变速器知识介绍

1、 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022, liuhaiyun, all rights reserved1变速器知识介绍 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved2内容内容汽车变速器基础知识汽车变速器基础知识汽车变速器的设计汽车变速器的设计汽车变速器主要质量问题汽车变速器主要质量问题汽车变速器主要试验项目汽车变速器主要试验项目 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all r

2、ights reserved3汽车变速器基础知识汽车变速器基础知识汽车汽车变速器功用变速器功用汽车汽车变速器档位及各档功用变速器档位及各档功用汽车汽车变速器分类变速器分类汽车汽车变速器关键零部件变速器关键零部件汽车汽车变速器的组成机构变速器的组成机构汽车变速器的传动原理汽车变速器的传动原理 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved4汽车变速器功用汽车变速器功用汽车变速器是汽车传动系统中仅次于发动机的重要部件，主要用来改变发动机传到驱轮上的转矩和转速，目的是在各种行驶工况下，使汽车获得不同的

3、牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作. GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved5汽车变速器功用汽车变速器功用1 1）改变传动比）改变传动比：扩大驱动齿轮转矩和转速的变化范围，以适应汽车在各种行驶条件下所需的牵引力和合适的行驶速度，并使发动机经常能够在动力性和经济性比较有利的工况理下工作。2 2）实现倒车：）实现倒车：利用倒档，改变驱动轮的旋转方向，从而实现汽车倒向行驶。3 3）中断动力：）中断动力：利用空档，切断离合器与传动轴之间的动力传播，以便发动机起动及怠速运转。4 4

4、）实现动力输出。）实现动力输出。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved6汽车汽车变速器档位及各档功用变速器档位及各档功用汽车变速器的档位汽车变速器的档位: :前进档前进档 手动变速器大多为五个档位前进档，也是四挡和六挡甚至更多档位。倒档倒档 倒档使用于需要倒车时。一般来说，倒档使用与一档大小大致相同的齿轮再加上一个中间惰轮，来改变齿轮的旋转方向，实现倒车。空档空档 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rig

5、hts reserved7汽车汽车变速器档位及各档功用变速器档位及各档功用前进档各档功用：前进档各档功用：一档一档: :主要用于汽车起步，其传动比在变速器所有的档位中最大，此档产生的转矩也最大。二档二档: :使用于转矩的增大的需要程度次于车速和加速度的需要时。由于汽车已在行驶，因此推动汽车前进所需的转矩较起动时小。三档三档: :当要增加汽车速度和考虑燃油经济性时，可采用三档，使发动机转速和转矩的增大进一步降低。四档四档: :通常为直接传动（1：1），因而变速器的输入转矩与输出转矩相同。这档位用于经济性行驶速度，可提高燃油经济性。五档五档: :为超速档，其作用是提高燃油经济性，并在高速公路保持经

6、济行驶速度时降低运动噪声。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved8汽车汽车变速器分类变速器分类按发动机位置及驱动方式分类按发动机位置及驱动方式分类按操纵方式分类按操纵方式分类按传动比变化方式分类按传动比变化方式分类 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved9变速器分类变速器分类-按发动机位置及驱动方式分类按发动机位置及驱动方式分类前驱变速器（前驱变速器（FFFF） 前置前驱(FF)

7、：所谓前置前驱，是指发动机前置，前轮驱动的驱动形式。这是1970年代后才真正兴起和在技术上得以完善的驱动形式，目前大多数中、小型轿车都采用了这种驱动形式。其将变速器和驱动桥做成了一体，固定在发动机旁将动力直接输送到前轮驱动车辆前进，用形象的话来说，是“拉”着车辆前进。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved10变速器分类变速器分类-按发动机位置及驱动方式分类按发动机位置及驱动方式分类前置前驱的优点：前置前驱的优点： 操作机构简单、发动机散热条件好；车内空间大、易布置；车架不必为后驱动桥腾

8、出空间，可以降低车身高度；省去了长长的传动轴，减轻了整车重量，缩短了动力传递距离，减少功率传递损耗。前置前驱的缺点：前置前驱的缺点：由于前桥同时承担转向和驱动的工作，高速稳定性较差；上坡时驱动轮易打滑，高速下坡时易翻车。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved11变速器分类变速器分类-按发动机位置及驱动方式分类按发动机位置及驱动方式分类后驱变速器后驱变速器 后驱变速器有:前置后驱(FR)、后置后驱(RR)、中置后驱(MR)、 前置后驱(FR)：所谓前置后驱，是指发动机前置，后轮驱动的驱动

9、形式。这是一种传统的驱动形式，采用这种驱动形式的轿车，其前车轮负责转向任务，后轮承担驱动工作。发动机输出的动力通过离合器、变速器、传动轴输送到后驱动桥上，驱动后轮使汽车前进，用形象的话来说，是“推”着车辆前进。前置后驱(FR)后置后驱(RR) GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved12变速器分类变速器分类-按发动机位置及驱动方式分类按发动机位置及驱动方式分类前置后驱的优点：前置后驱的优点： 前后轮各司其职，转向和驱动分开，因此高速稳定性好，车辆爬坡能力强，负荷分布较均匀。前置后驱的缺点：

10、前置后驱的缺点： 最大的缺点是由于传动轴的存在，使车内地板中间凸起，影响了车内空间和布置，同时也增加了车辆的重量，多了传动轴环节也增加了动力损耗。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved13变速器分类变速器分类-按发动机位置及驱动方式分类按发动机位置及驱动方式分类四轮驱动变速器（四轮驱动变速器（4 4WDWD）。）。 四轮驱动，又称全轮驱动，顾名思义是指汽车前后的轮子都有动力驱动，可以按照行驶路面状态的不同而将发动机输出扭矩分别分布在前后所有的轮子上，提高汽车的行驶能力。四轮驱动表示法用

11、44或者4WD。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved14变速器分类变速器分类-按操纵方式分类按操纵方式分类手动变速器（手动变速器（MTMT）自动变速器（自动变速器（ATAT、CVTCVT）半自动变速器（半自动变速器（AMTAMT）双离合器变速器（双离合器变速器（DCTDCT） GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved15手动变速器手动变速器(MT)(MT)手动变速器（Manual

12、Transmission，简称MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆，才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。手动变速器大多为五个档位，也是四挡和六挡甚至更多档位。手动变速器通常带同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved16手动变速器手动变速器(MT)(MT)优点优点 传输效率比高，理论上会比较省油，价格便宜 。缺点缺点 开车的时候要控制离合器换档非常的麻烦，新手常常由于操作不当会在马

13、路上熄火，特别是上坡的时候。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved17自动变速器自动变速器(AT(AT、CVT)CVT)自动变速器是相对于手动变速器而出现的一种能够自动根据引擎转速来换挡的变速器。汽车自动变速器常见的有两种型式： 液力自动变速器(AT) 机械无级自动变速器(CVT)目前轿车普遍使用的是AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳。装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手

14、忙脚乱。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved18自动变速器自动变速器(AT(AT、CVT)CVT)液力自动变速器液力自动变速器(AT)(AT) 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。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved19自动变速

15、器自动变速器(AT(AT、CVT)CVT)机械无级自动变速器机械无级自动变速器(CVT)(CVT) CVT (Continuously Variable Transmission)技术即无级变速技术，它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。 常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器（VDT-CVT）， GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved20半自动变速器半自动变速器(AMT)(AMT)半自

16、动变速器AMT又称为电控机械式自动变速器，该技术是指在不改变原机械变速器主体结构的基础上，通过加装特殊的电控单元控制装置取代原机械变速器由人工操作完成的换挡动作，实现变速器内部换挡过程的自动化。半自动变速器与以往变速器的不同之处在于，由电子系统完成操作离合器和选挡两个动作，在最大程度上解放了驾驶者的操作强度。由于半自动变速器是在传统手动变速器基础上改造得来，因此很容易地继承了手动变速器机械结构简单紧凑、制造成本低的特点，同时在一定程度上弥补了自动变速器响应时间慢的缺点。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all righ

17、ts reserved21双离合器变速器双离合器变速器(DCT)(DCT)双离合变速器双离合变速器(Dual Clutch Transmission) DCT有别于一般的自动变速器系统，它基于手动变速器而又不是自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断的动力输出。而传统的手动变速器使用一台离合器，当换挡时，驾驶员须踩下离合器踏板，使不同挡的齿轮做出啮合动作，而动力就在换挡期间出现间断，令输出表现有所断续。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved22变速器

18、分类变速器分类-按传动比变化方式分类按传动比变化方式分类有级变速器有级变速器 是具有若干个定值传动比，即具有一、二、三、四等多个档位数，它采用齿轮传动，也是目前使用最广的一种。无级变速器（无级变速器（CVTCVT） 即无级变速，它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力的，可以实现传动比的连续改变。综合式变速器（液力自动变速器）综合式变速器（液力自动变速器） GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved23汽车汽车变速器关键零部件变速器关键零部件变速器主要由齿轮、齿轴、壳体、轴承、

19、油封、齿轮、齿轴、壳体、轴承、油封、螺栓、螺母、轴销、轴套、垫圈、弹簧、密封螺栓、螺母、轴销、轴套、垫圈、弹簧、密封盖（垫）、选、换档杆（控制杆）、移动轴、盖（垫）、选、换档杆（控制杆）、移动轴、拨叉、同步器、同步环、倒车灯开关拨叉、同步器、同步环、倒车灯开关等100多个甚至达到200多个零（部）件组成。关键零部件：关键零部件：齿轮、齿轴、壳体、同步器、同步环、轴承、油封、倒车灯开关。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved24汽车汽车变速器关键零部件变速器关键零部件变速器关键零部件 G

20、ETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved25汽车汽车变速器的组成机构变速器的组成机构传动机构传动机构 传动机构主要由齿轮、齿轴、差速器总成等。操纵机构操纵机构 操纵机构主要由：选、换档杆（控制杆）、移动轴、拨叉、同步器、同步环等。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved26汽车汽车变速器的组成机构变速器的组成机构 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9

21、, 2022,liuhaiyun, all rights reserved27汽车变速器的传动原理汽车变速器的传动原理前驱变速器传动原理前驱变速器传动原理 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved28汽车变速器的传动原理汽车变速器的传动原理后驱变速器传动原理后驱变速器传动原理 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved29汽车变速器的设计汽车变速器的设计确定设计目标确定设计目标零、部件结

22、构方案零、部件结构方案主要参数的选择主要参数的选择操纵机构操纵机构 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved30确定设计目标确定设计目标- 发动机放置- 发动机外特性曲线（扭矩、速度、功率等）- 整车重量（是否有拖车）- 轮胎半径- 速比范围- RFOB（与发动机的连接）-上下左右与整车的连接- 差速器中心位置（前驱）- 换档杆位置（后驱）- 载荷谱- 产品寿命- 离合器转动惯量和大小- NVH的要求- 换档性的要求- 手动或自动变速- 禁用物质要求-启停要求-倒车灯开关要求-离合器分离机

23、构要求-输入和输出花键要求-倒档带同步器要求-车速传感器1.前驱或后驱变速器2.变速器承载扭矩值3.变速器中心距4.档位数及各档速比值5.变速器的安装尺寸6.变速器的外形尺寸7.变速器重量设计目标8.各零件的耐久性指标9.齿轮精度等级10.减少振动源11.换档冲量、换档行程12.换档感觉、换档准确性13.确定变速器类型14.零件材料及处理方式15.启停系统结构形式16.倒车灯开关结构形式17.离合器分离机构结构形式18.输入和输出花键配合参数19.倒档带同步器结构形式20.车速传感器结构形式- 产业政策- 国家法律法规- 客户群- 客户区域- 价格定位- 品质定位- 竞争对手输入信息 GETR

24、AG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved31汽车变速器的设计汽车变速器的设计为保证变速器具有良好的工作性能，设计要求如下为保证变速器具有良好的工作性能，设计要求如下: :1 1）正确选择档位数和传动比，保证汽车有良好的动力性和经济性。）正确选择档位数和传动比，保证汽车有良好的动力性和经济性。2 2）设置空档，在必要时能长时间将发动机的动力传输与传动系分）设置空档，在必要时能长时间将发动机的动力传输与传动系分离。离。3 3）设置倒档，使汽车可以倒退行驶。）设置倒档，使汽车可以倒退行驶。4 4）设置动

25、力输出装置。）设置动力输出装置。5 5）操纵简单、方便、迅速、省力。）操纵简单、方便、迅速、省力。6 6）承载能力强，工作可靠。变速器不得有跳档、乱档及换档冲击）承载能力强，工作可靠。变速器不得有跳档、乱档及换档冲击等现象发生。等现象发生。7 7）传动效率高，工作平稳、噪声低。）传动效率高，工作平稳、噪声低。除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸( (体小体小) )和质量轻、制造成和质量轻、制造成本低、维修方便、使用寿命长等要求。本低、维修方便、使用寿命长等要求。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiy

26、un, all rights reserved32汽车变速器的设计汽车变速器的设计-零、部件结构方案零、部件结构方案1 1）齿轮形式）齿轮形式齿轮形式：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮两者相比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、工作时噪声低的优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒档。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved33汽车变速器的设计汽车变速器的设计-零、部件结构方案零、部件结构方案2 2）换档机构形式）换档机构形式 变速

27、器换档机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档三种形式。 采用轴向滑动直齿齿轮换档，会在轮齿端面产生冲击，齿轮端部磨损加剧并过早损坏，并伴随着噪声。因此，除一档、倒档外已很少使用。 常啮合齿轮可用移动啮合套换档。因承受换档冲击载荷的接合齿齿数多，啮合套不会过早被损坏，但不能消除换档冲击。目前这种换档方法只在某些要求不高的档位及重型货车变速器上应用。 使用同步器能保证换档迅速、无冲击、无噪声，得到广泛应用。但结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大。 利用同步器或啮合套换档，其换档行程要比滑动齿轮换档行程小。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liu

28、haiyun, all rights reserved34汽车变速器的设计汽车变速器的设计-零、部件结构方案零、部件结构方案3 3）变速器轴承）变速器轴承 变速器轴承常采用圆柱滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、滑动轴套等。 第一轴常啮合齿轮的内腔尺寸足够时，可布置圆柱滚子轴承，若空间不足则采用滚针轴承。 变速器第一轴、第二轴的后部轴承以及中间轴前、后轴承，按直径系列一般选用中系列球轴承或圆柱滚子轴承。 滚针轴承、滑动轴承套主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。 变速器中采用圆锥滚子轴承虽然有直径较小、宽度较宽因而容量大、可承受高负荷等优点，但也有需要调整预紧、装配麻

29、烦、磨损后轴易歪斜而影响齿轮正确啮合的缺点。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved35汽车变速器的设计汽车变速器的设计-主要参数的选择主要参数的选择1 1）档数）档数 增加变速器的档数能够改善汽车的动力性和经济性。档数越多，变速器的结构越复杂，使轮廓尺寸和质量加大，而且在使用时换档频率也增高。 在最低档传动比不变的条件下，增加变速器的档数会使变速器相邻的低档与高档之间的传动比比值减小，使换档工作容易进行。2 2）传动比范围）传动比范围 ( (速比的确定速比的确定) ) 变速器的传动比范

30、围是指变速器最低档传动比与最高档传动传动比的比值。 传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽车的最高车速和使用条件等因素有关。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved36汽车变速器的设计汽车变速器的设计-主要参数的选择主要参数的选择3 3）中心距）中心距A A 对中间轴式变速器，中间轴与第二轴之间的距离称为变速器中心距A。变速器中心距是一个基本参数，对变速器的外形尺寸、体积和质量大小、轮齿的接触强度有影响。 中心距越小，轮齿的接触应力越大，齿轮寿命越短。因此，最小允许中心距应当由保证轮齿有

31、必要的接触强度来确定。 初选中心距A时，可根据下面的经验公式计算 式中， Memax为发动机最大转矩（Nm）。)()1411(3max轿车eMA )()1714(3max载货汽车eMA GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved37汽车变速器的设计汽车变速器的设计-主要参数的选择主要参数的选择4 4）外形尺寸）外形尺寸 轿车四档变速器壳体的轴向尺寸为（3.03.4）A。货车变速器壳体的轴向尺寸与档数有关，可参考下列数据选用： 四档 （2.22.7）A 五档 （2.73.0）A 六档 （3.2

32、3.5）A 当变速器选用的常啮合齿轮对数和同步器多时，应取给出范围的上限。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved38汽车变速器的设计汽车变速器的设计-主要参数的选择主要参数的选择5 5）同步器的锁止角和倒八角的确定； GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved39汽车变速器的设计汽车变速器的设计-操纵机构操纵机构根据汽车使用条件的需要，驾驶员利用变速器的操纵机构完成选档和实现换档或退

33、到空档的工作。 变速器操纵机构应满足如下主要要求：（1）换档时只能挂入一个档位；（2）换档后应使齿轮在全齿长上啮合；（3）防止自动脱档或自动挂档；（4）防止误挂倒档；（6）换档轻便。 机械式变速器的操纵机构一般是由变速杆、拨块、拨叉、变速叉轴及同步器、同步环、接合齿轮和倒档锁装置等主要件组成。 依靠驾驶员手力完成选档、换档或退到空档工作，称为手动换档变速器。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved40汽车变速器的设计汽车变速器的设计-操纵机构操纵机构1 1直接操纵手动换档变速器直接操纵手

34、动换档变速器 当变速器布置在驾驶员座椅附近，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换档功能的手动换档变速器，称为直接操纵变速器。 这种操纵方案结构最简单，已得到广泛应用。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved41汽车变速器的设计汽车变速器的设计-操纵机构操纵机构2 2远距离操纵手动换档变速器远距离操纵手动换档变速器 发动机后置后轮驱动汽车的变速器距驾驶员座椅较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换档手力经过这些转换机构才能完成换档功能。这种手动换档变速器称为远距离操纵的动换档变速器。 远距离操纵手动换档变速器，要求整套系统有足够的刚性，且各连接件之间间隙不能过大，否则换档手感不明显，并增加了变速杆颤动的可能性。 GETRAG (Jiangxi) Transmission, May 9, 2022,liuhaiyun, all rights reserved42汽车变速器主要质量问题汽车变速器主要质量问题1 1、响（噪声、异响）、响（噪声、异响）噪声辐射系噪声辐射系噪声，异响噪声，异响装配装配加工、热处理加工、热处理扭转振动扭转振动(齿轮轴齿轮轴)弯曲振动弯曲振动(轴、壳体