒng)自動(dòng)變速器技術(shù)卻由于其效率的低下而在等待一場革命。我們想要知道的是，自動(dòng)變速器的未來究竟將走向何方在當(dāng)前多種技術(shù)的研發(fā)中，自動(dòng)變速器技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出了比較明顯的三大發(fā)展趨勢，一是以德國大眾汽車公司為代表的雙離合技術(shù)，二是無級變速技術(shù)即CVT技術(shù)，三是多家公司已然推出的多擋位技術(shù)。通過進(jìn)行本設(shè)計(jì)使學(xué)生對設(shè)計(jì)的一般過程包括市場調(diào)查與預(yù)測，技術(shù)調(diào)查，可行性分析，初步設(shè)計(jì)，技術(shù)設(shè)計(jì)，工作圖設(shè)計(jì)等有一個(gè)系統(tǒng)的了解，機(jī)器的設(shè)計(jì)過程，為在今后的工作中能夠較快地進(jìn)入工作狀態(tài)打下一定的基礎(chǔ)。二、國內(nèi)外研究綜述在中國，手動(dòng)變速器仍然是車用變速器的主流。具體有兩個(gè)原因首先，目前國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)基本掌握對手動(dòng)變速器的開發(fā)，所以在一定程度上加大了手動(dòng)變速器的價(jià)格優(yōu)勢；另外，絕大多數(shù)中國駕駛者在學(xué)車時(shí)就用的是手動(dòng)車，他們更加享受手動(dòng)車帶來的駕駛樂趣。從技術(shù)、節(jié)能和基礎(chǔ)設(shè)施角度，對各種變速器在中國和國外的發(fā)展情況作以下簡要分析（1）手動(dòng)變速器（MT）手動(dòng)變速器應(yīng)該說是最為節(jié)能的變速方式，另外由于中國企業(yè)已經(jīng)掌握該技術(shù)，而且在生產(chǎn)方面也積累了長期經(jīng)驗(yàn)，從而在價(jià)格和質(zhì)量方面會(huì)有較大優(yōu)勢。所以在短期內(nèi)仍將是變速器主流。其不足在于操控上的不便，尤其是在城市工況。（2）自動(dòng)手動(dòng)變速器（AMT）自動(dòng)手動(dòng)變速器實(shí)際上是由一個(gè)機(jī)器系統(tǒng)來完成操作離合器和選擋這兩個(gè)動(dòng)作。駕駛者只要踩油門，選速器系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇換擋的最佳時(shí)機(jī)，從而消除了發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器的錯(cuò)誤使用，以避免錯(cuò)換擋位。由選速器完成駕駛者踩離合器換擋的動(dòng)作，選擇的換擋時(shí)機(jī)要比駕駛者完成得更準(zhǔn)確。因此，在能源日益緊缺和CO2排放壓力越來越大這一背景下，AMT順應(yīng)了“節(jié)能減排”這一趨勢，是一項(xiàng)非常適合中國市場的先進(jìn)技術(shù)。（3）電子控制液力自動(dòng)變速器（AT）電子控制液力自動(dòng)變速器近些年新技術(shù)也不斷在使用，它正朝著多擋位、數(shù)字化控制等方面發(fā)展。電子控制模塊可以選擇更多的傳動(dòng)比，傳動(dòng)比取決于行駛條件，從而降低了油耗并提高了換擋平順性。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與行駛狀態(tài)的最優(yōu)化匹配意味著發(fā)動(dòng)機(jī)提高了動(dòng)力、燃油經(jīng)濟(jì)性并降低了運(yùn)行噪聲。（4）無級變速器（CVT）無級變速器則只需兩組可移動(dòng)錐輪以及傳動(dòng)帶或傳動(dòng)鏈，即可實(shí)現(xiàn)無數(shù)個(gè)前進(jìn)擋的變速過程。（5）雙離合器變速器（DCT）雙離合器變速器最早是德國大眾技術(shù)，因此在大眾車系里又稱DSG變速器。它可以說是目前世界上最先進(jìn)的、具有革命性的變速器系統(tǒng)，根據(jù)我國汽車變速器的技術(shù)條件和市場情況，對于未來1020年的中國市場，可以得出以下結(jié)論手動(dòng)變速器在短期內(nèi)仍將主導(dǎo)市場，但自動(dòng)變速器將不斷受到市場青睞，其中，雙離合器技術(shù)潛力巨大。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的方法1通過對市場和用戶的調(diào)查研究實(shí)地調(diào)查、電話查詢,科學(xué)預(yù)測國內(nèi)外產(chǎn)品的發(fā)展動(dòng)態(tài)并進(jìn)行水平對比,尋求新的開發(fā)方向和目標(biāo)，寫出調(diào)研報(bào)告。2技術(shù)調(diào)查。首先查閱資料,包括在圖書館查閱資料、購書中心查閱資料、上網(wǎng)查閱資料、借閱類似設(shè)備的設(shè)計(jì)資料。在獲得一定的資料后，通過分析、對比，寫出開題報(bào)告。3設(shè)計(jì)方案的論證。首先提出兩到三種設(shè)計(jì)方案，通過分析、比較確定一種設(shè)計(jì)方案，該方案要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況盡量采用新技術(shù)，新措施。4運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)對主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,依據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行具體設(shè)計(jì),再對設(shè)計(jì)進(jìn)行理論驗(yàn)算。5繪制相關(guān)圖紙,并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的其它工作。三、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況1彭文生，張志明，黃華梁機(jī)械設(shè)計(jì)北京高等教育出版社。2劉惟信汽車設(shè)計(jì)北京清華大學(xué)出版社。3機(jī)械設(shè)計(jì)手冊4張洪欣汽車設(shè)計(jì)北京機(jī)械工業(yè)出版社。5陳家瑞汽車構(gòu)造第二版北京機(jī)械工業(yè)出版社。6張文春汽車?yán)碚摫本C(jī)械工業(yè)出版社。四、指導(dǎo)教師審批意見李懷正年月日計(jì)劃進(jìn)度表學(xué)生姓名高光明學(xué)號20070130705教師姓名李懷正職稱教授題目汽車自動(dòng)變速器液力變矩器的設(shè)計(jì)時(shí)間工作內(nèi)容完成情況2011年1月3日201年1月16日2011年3月7日2011年3月27日2011年3月28日2011年4月10日2011年4月11日2011年5月15日2011年5月7日2011年6月5日一、文獻(xiàn)資料搜集閱讀階段到圖書館網(wǎng)上查閱與汽車總動(dòng)變速箱相關(guān)的資料，練習(xí)運(yùn)用SOLIDWORKS等繪圖軟件，根據(jù)任務(wù)書及所收集的資料，撰寫開題報(bào)告。二、翻譯外文階段查找相關(guān)的外文資料論文等，翻譯外文論文；三、方案設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)對前期收集整理的第一手資料進(jìn)行認(rèn)真閱讀，對汽車自動(dòng)變速器液力變矩器部分進(jìn)行初步方案設(shè)計(jì)及總體設(shè)計(jì)；四、裝配圖、零部件圖設(shè)計(jì)對汽車自動(dòng)變速器液力變矩器進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算及設(shè)計(jì)，并繪制零部件的三維圖，對前期設(shè)計(jì)進(jìn)行校核修正，并將零部件裝配成裝配體。五、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書對前期的工作進(jìn)行總結(jié)，嚴(yán)格按照學(xué)校設(shè)計(jì)規(guī)范撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)目標(biāo)；準(zhǔn)備答辯。完成完成完成完成完成畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表題目名稱汽車自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名高光明所學(xué)專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)號20070130705一、已完成的任務(wù)一、文獻(xiàn)資料搜集閱讀階段到圖書館網(wǎng)上查閱與汽車總動(dòng)變速箱相關(guān)的資料，練習(xí)運(yùn)用SOLIDWORKS等繪圖軟件，根據(jù)任務(wù)書及所收集的資料，撰寫開題報(bào)告。二、翻譯外文階段查找相關(guān)的外文資料論文等，翻譯外文論文；三、方案設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)對前期收集整理的第一手資料進(jìn)行認(rèn)真閱讀，對汽車自動(dòng)變速器液力變矩器部分進(jìn)行初步方案設(shè)計(jì)及總體設(shè)計(jì)；四、裝配圖、零部件圖設(shè)計(jì)對汽車自動(dòng)變速器液力變矩器進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算及設(shè)計(jì)，并繪制零部件的三維圖。二、存在問題各部分的參數(shù)可能存在一定的不合理，我會(huì)在接下來的時(shí)間里進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，在此畢業(yè)設(shè)計(jì)期間我得到了李老師的很大的幫助，我由此也學(xué)到了許多，非常感謝老師的指導(dǎo)與幫助。三、擬采取的研究方法和可行性分析查閱資料，和同學(xué)討論，并向老師請教。四、指導(dǎo)教師對學(xué)生勞動(dòng)紀(jì)律、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評語指導(dǎo)教師簽名李懷正2011年月日無級變速器概述無級變速器過去、現(xiàn)在和將來的研究凱文R朗2000年5月3日摘要隨著美國政府所頒布的針對汽車燃油經(jīng)濟(jì)性和排放的新法規(guī),無級變速傳動(dòng),或無級變速器,繼續(xù)成為提高內(nèi)燃機(jī)IC引擎汽車的燃油效率的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。無級變速器使用無限可調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)比代替離散齒輪達(dá)到最佳發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。對于給定的車速度，由于引擎總是工作在最有效轉(zhuǎn)速,裝備無級變速器的比裝備傳統(tǒng)變速器的車輛達(dá)到較好耗油量和加速度。在汽車領(lǐng)域無級變速器并不是新的,但是在過去它們的轉(zhuǎn)矩性能和可靠性一直是受限制的。齒輪減速和制造業(yè)的新發(fā)展導(dǎo)致了更加穩(wěn)定的無級變速器的產(chǎn)生,反過來那能讓他們被使用在更多樣的汽車應(yīng)用上。無級變速器也與混合動(dòng)力汽車被開發(fā)。隨著無級變速器的繼續(xù)發(fā)展,它的成本將進(jìn)一步減少和性能將會(huì)繼續(xù)增加,而這反過來又會(huì)讓無級變速技術(shù)作進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。本文評價(jià)了自動(dòng)變速傳動(dòng)裝置目前的發(fā)展?fàn)顩r和即將面臨的研究,在過去的發(fā)展?fàn)顩r及存在的與自動(dòng)變速裝置相關(guān)的傳統(tǒng)問題的背景下，對潛在的理論和機(jī)構(gòu)進(jìn)行了探討。簡介經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的探索和發(fā)展,內(nèi)燃機(jī)引擎IC接近完美變得陳舊除了燃料經(jīng)濟(jì)性的進(jìn)展和有效地排放降低，工程師繼續(xù)探索的IC效率和性能的外在限制,。雖然許多內(nèi)燃機(jī)引擎車輛滿足車輛排放的標(biāo)準(zhǔn),但在不久的將來，這些標(biāo)準(zhǔn)將被新的、更嚴(yán)格的政府法規(guī)。由于有限的改進(jìn)余地,汽車制造商已經(jīng)開始全面發(fā)展替代的動(dòng)力的車輛。盡管如此,制造商也不愿放棄近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展和數(shù)十億或甚至萬億美元的IC基礎(chǔ)設(shè)施,尤其是對沒有商業(yè)成功史的技術(shù)。因此,理想的臨時(shí)解決辦法是進(jìn)一步優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)引擎車輛的整體效率。對于這種燃料經(jīng)濟(jì)困境，一個(gè)可能的解決辦法是連續(xù)變化的傳動(dòng)裝置（CVT）,一種古老的想法只是最近成為的汽車制造商希望的堡壘。，在混合動(dòng)力和燃料電池車輛仍在繼續(xù)發(fā)展的時(shí)候自動(dòng)變速器能潛在允許內(nèi)燃機(jī)引擎車輛滿足第一次的燃油法規(guī)。與選擇一個(gè),四個(gè)或五個(gè)齒輪相比，無級變速傳動(dòng)裝置按理想的光滑轉(zhuǎn)矩速度曲線不斷改變它的齒輪傳動(dòng)比來優(yōu)化引擎效率相對于傳統(tǒng)的變速器，這提高了燃油里程和加速度。CVTS的基本理論有不可否認(rèn)的潛力,但燃料法規(guī)的寬松近年來蓬勃發(fā)展的銷售給制造商一種自滿情緒如果消費(fèi)者在購買數(shù)以百萬計(jì)的傳統(tǒng)的傳動(dòng)裝置的汽車,為什么花數(shù)十億美元來進(jìn)行開發(fā)及制造無級自動(dòng)變速器呢雖然CVTS已經(jīng)應(yīng)用于汽車了幾十年,有限的轉(zhuǎn)矩的能力以及可疑的可靠性已經(jīng)抑制他們的成長。然而,今天,正在進(jìn)行的無級自動(dòng)變速傳動(dòng)裝置的研究已經(jīng)導(dǎo)致了更加穩(wěn)定的傳動(dòng)裝置,從而更加多樣的用于汽車應(yīng)用上。隨著無級自動(dòng)變速傳動(dòng)裝置的繼續(xù)發(fā)展,制造成本進(jìn)一步降低和性能進(jìn)一步提高,反過來也增加了它們進(jìn)一步發(fā)展的需求。在世界的汽車基礎(chǔ)設(shè)施，這個(gè)改進(jìn)的循環(huán)將最終給無級自動(dòng)變速傳動(dòng)器打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。無級自動(dòng)變速傳動(dòng)裝置理論和設(shè)計(jì)今天的汽車幾乎都利用傳統(tǒng)的手動(dòng)或自動(dòng)傳動(dòng)裝置“多重行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)集利用積分離合器和選擇頻率達(dá)到離散齒輪傳動(dòng)比”3。典型的自動(dòng)機(jī)械使用四個(gè)或五個(gè)這樣的齒輪,而手動(dòng)通常使用五個(gè)或六個(gè)。通過幾個(gè)基本的無級自動(dòng)變速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的一個(gè)，連續(xù)變化的傳動(dòng)裝置可代替無限可調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置的離散齒輪傳動(dòng)。驅(qū)動(dòng)帶這種最常見的類型的無級自動(dòng)傳動(dòng)裝置用分割的鋼材堆疊在鋼帶上,如圖1。該帶傳輸功率在兩個(gè)錐形滑車、或滑輪上,一個(gè)固定的和一個(gè)可移動(dòng)的3。用皮帶驅(qū)動(dòng)大體上,一個(gè)傳感器測得發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出,然后滑輪間的距離增加或減少,從而驅(qū)動(dòng)皮帶張緊。不斷變化的滑輪間距離它們彼此的傳動(dòng)比類似于換檔。6圖1金屬推帶CVT的結(jié)構(gòu)推帶無級自動(dòng)變速傳動(dòng)裝置幾十年前被開發(fā),但在帶設(shè)計(jì)上的新進(jìn)展最近已經(jīng)引起了全世界的汽車制造商。環(huán)形牽引驅(qū)動(dòng)器2環(huán)形CVT的結(jié)構(gòu)這些傳動(dòng)裝置使用高剪切強(qiáng)度的粘性流體傳輸扭矩在輸入和輸出帶環(huán)之間。隨著可移動(dòng)曲面的線條的滑動(dòng),滾筒角度相對于傳動(dòng)軸位置的變化可以看出,在圖2。這一結(jié)果在改變齒輪傳動(dòng)3。變直徑彈性體帶這種類型的無級變速,代表如圖2,采用了平面、靈活的帶安裝在可移動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)上。這些支承可以改變半徑進(jìn)而改變齒輪傳動(dòng)比然而,在高傳動(dòng)比下，支承分離形成一種不連續(xù)的齒輪軌跡,參考圖3。這可能會(huì)導(dǎo)致的問題,那已經(jīng)困擾無級變速器多年3。這個(gè)內(nèi)在缺陷指導(dǎo)向推帶無級變速器方向研究、開發(fā)。其它無級變速器品種在汽車歷史的整個(gè)過程中，其他幾個(gè)種類的CVTS已經(jīng)開發(fā)出來,但與推帶和環(huán)形CVTS相比，這些已經(jīng)變得不那么突出。在無級變速傳動(dòng)裝置中，下垂的牽引驅(qū)動(dòng)使用一個(gè)旋轉(zhuǎn)的、錐形傳動(dòng)軸圖3變直徑彈性體帶的結(jié)構(gòu)來改變傳動(dòng)裝置。隨著錐形體改變角度、入口半徑減小,而出口半徑增加,反之亦然,導(dǎo)致一個(gè)無限變化的齒輪傳動(dòng)比3?？勺兊膸缀误w無級變速裝置用可調(diào)節(jié)的行星齒輪組改變齒輪傳動(dòng)比,但是與傳統(tǒng)的無級變速相比，這看上去更像是一個(gè)靈活的傳統(tǒng)的傳動(dòng)裝置。背景和歷史說無級變速器CVT了無新意將會(huì)是一個(gè)保守的陳述在1490，奧納多達(dá)芬奇勾勒下他的CVT的想法1。在汽車上應(yīng)用上,CVTS已經(jīng)幾乎和汽車本身一樣深入人心,和傳統(tǒng)的自動(dòng)裝置一樣被了解。實(shí)際上在20世紀(jì)30年代初，通用汽車公司開發(fā)了一種環(huán)形的CVT,由于費(fèi)用問題在最終決定實(shí)施一個(gè)傳統(tǒng)的,分級式齒輪自動(dòng)裝置前，進(jìn)行廣泛的測試。在20世紀(jì)60年代，通用汽車公司再次研究CVTS,但沒有見過產(chǎn)品2。英國制造商奧斯丁在它的一個(gè)小排量汽車上使用了一種CVT一些年,但“由于它的高成本、可靠性差,不充分的扭矩傳遞而被放棄”2。許多早期CVTS使用了一個(gè)簡單的橡膠傳送帶,圓錐體系統(tǒng),像那個(gè)在1958年被荷蘭公司DAF開發(fā)1。然而,DAF的CVT只能運(yùn)用在06L發(fā)動(dòng)機(jī)上,噪聲和粗糙的問題開始傷害其聲譽(yù)1。這些早期的失敗使汽車制造商也在很大程度上避免CVTS直到最近,特別是在美國。固有的優(yōu)點(diǎn)和效益當(dāng)然,換擋傳動(dòng)的金屬聲對所有的車手是熟悉的。相比之下,無級變速傳動(dòng)是完全平穩(wěn)的，它自然改變“齒輪傳動(dòng)比”以致于司機(jī)或者旅客覺得只有穩(wěn)定的加速度。從理論上講,CVT將更少的引起發(fā)動(dòng)機(jī)疲勞,將成為一個(gè)更可靠的傳動(dòng)裝置,換擋和離散齒輪使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在低于理想的速度上。此外,CVTS提供改進(jìn)效率和性能。下面的表格1顯示了一個(gè)典型的五擋自動(dòng)裝置的功率傳輸效率。也就是通過傳動(dòng)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)變百分比。這86的平均效率與97效率的典型的手動(dòng)變速器3相比之下,下表2給出了幾個(gè)CVT設(shè)計(jì)的效率范圍。表1效率對自動(dòng)變速器齒輪傳動(dòng)比3表2各種CVT設(shè)計(jì)的效率3齒輪效率范圍CVT原理效率范圍16085橡膠皮帶909526090鋼帶909738595環(huán)形牽引709449095下垂?fàn)恳?59658594可變幾何尺寸8593這些CVTS每一個(gè)在常規(guī)自動(dòng)變速裝置上，提供了改進(jìn)效率,以及與手動(dòng)變速器相比他們的效率并不主要取決于駕駛習(xí)慣3。另外因?yàn)镃VT允許一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在這個(gè)最有效點(diǎn)幾乎獨(dú)立于車輛的速度信號,與傳統(tǒng)傳動(dòng)裝置相比，裝備CVT的車輛具有燃油經(jīng)濟(jì)性效益3ZFGETRIEBEGMBH幾年前通過測試發(fā)現(xiàn)“與四速自動(dòng)變速器相比，CVT用至少節(jié)省10的燃料”利于美國環(huán)境保護(hù)署的城市和高速公路的循環(huán)。此外,在060英里/小時(shí)加速度測試，CVT用少于一秒的速度5。潛在的燃料效率,還可以帶進(jìn)入本田的用戶被使用。在城市的高速公路上，使用傳統(tǒng)的自動(dòng)變速裝置的用戶每加侖油平均行駛英里,而無級變速裝置的相同的汽車能達(dá)到3438英里4。本田已經(jīng)使用了無級變速裝置多年,但這些是具有限的轉(zhuǎn)矩的能力的16升的汽車。不斷的研究和發(fā)展將必然地?cái)U(kuò)大CVTS的適用性，使它達(dá)到一個(gè)更寬廣的發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的使用范圍。挑戰(zhàn)和限制因素由于各種各樣的原因,CVT的發(fā)展一直進(jìn)展緩慢,但是大多數(shù)的發(fā)展延遲可歸咎于缺乏需求傳統(tǒng)手工和自動(dòng)變速器已經(jīng)長期提供足夠的性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。因此,CVT發(fā)展中遇到問題阻礙了它的發(fā)展?！霸O(shè)計(jì)師一直是徒勞地在試圖發(fā)展匹配CVT的最大扭矩能力、效率、大小、重量、和生產(chǎn)成本的變速裝置”6。對以前的CVTS最主要的抱怨是滑輪或傳動(dòng)皮帶的滑移。這是由于缺乏離散齒,那構(gòu)成了齒輪之間的剛性機(jī)械連接,特別是在高轉(zhuǎn)矩下，摩擦傳動(dòng)更容易滑動(dòng)。與50年代和60年代間早期的CVTS,配備CVTS的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在極高的轉(zhuǎn)速上試圖“趕上”滑移帶。這將會(huì)發(fā)生車輛加速到峰值扭矩時(shí)的任何時(shí)間“對于承受壓力的帶,在傳遞扭矩這個(gè)過程中,微滑移發(fā)生在帶圖4通用的新CVT設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和滑輪之間。這個(gè)微滑移傾向于急劇增加傳遞扭矩超過某一定值”8多年來,對于這個(gè)問題，簡單的解決方法是僅在低扭矩的汽車引擎使用CVTS。另一個(gè)解決方案是采用變矩器想應(yīng)用在傳統(tǒng)的自動(dòng)裝置上一樣,但是這就降低了CVT的效率2。也許相比其他東西,CVT的發(fā)展受成本阻礙。低體積和缺乏基礎(chǔ)設(shè)施抬高了生產(chǎn)成本,這樣不可避免的生產(chǎn)更高的傳動(dòng)裝置的價(jià)格。不斷增加的發(fā)展,在制造工藝、材料加工的大多數(shù)問題背簡單的改進(jìn)解決。例如,日產(chǎn)的EXTROID來自于一個(gè)世紀(jì)的老概念,被現(xiàn)代技術(shù)，冶金、化工、電子、工程、精密制造完善”2。此外,無級變速的控制問題必須得到解決。即使CVT可以在任何速度以最優(yōu)齒輪傳動(dòng)比操作,怎么能讓它“知道”選擇什么傳動(dòng)比手動(dòng)變速器有手動(dòng)控制，司機(jī)可以在他或她想換擋時(shí)進(jìn)行換擋,自動(dòng)變速器有相對簡單的換擋算法在3個(gè)到5個(gè)齒輪之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。然而,CVTS需要更復(fù)雜的演算法來調(diào)節(jié)無限分割的速度和齒輪傳動(dòng)比。研究與開發(fā)而近些年內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展已經(jīng)減慢，因此汽車制造商投入更多的資源來發(fā)展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車HEVS和燃料電池汽車FEVS,CVT的研究和發(fā)展被迅速擴(kuò)展。即使美國汽車制造商在無級變速上一直是落后的，直到最近揭幕的新設(shè)計(jì)；截至2002年，通用汽車計(jì)劃在一些車輛實(shí)施金屬帶無級變速裝置。6在CVT的發(fā)展上，日本和德國人繼續(xù)帶頭前進(jìn)。憑借其“EXTROID”CVT，日產(chǎn)已經(jīng)取得了令人矚目的一步,在國內(nèi)市場上，它所提供了豪華轎車“塞德里克和格洛麗亞”。這種環(huán)形的CVT的費(fèi)用超過傳統(tǒng)的皮帶驅(qū)動(dòng)的無級變速器,但日產(chǎn)期望額外的成本通過豪華轎車的價(jià)格賺回2。EXTROID用高粘度流體在圓盤和滾軸之間來傳輸能量,而不是直接接觸。與變矩器相結(jié)合,這樣產(chǎn)生了“異?？焖賯鲃?dòng)比變化”。不過，最重要的是,EXTROID是可與渦輪增壓版的日產(chǎn)的產(chǎn)生285磅每英尺的扭矩的30升排量的V6相適應(yīng)的對于無級變速起器的扭矩能力，這是一個(gè)新的紀(jì)錄2。奧迪的新CVT既提供了更好的圖5奧迪鏈條CVT的結(jié)構(gòu)燃油效率比傳統(tǒng)的自動(dòng)裝置和較好的加速度比手動(dòng)變速裝置。此外,奧迪宣稱,它能提供無級變速裝置在輕微價(jià)格增加上1。為了處理多達(dá)280磅每英尺的扭矩，這種所謂“無級變速器”的無級變速裝置使用一個(gè)全鋼鏈節(jié)板槽而不是V帶1。此外,“奧迪聲稱A6無級變速器從0加速到100千米/小時(shí)比齒輪傳動(dòng)的無級變速裝置少用13S,比同等型號的在“最佳狀態(tài)”使用五速手動(dòng)變速箱快圖6奧迪CVT剖面結(jié)構(gòu)01S1。如果成本能足夠的降低,這樣的傳動(dòng)裝置可以用在幾乎所有的汽車上。近年來許多小型汽車已經(jīng)使用CVTS,在不久的將來，更多的汽車還會(huì)用到它們。在某些小排量汽車，日產(chǎn)、本田及斯巴魯汽車當(dāng)前使用與荷蘭的公司VDT開發(fā)的帶驅(qū)動(dòng)的CVTS7。在日本公司AICHIMACHINE支持下,鈴木和大發(fā)共同開發(fā)的CVTS采用了芳綸纖維鋁/塑料復(fù)合材料帶。他們使用了一種輔助傳動(dòng)裝置起動(dòng)來避免低速滑移。超過6英里/小時(shí)后,CVT正常運(yùn)轉(zhuǎn)7?！陛o助齒輪組的直接耦合保證了足夠敏銳的起動(dòng)和初始加速度”7。然而,AICHI的CVT只能操作52磅每英尺的扭矩。單就這一點(diǎn)，就直接否定了它在歐美市場的潛力。盡管如此,還有更多的CVTS產(chǎn)生在2000年比1999年,每個(gè)主要汽車展帶來更多新的CVTS注意事項(xiàng)。新的無級變速裝置的研究就在1997年,CVT的研究集中在驅(qū)動(dòng)皮帶設(shè)計(jì)能量傳遞和的基本問題上。現(xiàn)在,由于VDT和其他的公司的帶特別有效,研究主要聚焦于控制和實(shí)施CVTS上。從20世紀(jì)70年代以來，日產(chǎn)汽車公司的無級變速裝置的研究一直處于領(lǐng)先地位。一項(xiàng)最近的研究分析金屬帶無級變速的滑移特性,導(dǎo)致了CVTS的滑動(dòng)范圍和轉(zhuǎn)矩的能力仿真方法的出現(xiàn)8。這導(dǎo)致了引人注目的進(jìn)步,此后CVTS的驅(qū)動(dòng)皮帶技術(shù)可以用計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行建模和分析,導(dǎo)致了快速的發(fā)展和更有效率的設(shè)計(jì)。日產(chǎn)對驅(qū)動(dòng)帶CVTS扭矩范圍的研究還導(dǎo)致了變矩器的使用,此后幾家公司開始應(yīng)用。變矩器被設(shè)計(jì)用來允許“爬行”，在那些無驅(qū)動(dòng)感應(yīng)加速度的自動(dòng)變速汽車上低速度運(yùn)行。變矩器增加了改良“在空轉(zhuǎn)時(shí)的爬行能力來改善在低速操縱性能和在上坡時(shí)起動(dòng)性能”9。日產(chǎn)的EXTROID使用這樣的變矩器為了“平穩(wěn)起動(dòng)、減振、爬行特性”2。無級變速控制最近達(dá)到了研究的前沿,如果沒有一個(gè)智能的主動(dòng)控制算法，即使一只機(jī)械的完美的CVT是無用的。最優(yōu)CVT性能要求綜合控制，例如日產(chǎn)開發(fā)的系統(tǒng)得到要求的符合燃油經(jīng)濟(jì)性的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩13?？刂葡到y(tǒng)決定了必要的基于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩,車輛速度,期望的燃油經(jīng)濟(jì)性的無級變速速比。本田也形成了一套對CVTS的綜合控制算法,不僅僅考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率,又能減少傳動(dòng)系統(tǒng)本身的配件12。本田使用原型車的算法的測試,導(dǎo)致了一個(gè)燃料經(jīng)濟(jì)性百分比增長與傳統(tǒng)算法相比。雖然不是顯著的增長,本田公司聲稱其算法根本上是好的,因此它將成為下一代的發(fā)動(dòng)機(jī)控制的基本技術(shù)之一12雖然CVTS正在生產(chǎn),然而許多控