三軸六檔變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【直接操縱手動換擋變速器】（全套含CAD圖紙）

中文譯文車身結(jié)構(gòu)和自動變速器1 車身結(jié)構(gòu) 車是一個(gè)人可以擁有的最迷人的設(shè)備，汽車也是一最普遍的設(shè)備，一輛車包含了許多不同的技術(shù)。每一個(gè)零部件都有自己專門的設(shè)計(jì)和工程技術(shù)領(lǐng)域。但是，任何汽車是由四個(gè)基本部分：發(fā)動機(jī)，底盤，車身和電氣系統(tǒng)。作為動力源，發(fā)動機(jī)要求一個(gè)燃油系統(tǒng)提供燃料或混合空氣。它在動力生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用。假設(shè)該發(fā)動機(jī)是一個(gè)汽油發(fā)動機(jī)，燃油泵系統(tǒng)的液體汽油從油箱到化油器位置使汽油與空氣可以混合?；旌衔锉粋鬟f到發(fā)動機(jī)燃燒。如果發(fā)動機(jī)電噴發(fā)動機(jī)，燃料從油箱被傳遞給噴油器通過一個(gè)電動燃油泵。燃料噴油器，直接控制進(jìn)氣歧管中的燃油計(jì)量，由電控燃油噴射系統(tǒng)發(fā)出脈沖。電控燃油噴射系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)狀態(tài)確定的空氣燃料比。 一個(gè)是作為一個(gè)支持車身框架的底盤用來組裝所有的汽車零部件上。事實(shí)上，當(dāng)從發(fā)動機(jī)的動力傳送到底盤，動力系統(tǒng)開始，接著轉(zhuǎn)向，車輪懸架，制動系統(tǒng)和輪胎。這些組件彼此聯(lián)系密切。實(shí)際上，驅(qū)動系統(tǒng)將發(fā)動機(jī)的動力傳輸?shù)津?qū)動輪。該驅(qū)動系統(tǒng)由離合器，變速箱，萬向節(jié)，驅(qū)動橋等組成。汽車車身框架在底盤上，其功能是為用戶提供舒適，保護(hù)和空間。車身一般分為四個(gè)部分：前，上部或頂部，后部和底部。這些部分是進(jìn)一步分成小單位，如發(fā)動機(jī)罩，擋泥板，頂板，車門，儀表盤，保險(xiǎn)杠和行李艙。電氣系統(tǒng)被認(rèn)為是汽車的電源為汽車供應(yīng)照明用電。電氣系統(tǒng)包含電池的電氣系統(tǒng)，燈光，發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)點(diǎn)火，照明電路，以及控制其使用的各種開關(guān)。隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，新式的車正在設(shè)計(jì)和性能方面變得更好。當(dāng)汽車非常受人們歡迎時(shí)，許多關(guān)于相應(yīng)事實(shí)的負(fù)面問題應(yīng)當(dāng)由科學(xué)家考慮，如能源危機(jī)，空氣污染和交通堵塞。因此，科學(xué)家和汽車制造商致力于改善燃油經(jīng)濟(jì)性，控制廢氣排放；同時(shí)政府正積極采取措施來解決交通問題。2自動變速器什么是變速器？ 變速器是一個(gè)連接到發(fā)動機(jī)的背后和發(fā)送來自發(fā)動機(jī)的功率以驅(qū)動車輪的裝置。汽車發(fā)動機(jī)在一定轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)/分鐘）處于最佳運(yùn)行的范圍時(shí)，它的職責(zé)是傳輸以確保動力被傳遞到車輪使保持在該范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)通過不同的齒輪聯(lián)合工作。在低速檔，發(fā)動機(jī)會使驅(qū)動輪轉(zhuǎn)得更快而在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)動機(jī)則是在偷懶-即汽車可能會在70邁的速度持續(xù)。除了各前進(jìn)檔，傳輸也有個(gè)空擋即車輪斷開驅(qū)動和倒檔-驅(qū)動輪向相反的方向運(yùn)動。最后，還有抱死的位置，在這個(gè)位置上，一種閉鎖裝置（不同于那些房門上呆板的自動鎖）是在輸出軸槽中插入鎖定驅(qū)動器以防止車輪轉(zhuǎn)動從而防止車輛滑動。 現(xiàn)代的自動變速箱是迄今為止，在今天的汽車中最復(fù)雜的機(jī)械部件。自動變速器包含機(jī)械系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制，所有的工作中去幾乎沒有注意的完美和諧在一起，直到有一個(gè)問題。對于現(xiàn)代的汽車，自動變速器是一個(gè)復(fù)雜的組件，這種傳遞動力的方式，是液力變矩期充當(dāng)離合器來連接發(fā)動機(jī)和變速器。 兩個(gè)基本類型的自動變速器基于該車輛是否是前驅(qū)動或后驅(qū)動。對發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)動的汽車，變速器通常安裝在發(fā)動機(jī)后底盤中心與油門配合。變速器輸出軸連接到后橋，把發(fā)動機(jī)的動力傳遞到后輪，動力傳輸系統(tǒng)是直線的，從發(fā)動機(jī)通過液力變矩器、變速器、傳動軸、最后直接到到達(dá)車輪。 對于發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動的汽車，變速器通常和差速器裝在一起。對于前驅(qū)動的汽車，變速器安裝在發(fā)動機(jī)一側(cè)，前車軸直接連接到差速器上，把動力傳遞給前輪。在這個(gè)布置中，動力來自于發(fā)動機(jī)，通過液力變矩器、變速器輸出的動力通過了一個(gè)180度大轉(zhuǎn)彎，經(jīng)過變速器沿發(fā)動機(jī)側(cè)邊通過傳動軸輸出到前輪。 還有其它的一些布置，發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)動，發(fā)動機(jī)橫向布置，裝設(shè)一個(gè)分動器可以實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動。但這種形式目前是最常用的：發(fā)動機(jī)中置后驅(qū)動，可以使重量均勻的分布在前、后輪之間，改善了操作性能；發(fā)動機(jī)后置后驅(qū)動，發(fā)動機(jī)、變速器、驅(qū)動輪都在后方，這種后置式的發(fā)動機(jī)的安排，是最滿意的。 現(xiàn)代的自動變速器包括了許多組件和系統(tǒng)的協(xié)同工作，有行星齒輪組、液壓系統(tǒng)、密封件和墊圈、變矩器、調(diào)節(jié)器、節(jié)氣門拉線、計(jì)算機(jī)控制這些都是多年來由機(jī)械式演變過來的。這用簡單、通用的解釋，描述一下這些系統(tǒng)。2.1行星齒輪組 自動變速器箱體內(nèi)有很多齒輪，有各種不同的組合，在一個(gè)變速箱內(nèi)，齒輪的滑動沿軸線從一個(gè)位置到另一個(gè)位置，對各種大小齒輪的要求，有正確的傳動比。在一個(gè)自動變速箱，至始至終，不是齒輪的機(jī)械移動來達(dá)到這一點(diǎn)的，通過行星齒輪組來完成。 基本的行星齒輪組成由一個(gè)太陽輪、一個(gè)齒圈、并且有兩個(gè)或兩個(gè)以上的行星齒輪，全部齒輪都是常嚙合。行星齒輪的相互聯(lián)系通過一個(gè)共同的載體，使齒輪相互嚙合在一起。一個(gè)傳遞方式，這個(gè)系統(tǒng)可以從發(fā)動機(jī)的輸出連接到齒圈作為主動件，連接行星輪作為從動件，并鎖定太陽輪，使起不能轉(zhuǎn)動。在這情況下，當(dāng)我們把齒圈、行星齒輪，沿太陽輪轉(zhuǎn)動，主動件與從動件就同向轉(zhuǎn)動，從動件的轉(zhuǎn)速慢，齒輪減速就類似汽車的一擋。如果解開太陽輪和鎖定其它兩個(gè)元素，這就會使這三個(gè)要素以同樣的速度轉(zhuǎn)動，齒輪的傳動就類似于汽車是第三或高擋位。另一個(gè)方式是，把行星架鎖定，使太陽輪作為主動輪，齒圈作為從動件，這時(shí)它們的轉(zhuǎn)動方向就相反，就類似以汽車的到擋。上面所說的，在實(shí)際的傳動過程是如何控制。齒圈為輸入軸，行星架為輸出軸，都是通過盤式離合器控制。太陽輪一個(gè)單向離合器，一個(gè)制動器，當(dāng)制動器作用時(shí)，太陽輪只能從一個(gè)方向轉(zhuǎn)動。在這情況下，離合器的使用，鎖定行星架與太陽輪迫使它們以相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。如果它們的離合器和制動器都被釋放，該系統(tǒng)在自由狀態(tài)。變速器的行星齒輪組太陽輪是自由的，比輸出動力。在一擋位，制動器制動太陽輪跟隨轉(zhuǎn)動，從第一擋到高擋制動器釋放和離合器使用到輸入軸，它們以同一個(gè)速度轉(zhuǎn)動。使用兩個(gè)或兩個(gè)以上的行星齒輪組以各種方式連接，可提供不同的前進(jìn)速度和扭矩，普遍的使用以現(xiàn)代的自動變速器。2.2 片式離合器片式離合器主要由若干交替排列的離合器盤和離合器片組成。每片離合器盤上有伸出的突線，勾住離合器鼓，以輸入軸連接。離合器片內(nèi)的鍵槽與離合器殼互相嚙合，離合器殼與中間軸鍵槽連接，中間軸又與后行星排內(nèi)齒圈用鍵槽連接。因此，離合器盤和離合器片分別與輸入軸和湖行星排內(nèi)齒圈連接。操作離合器的活塞安裝以離合器鼓上，離合器鼓亦稱做為活塞缸。2.3 單向離合器 單向離合器是一種只可以使元件在一個(gè)方向轉(zhuǎn)動，如把齒圈自由在一貫方向，而不能反向轉(zhuǎn)動，這種作用就象是，自行車踏板轉(zhuǎn)動時(shí)，可以帶動車輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動或向另一個(gè)方向轉(zhuǎn)動是自由的一個(gè)單向離合器用于一擋時(shí)，在驅(qū)動方向是，當(dāng)從停止開始加速，在第一個(gè)齒輪輸出動力，如果繼續(xù)加速，不在一擋位？汽車?yán)^續(xù)加速，他就是一個(gè)方向自由的。此時(shí)，單向離合器不在輸出動力，當(dāng)車速慢下來時(shí)，轉(zhuǎn)速慢，它就可以起作用。這一個(gè)現(xiàn)象由于，在提供力的時(shí)候它才起作用，在高速時(shí)，是自由的。2.4 液力變矩器對于自動變速器，液力變矩器取代離合器裝于車上。它的作用是：當(dāng)車停下來，發(fā)動機(jī)還可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。傳遞扭矩的原理，比如，把一個(gè)風(fēng)扇吹向另一個(gè)，另一個(gè)不用插電也能跟它一起轉(zhuǎn)動，如果你壓住扇片，它就不會轉(zhuǎn)動，但你一放手，它就開始加速，直到速度接近動力風(fēng)扇。它們兩者的差異就是：變矩器不是利用空氣，而是利用油液，以使他的傳遞更加準(zhǔn)確。液力變矩器是一個(gè)較大的盆壯裝置，安裝在發(fā)動機(jī)與變速器之間。它包含三個(gè)部件，協(xié)同工作，為變速器提供動力，液力變矩器的三要素是：泵論、渦輪、導(dǎo)輪，泵論是通過螺栓直接安裝在發(fā)動機(jī)的曲軸上，轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)的相同，渦輪連接到變速器的輸入軸上，為汽車提供動力，導(dǎo)輪上裝有一個(gè)單向離合器，使他只可以在一個(gè)方向轉(zhuǎn)動，而在另一方被固定，每一個(gè)要素之間通過液流傳遞扭矩。發(fā)動機(jī)啟動后，輸入軸開始旋轉(zhuǎn)，帶動泵輪旋轉(zhuǎn)，因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使泵輪葉片間的液流沿葉片從外緣向外甩出；接著又由于泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速差引起泵輪葉片外緣與渦輪葉片外緣產(chǎn)生了壓力差，液流從液壓高的泵輪葉片外緣流進(jìn)渦輪葉片外緣，同時(shí)，泵輪的旋轉(zhuǎn)也使得其葉片帶動液流隨工作輪旋轉(zhuǎn)，這一旋轉(zhuǎn)就使液流流進(jìn)渦輪時(shí)方向改變，從而沖擊渦輪葉片推動渦輪繞泵輪同一方向旋轉(zhuǎn)。從渦輪流出的液流進(jìn)入固定不動的導(dǎo)輪，經(jīng)導(dǎo)輪葉片改變方向后回流至泵輪。如果渦輪的速度大大低于泵輪轉(zhuǎn)素時(shí)，導(dǎo)輪仍鎖住不動。導(dǎo)輪停止，液流通過導(dǎo)輪時(shí)重新進(jìn)入泵輪，促使泵輪旋轉(zhuǎn)起到扭矩增大的作用。由于泵輪和導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速增加，液流開始改變方向流向泵輪葉片背面，也可以產(chǎn)生增矩的作用。由于車速的提高，這三要素句以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性，在液力變矩器上裝了一個(gè)鎖止離合器，車速達(dá)到4050英里的時(shí)候，鎖止離合器就把三要素連為一體，這種控制是計(jì)算機(jī)控制。2.5 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的迷宮壯通道，液流壓力控制變速器扭矩的輸出。液流有若干用途，包括：換擋控制、潤滑、冷卻。不象發(fā)動機(jī)，它只用來潤滑，每一個(gè)流動，是依賴于不斷提供的液體壓力。為了使油液在一個(gè)正常的溫度工作，部分液流從散熱器中流過以便散熱。液體通過此通道被冷卻，然后返回到傳輸通道。液里變矩器和散熱器，是用來給液流散熱的。事實(shí)上大部分的摩擦表面都淹沒在油液中，比如：離合器盤、離合器片，也能正常的工作。2.6 油泵油泵主要是負(fù)責(zé)提供油液傳輸過程中的壓力，油泵安裝在前面的泵輪上，并且以發(fā)動機(jī)的曲軸相連，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生壓力，提供足夠的油。油進(jìn)入油泵時(shí)通過一個(gè)空氣濾清器，安裝在油底殼的底部。壓力調(diào)節(jié)器、調(diào)壓閥、壓力修正閥調(diào)節(jié)后送到各個(gè)管路。2.7 閥體閥體是自動變速器的控制中心。它包含一個(gè)迷宮壯的通道輸送液壓油，在每一個(gè)工況下控制離合器和其它伺服機(jī)構(gòu)，順利的控制齒輪傳動情況。最重要的閥門一個(gè)直接控制的手動閥。手動閥是直接連接到齒輪變速箱里面的，根據(jù)它所在位置打開或關(guān)閉各種通道，控制換擋節(jié)奏。用齒輪變速傳動來舉例說明，監(jiān)控車輛的速度和油門的位置，以便它能確定最佳的換擋時(shí)間，。計(jì)算機(jī)的控制，通過電磁閥控制油壓壓力，控制離合器或制動器，以更精確的控制換擋點(diǎn)。2.8 密封墊和墊圈一個(gè)自動變速器有許多的密封件和墊圈，以控制流動的液壓油，使它不外泄。主要有兩個(gè)外部密封墊：前油封和后油封。前油封安裝到變速器的變矩器，這使得油底殼到變矩器的油液能自由流動，而不外泄。后密封墊使游液不泄漏到輸出軸。密封墊通常用橡膠（類似汽車擋風(fēng)玻璃雨刮器葉片），它是用來保持不泄漏到其它部分，如旋轉(zhuǎn)軸。在有的情況下，用一個(gè)彈簧和橡膠在一起，如用在花鍵軸。墊圈是一種用來密封兩個(gè)固定部分，使其連接在一起。一些常見的襯墊材料是：硬紙、軟木、橡膠、有機(jī)硅和軟金屬。除了主要的密封墊，也有一些其它的密封墊和墊片，因使用條件而定，有的從軸到軸的連接。一個(gè)常見的例子是橡膠O型密封圈用來密封換的擋軸。就是說，你所操作的邊速杠在轉(zhuǎn)動時(shí)，另一個(gè)例子是大部分常見的油底殼墊片，事實(shí)上，密封墊是隨時(shí)進(jìn)行更換，防止油不泄漏。2.9計(jì)算機(jī)控制計(jì)算機(jī)控制是利用傳感器對發(fā)動機(jī)和變速器提取數(shù)據(jù)，因?yàn)楣?jié)氣門位置、汽車行駛速度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)負(fù)荷等是變數(shù)。利用這些數(shù)據(jù)可以精確控制換擋點(diǎn)，以便換擋平順。一些電腦數(shù)據(jù)，能了解行駛條件，并不斷的適應(yīng)行駛條件的變化，使汽車穩(wěn)定的行駛。由于計(jì)算機(jī)的控制，通過一個(gè)特殊的元素代替了手動控制，在每一個(gè)工況都是安全的。計(jì)算機(jī)的控制，確保發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不至于過高而使發(fā)動機(jī)損壞。另一個(gè)好處是，這些精確的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，有一個(gè)自診斷系統(tǒng)，以便能使我們及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，當(dāng)有問題時(shí)，故障指示燈就閃爍。維修人員就可以根據(jù)檢測設(shè)備檢測出的故障碼，很快的找到問題所在部位。參考文獻(xiàn)1岡村和柏原，傳輸?shù)陌l(fā)展3KType無級變速（第一次報(bào)告，傳動設(shè)計(jì)）。 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