汽车自动变速器性能的研究毕业论文

前言汽车变速器是用于来协调车轮的实际行驶速度和发动机的转速的变速装置，用来发挥发动机的最佳工况。汽车变速器可以在汽车正常行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不一样的变速比，通过切换挡位可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化的程度也是越来越高的，自动变速器已经成为当今的主流，而汽车自动变速器的发展又是重中之重，尤其要注意自动变速器的性能的研究。当前，除去最先出现的手动变速器，自动变速器又分为：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自动变速器)、双离合器变速器（DCT）。对于传统的手动变速器来说，自动变速器可以弥补机械变速器的某些不足，使用自动变速器的汽车具有以下几点优点：（1）延长发动机和传动系统的使用寿命，汽车的发动机与传感器，由工作介质软性连接，汽车在起步、换挡或制动时，能减少发动机和传动系所能承受的动载荷及冲击，因此提高了大部分零部件的使用寿命。（2）提高汽车的通过性，采用自动变速器的汽车，在起步时，驱动轮上的驱动扭矩是逐渐增加的，防止很大的振动，减少车轮的打滑，使起步容易，且更换平稳。它的稳定车速可以降低到低。因此，自动变速器对于提高汽车的通过性具有良好的效果。（3）具有良好的自适性和操纵性。装有自动变速器的汽车，它能自动适应汽车驱动轮负荷的变化。当行驶阻力增大时，汽车自动降低速度，使驱动轮动力矩增加；当行驶阻力减小时，减小驱动力矩，增加车速，在变换变速杆位置时，只需操纵液压控制的滑阀，这比普通机械变速器用拨叉拨动滑动齿轮实现换挡要简单轻松得多。因此有助于提高汽车的动力性和平均车速，而且降低或消除了换挡时的齿轮冲击，可以不要主离合器，大大减轻了驾驶员的劳动强度。对于汽车自动变速器性能的研究，有着切实可行的现实意义。第一章绪论第1节课题研究背景与价值1.1.1选题的理论意义与价值近年来，随着国民经济的快速发展，汽车行业在我国也蒸蒸日上，随着道路的变宽与高速公路的与日俱增，汽车保有量也渐渐增多。汽车多了也导致交通事故慢慢增多，汽车的安全性能受到普遍重视。而原先汽车的手动变速器的难操作性也是导致车辆事故频发的原因之一。改善汽车的行驶性能，始终是汽车设计制造部门的一个重要技术难题。手动变速器也称手动档，及用收操纵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。正是由于自动变速器的这个特性，有人会觉得开车的时候还要控制离合器换档非常的麻烦。新手会常常在马路上熄火，特别是上坡，操作不当的话有几率把引擎跟变速器弄坏。但是相比自动变速器，也有一部分人，特别是开车多年的老手更青睐于手动变速器，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。而且据有多年开车经验的司机说，装有手动变速器的汽车引擎煞车的效能较强。汽车从手动变速器到自动变速器的发展经历了很大的变革，自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。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忙脚乱，变速器在汽车中起着重要作用，而自动变速器又在变速器中占着举足轻重的地位，因此对于汽车自动变速器性能的研究迎合了当前汽车的发展趋势。1.1.2选题的实践意义与价值自动变速器之所以能够实现自动换挡，是因为当我们驾驶汽车时，踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态，将会操作变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，从而实现变速器挡位的变换，这又对于自动变速器的研究提供了可行性和必要性。自动变速器不仅能与汽车行驶要求相适应，而且具有手动变速器所不具备的一些显著优点，这是自动变速器的主要方面，也是汽车采用自动自动变速器的理由。不过，与手动变速器相比，它也存在某些缺点，如结构复杂，制造成本较高，传动效率较低等。由于传动效率低，使汽车的燃油经济性有所降低；由于自动变速器的结构复杂，相应的维修技术也较复杂，要求有专门的维修人员，具有较高的修理水平和故障检查分析的能力。但这些缺点是相对的，由于大大延长了发动机和传动系统的使用寿命，提高了出车率和生产率，减少了维修费用，自动变速提高了发动机功率的平均利用率，提高平均车速，虽然燃油经济性有所降低，却提高了汽车整体使用经济性。从而看出汽车自动变速器的研究有着切实可行的实际意义。第1.2节研究综述从对汽车自动变速器的研究现状来看，已经有了比较深度的研究，人们已经认识到未来汽车变速器市场的发展趋势：汽车自动变速器。由于国外汽车行业起步早，对汽车自动变速器的研究更是十分重视，因此，中国汽车行业在自动变速器方面还有很大的提升空间。针对汽车行业的研究工作总体来看，简单而言具有三个基本特征。1.2.1论述的资料被各国所重视汽车工业在国民经济中具有重要地位，从国际上来看，纵观世界经济强国，大都是汽车工业大国。特别是美国、日本、德国、法国、瑞典等汽车工业发达的国家，以及韩国、巴西、西班牙等汽车工业后起发展中国家，其汽车工业产值占本国国民经济总值的比例均在10％以上。汽车上的高科技功能更是成了各个国家争相竞争的主要战地，其中又以汽车自动变速器的比拼更为激烈。因此我们有这众多的文献期刊加以参考。1.2.2研究所论述的内容相对集中虽然从目前研究的情况看，人们对汽车自动变速器性能所涉及的研究方面不少，但是还是主要集中在齿轮机械式手动变速器，其他种类的变速器的研究较为缺少，且研究的并不是很深入。1.2.3研究的系统而全面性还需要做进一步的整理对于汽车自动变速器的研究，每年各界人士都会出大量的文献和期刊，但是众说纷纭，很少有能全面分析自动变速器（液力自动变速箱）、CVT（机械无极自动变速箱）、AMT自动变速器（电控机械自动变速箱）、DCT（双离合器变速箱）的性能。还存在着系统论述的欠缺，这正是我们要完成的工作。第1.3节课题的研究意义与目的对自动变速器性能的研究，既有重要的研究意义，又有其实用的实际意义。1.3.1研究意义自动变速器作为汽车传动系统中关键的零部件，在汽车的运行中扮演着非常重要的角色。不仅很多汽车常见的故障来源于此，而且，技术先进的自动变速器还能够降低动力损失，减少燃油消耗。并且装有自动变速器的汽车在百公里加速上更平滑，如图1.1。而装有手动变速器的汽车在百公里加速上有更多的工作间歇，没有充分的运用发动机动力，如图1.2。图1.1自动变速器汽车百公里加速曲线图图1.1手动变速器汽车百公里加速曲线图正因如此，现在不少的汽车用户在选择车辆的时候，自动变速器都是一项重要的指标。科学准确的认识到自动变速器性能的优缺点不仅可以在选择购买车辆上做到利益最大化，而且可以在自动变速器以后的更新发展上占领先机。1.3.2实际意义中国汽车工业已步入高速发展的阶段，国内汽车业内人士对自动变速器市场份额的提高已经达成了共识，但是中国还没有自主的生产知识产权，深入了解自动变速器的性能，开发自动变速器将会给中国带来巨大的经济利益。因此，对于汽车自动变速器的性能的研究是很有必要的，对于本课题的研究可以加强和完善自动变速器的理论知识，分析总结出各种自动变速的优缺点，并根据问题找出合理的解决思路和办法，这将很肯能促进中国在自动变速器领域的研究和发展，进一步进行完善和创新，进而研究出更加适应当前科技的汽车自动变速器。而且当代中国正在逐步走向富裕，也许在以后的日子家家有车不再停留于想象，越来越多的“新手”将要走上公路，相比较传统的手动变速器来说，自动变速器不仅简单易操作，而且更容易让新手学会，从而减少汽车事故的发生。第二章汽车自动变速器种类第2.1节液力自动变速器当前很多的车装备了液力自动变速器系统，相对于以前传统的手动变速器来说，液力变速器的便利性是很突出的。首先说一下，液力自动变速器由\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器、行星齿轮组、\t"/tech/201108/_blank"离合器/制动器及其控制机构（电磁阀、油路），外围设备即为变速器壳体、\t"/tech/201108/_blank"传动轴等组成。自动变速器与\t"/tech/201108/_blank"发动机的\t"/tech/201108/_blank"曲轴的连接是直接的，不像手动变速器还有一个控制动力的开关：\t"/tech/201108/_blank"离合器。所以从点火的瞬间开始，\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器就开始了转动，对于动力的连接和中断，仍然是由齿轮箱内部的\t"/tech/201108/_blank"离合器进行完成，\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器与手动变速器\t"/tech/201108/_blank"离合器相似的唯一一点，也就是\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器的“软连接”特性，与手动变速器\t"/tech/201108/_blank"离合器的“半联动”工况相近。液力自动变速器主要结构如图2.1。图1.2ECE法规轿车制动力分配图\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器的工作原理就像相对的两个风扇，其中一个风扇工作，然后将另外一个不工作的风扇吹动。这个比喻可以十分形象的解释\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器中的泵轮和涡轮之间的实际工作关系。但是想要详细解释液力变矩器的工作原理，就有些复杂。动力输出之后，通过带动与变矩器壳体连接的泵轮，泵轮带起变矩器中的\t"/tech/201108/_blank"自动变速箱油，进而带动涡轮转动，在壳体中进行的是一个循环，由于泵轮旋转时的离心力，会在泵轮的作用下，把它甩向外面，冲向前方的涡轮，再流向轴心位置，重新回到泵轮一侧，如此进行周而复始的循环运动，将动力传向与齿轮箱连接的涡轮。到这我们知道到了\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器的最大的一个特点——软连接，而这种动力的传输方式起到了两大功能：1、从静止到低速时成功平稳起步；2、在加速过程中，在较大动力输出时，可以增大\t"/tech/201108/_blank"扭矩。如果与手动变速器上的\t"/tech/201108/_blank"离合器相比，则需要留意的是，第一条起到了并优化了手动变速器上\t"/tech/201108/_blank"离合器的功能，但第二条是\t"/tech/201108/_blank"离合器根本无法实现的。但是\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器也有着先天“软连接”这个弱点，动力不是直接输出的，在\t"/tech/201108/_blank"扭矩输出对等的时候，泵轮实际转速要大于涡轮，如果这样的话在传输动力时，还在壳体中循环，浪费了动力，所以目前几乎所有\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器都有一个高效节能的部件：\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器锁止器。锁止器的形式其实就是一个多片\t"/tech/201108/_blank"离合器，其功能就是变矩器处于耦合工况时，无需增加扭矩时，将泵轮和涡轮锁止，这样动力的传递形式即为“硬连接”形式，全部的无损功率的将从\t"/tech/201108/_blank"曲轴传递到了下一站：变速箱。其实\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器并不是自动变速器独有的特点，一些机械式无级变速器也同样应用了\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器为了优化动力的机构；自动变速器也不是通过\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器来达到软连接的目的，因此\t"/tech/201108/_blank"液力变矩器不是自动变速器中最大的特点，与多组\t"/tech/201108/_blank"离合器，制动器协同进行工作的行星齿轮组，才是自动变速器的最大特点。在手动变速器上，每个档位都有一组两个常啮合齿轮副，更换档位只要把输出轴和该档位输出齿轮花键啮合即可。而液力自动变速器中，并没有很多齿轮在工作，而是使用一种很独特的方式来完成变换：行星齿轮组。行星齿轮的最大特性即在组合出不同的输出输入轮之后，齿比和输入输出的相对方向一起发生变化，这种特性用作汽车变速器可是再适合不过了。而装备自动变速器的汽车为了增加档位，汽车上的行星齿轮升级成了齿轮组、齿轮排，再通过一系列执行器便可以完成换挡了，这样简便的形式是液力自动变速器所特有的。液力自动变速器的操作系统通常有供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换档品质控制等部分组成。供油部分根据节气门开度的大小和选挡杆位置前后的变化，将油泵输出油压调节至规定值，形成相对稳定的工作液压。锁定信号阀受电磁阀的控制，使液力变矩器内的锁止离合器适时地接合与分离的。第2.2节机械式无级变速器我们说的机械式无级变速器（CVT）与有级式的主要区别是什么呢？机械式无级变速器的速比不是间断的，而是一系列连续的值，譬如可以从3.766一直变化到1.35。机械式无级变速器的结构比传统自动变速器的结构相比相对的简单，体积更加小巧，它没有手动变速器那么多齿轮副，也没有自动变速器中像行星齿轮组那么复杂的结构组成，它主要通过主、从动轮和金属带以及滚轮转盘来实现速比的无级变化。机械式无级变速器结构图如图2.2。图2.2机械式无级自动变速器结构图机械式无级变速器的原理与普通的变速箱一样大小不一的几组齿轮在操控下有分有合，从而形成不一样的速比。由于不同的力度对于各组齿轮产生推力的大小不一致，导致变速箱导出的转速也变化了，从而实现不分档次的转动，无级变速器是链带和锥形轮的距离来变速的。因为机械式无级变速器采用传动带和可变槽宽的导轮来进行动力的传递，即当棘轮变化槽宽时，相应的可以改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等材料。机械式无级变速器是真正无级化了，它的优点是重量轻，体积小，零件少，与液力自动变速器比较具有较高的运行效率，油耗较低。但CVT的缺点也是明显的，就是传动带很容易损坏，不能承受较大的载荷，只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽车，因此在自动变速器占有率约4以下。近年来经过各大汽车公司的大力研究，情况有所改善。机械式无级变速器将是自动变速箱的发展方向。第2.3节电控机械式变速器电控机械式自动变速器（ATM）能根据车速、油门、驾驶员命令等确定参数，确定最佳挡位，控制原来由驾驶员人工完成的离合器分离与接合、换挡手柄的摘挡与挂挡以及发动机的油门开度的同步调节等操作过程，最终实现换挡过程的操纵自动化。电控机械式变速器保持了原有机械变速器的基本结构，比较常用的进口液力自动变速器，具有传动效率高、结构紧凑、成本低、易于制造、工作可靠及操纵方便等优点，尤其是其省油的特点适合我国的当前的经济发展形势。电控机械式自动变速器的结构如图2.3。图2.3电控机械式自动变速器结构图电控机械式自动变速器系统由三部分组成：执行机构：包括电动机（步进电动机和直流电动机）、电磁阀（普通电磁阀和高速电磁阀）、液压缸（离合器动缸和选、换档油缸）等;传感器：包括速度传感器(发动机转速传感器、输入轴转速传感器、车速传感器)、油门开度传感器、档位传感器等；电控单元（ECU）：包括CPU、ROM、RAM、I/O接口等。电控机械式自动变速器用先进的电子技术改造传统的手动变速器，不仅保留了原齿轮变速器效率高、低成本的长处，而且还含括了液力自动变速器采用自动换档所带来的全部优点。它以独有的经济、方便、舒适性而备受所有驾驶者的欢迎,成为各国开发的热点。驾驶员通过加速踏板和操纵杆向电子ECU传递控制信号；电子控制单元采集发动机转速传感器、车速传感器等信号，时刻掌握着车辆的行驶状态；ECU根据这些信号按存储于其中的最佳程序，最佳换档规律、离合器模糊控制规律、发动机供油自适应调节规律等，对发动机供油、离合器的分离与结合、变速器换档三者的动作与时序实现最佳匹配。从而获得优良的燃油经济性与动力性能以及平稳起步与迅速换档的能力，以达到驾驶员所期望的结果。电控机械式自动变速器主要是电控离合器、电控发动机和电控选换档三大部分。电子控制单元根据车辆行驶工况（车速、加速度、档位）和驾驶员的驾驶意图按照设定的换档规律，选择合适的档位和换档时机，控制换档执行机构模拟熟练驾驶员的换档动作（包括对离合器、变速箱和发动机的联合控制）进行选档和换档。当然，全电式AMT的这些动作是靠电动机的旋转而实现的。换档系统的能源是整个控制系统各机构的动力源。三种形式的选换档系统都需要控制电路所需的直流电流，但执行机构的动力源不同。全电式选换档系统采用电动机（直流电动机、步进电动机）作为动力源；对于电控液动式，它主要包括液压泵和调压阀；对于电控气动式，它主要包括空压机和高压储气筒。一个自动换档系统的自调性能很重要，但还必须同时配有相适应的它调系统，才称得上是最理想的控制系统。这里的它调是为驾驶员提供干预自动换档系统的可能性。换档范围选择的作用是限制自动换档的排档范围。三种选换档形式的AMT均可使用旋钮或控制杆作为档位指示器。全电式AMT和电控气动、电控液动相比，具有价格低、结构简单、性能价格比高、生产继承性好等优点；其硬件开发与软件研制对各种车型汽车都适合。我国不仅有自主知识产权，而且在“动态三参数最佳换档规律”、“动态闭环控制技术”、“自适应控制技术”、“模糊控制技术”等自动变速理论方面在排在世界前列。第2.4节双离合自动变速器双离合变速器标准的名字叫DCT，DSG是大众集团的双离合变速器的专用名字，DSG有别于一般的半自动变速箱系统，它是基于手动变速器而不完全是自动变速器。因此，它也是机械式自动变速器中的一员。双离合自动变速器的起源就如其他汽车高科技一样，他的设计原理来自赛车，因此DCT变速器能够满足驾驶者对操控感的强烈需求，同时在民用量产时，由于它的“基于手动变速箱”这一本质条件，使得车辆较为节油，实现了现代社会汽车消费者的“操控和节油并存”双重需求，也为喜欢手动变速器的驾驶者提供了最佳选择。它既继承了AMT和手动变速器的结构简单、安装空间紧凑、重量轻、传动效率高、制造成本低等许多优点，又融合了AT不间断动力、迅速平稳换挡的良好特点，很快便成了业界研究开发的新热点。DCT将会在一定程度上改变现有的变速器市场格局。双离合自动变速器的结构如图2.4。图2.4双离合自动变速器结构图双离合器变速器在一个变速器中实现了两个手动变速器的功能。双离合器变速器使用两个离合器，但没有离合器的踏板。先进的电子单元和液压控制单元像控制标准自动变速器那样对离合器进行全面控制。但在双离合器变速器中，各离合器单独运转。一个离合器控制奇数挡（一挡、三挡、五挡和倒挡），另一个离合器控制偶数挡（二挡、四挡和六挡）。这样，就不需要中断从发动机到变速器的动力传递过程就可以进行档位的变换。驾驶员也可以选择完全自动模式，从而将所有换挡工作交给计算机完成。在这种模式下，驾驶体验非常类似于普通自动挡车。由于双离合器变速器可以“逐渐退出”一个挡位并“逐渐接入”另一个挡位，因此减少了换挡冲击。更重要的是，换挡是在负载下完成的，因此可以始终维持动力输出。双离合器当然是双离合变速箱最重要基础构成部分，然而却不像单独的一个离合器那么简单，单独的一个离合器可以使用简单的压盘实现，而双离合器则需要更加精准的位置变化。因为离合器的离合器片的接触和分离其实是很小的动作，当结合的时候需要用很大的压力把它们压在一起，而离开的时候也需要保证他们能彻底分开。双离合器分为干式和湿式两种，他们的区别就是湿式的离合器里面是有散热用的油，而干式的没有。湿式的离合相对比较先进，因为离合器里面的离合器片在换挡的时候会产生摩擦，湿式的离合器更有助于控制温度。但是干式的离合器并不是不好，干式的离合器的摩擦力更大，带来的动力传递更直接，结构也更加简单，体积也可以做得更小。2.4.1“干式”双离合器自动变速器工作原理“干式”双离合器，其双离合器由3个尺寸相近的离合器片同轴相叠安装组成。位于两侧的2个离合器片分别联接1、3、5、7档和2、4、6档以及倒档齿轮，中间盘在其间移动，分别与2个离合器片“结合”或“分离”，通过切换来进行换挡。因为它的“双离合器”不是像6档DSG那样安装于封闭油腔里，所以，被称为“干式”双离合器。“干式”双离合器结构简单，因而效率更高。但是“干式”离合器自身结构的固有特性使它能够承受的最大扭矩比“湿式”离合器要低。一般认为，“干式”是较“湿式”更为先进的。2.4.2“湿式”双离合器自动变速器工作原理“湿式”双离合器，其双离合器为一大一小2组同轴安装在一起的多片式离合器，分别连接1、3、5档以及倒档和2、4、6档齿轮。“湿式”是指双离合器安装于一个充满液压油的封闭油腔里。这种“湿式”结构具有更好的调节能力和优异的热容性，因此能够传递比较大的扭矩。目前在中国市场上还是有很多“湿式”离合器的第3章各类汽车自动变速器的优缺点第3.1节液力自动变速器的优缺点液力自动变速器作为当前装备最多汽车的自动变速器，其优势是不容置疑的，其最明显的优势有以下几点：1、液力自动变速器延长了发动机和传动系的使用年限。液力传动汽车的发动机与传动系，由于工作是液体的介质"软"性连接，液力传动起一定的吸收、衰减和缓冲作用，很大程度上减少了冲击和动载荷。例如，当负荷突然增大时，可防止发动机过载和突然熄火。汽车在起步、换挡或制动时，能减少发动机和传动系所承受的冲击及动载荷，因而提高了有关零部件的使用寿命。2、提高汽车通过性。采用液力自动变速器，汽车在起步时，驱动轮上面的驱动扭矩是逐级递增的，为了防止很大的振动，进而减少车轮的打滑现象，使起步更加容易，且更换更平稳，它的稳定车速可以降低到很低。因此液力机械变速器对于提高汽车的通过性具有良好的效果。3、具有良好的自适应性和操纵性。目前，液力传动的汽车全都使用了液力变矩器，它能自动适应汽车驱动轮负荷的变化，当行驶阻力增大时，汽车自动降低速度，使驱动轮动力矩增加；当行驶阻力减小时，减小驱动力矩，增加车速。使变矩器能在一定范围内实现无级变速器，大大减少行驶过程中的换挡次数，有利于提高汽车的动力性和平均车速。装备液力自动变速器的汽车，采用液压操纵或电子控制，使换挡实现自动化。在变换变速杆位置时，只需操纵液压控制的滑阀，这比普通机械变速器用拨叉拨动滑动齿轮实现换挡要简单轻松得多。而且，它的换挡齿轮组一般都采用行星齿轮组，是常啮合齿轮组，这就降低或消除了换挡时的齿轮冲击，可以不要主离合器，大大减轻了驾驶员的劳动强度。纵使有着这么多的优点，其缺点也是不容忽略的。1、传动效率低。相比较传统的手动变速器的汽车，其传动效率上有着明显的不足，尤其表现在汽车起步时候，通常装备手动变速器的汽车起步快，而装备液力自动变速器的汽车在起步上明显缓慢了好多。2、经济性不好，结构复杂。经济性不好就是我们通常说的“废油”，装备液力自动变速器的汽车在长时间行驶的时候因为其传动机构的原因，发动机长期处在工作状态，相比传统的手动变速器的汽车没有更多的可操作性；而且液力自动变速器为了达到其换挡、改变传动效率的目的，在整体结构上更加的复杂。3、维修成本高。液力自动变速器汽车，因为其更注重换挡的平顺性和易操作性，加入了更多的辅助设备，相较传统的手动变速器的汽车更加复杂化，这无疑给液力变速器的维修带来了更多的麻烦和更高的成本。第3.2节机械式无极自动变速器的优缺点机械式无级变速器采用传送带和工作直径可变的主、从动轮相互配合来传递发动机的动力，代表的自动变速器的发展方向。它突出的特点就是没有传统自动变速器换挡时会出现的顿挫感，加速连续性更好，燃油经济性也更高。目前它还有许多不完善的地方。无级变速器系统是由两组变速轮盘和一条传动带组成的，要比传动自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变速平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。机械式无级变速器的优点：1、驾驶平顺性、加速性、经济性以及排放都较好。机械式无级变速器的最大优点就是无级控制输出的转速比。在汽车的行驶过程中可以达到行云流水的感觉，没有换档的感觉，加速也会比自动变速器快。因为行驶中减少了转速的不必要波动，所以汽车的经济性也大有好处。2、装备机械式无级变速器的汽车起步时，驱动轮轮直径变为最大的一轮，而从动轮则变为最小的一轮，实现很高的传动比。车速增加和各个传感器信号的变化过程，电脑控制系统来断定控制两个轮的控制油压，最终改变轮直径的连续变化，从而在整个变速过程中达到无级变速。传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。操作上类似液力自动变速器，但是速比的变化却不同于液力自动变速器的跳挡感觉，而是连续的，因此动力传输持续而顺畅。3、机械式无级自动变速器具有重量轻、体积小、零件少的特点，加上这种传动形式功率损耗小，这样就为车带来省油的好处。机械式自动变速器的缺点：1、技术还不完善，因为机械式自动变速器起步比较晚，加上技术上的不完善导致装备机械式自动变速器的汽车技术不完善，容易出现问题。2、价格较高，维修成本较高。不过其结构决定了其先天不足。首先起步或加速时，传动带容易出现打滑现象，导致动力传递受到影响，从而影响加速感受。其次，传动带对材料要求比较高，虽然结构简单，但如果出现故障，一般维修成本都较为昂贵。第3.3节电控机械式自动变速器的优缺点电控机械式自动变速器其实就是在手动变速器的基础上增加了自动变速操纵系统而组成，因此操作起来更加灵活，档位越多操控也就越精确，燃油经济性也更好。不过手自一体变速器同样存在成本的问题，该类车型售价往往较高，日后的维护保养费用也比一般车型要多。电控机械式自动变速器的优点：1、操作简单，使用方便，燃油经济性好。电控机械式自动变速器是将汽车的手动换挡和自动换挡结合在一起的变速方式，手动档因为可以自由调节档位及转速，因此对驾驶者而言相对富有驾驶乐趣。2、可控性好、精度高、反应快、可靠性强、并且对环境的适应性好。因为其结合了手动换挡和自动换挡的优点，所以在操纵上有更多的可选性，而且操控精度普遍比较高，具有灵敏的反应能力，在各种路况上行驶时电控系统可以有效的识别各种路况，进而带来最佳的动力传动，具有很强的可靠性。电控机械式的缺点：价格较高，后续维修保养费用较高。和机械式无级自动变速器相同，因为技术的不成熟和研究的时间段，难免的在技术方面还有很多的欠缺，其制造成本还是很高的，因为要达到多方面的控制能力，其内部结构也是很复杂的，给维修和保养带来的了更多的难度和问题。第3.4节双离合自动变速器的优缺点由于双离合式自动变速器是基于平行轴式手动变速器发展而来的，因此它在继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、质量轻、价格低等优点的同时，又具有自动变速器起步和换档品质优良的特性，具有广阔的发展前景和推广应用的显著优势，主要表现在如下几个方面：1、双离合式自动变速器几乎不受传递功率的限制，可以广泛应用于各种车辆。双离合式自动变速器的生产成本低。双离合式自动变速器旨在满足消费者对驾驶运动感和车辆节油的双重要求，为那些酷爱手动变速器的驾驶者们提供了最佳选择。双离合式自动变速器带来低油耗的同时，车辆性能方面没有任何损失，同样具有出色的加速性和最高时速，并且与传统自动变速器一样可以实现顺畅换档，不影响牵引力。2、由于双离合式自动变速器是基于手动变速器发展而来，动力传递仍然是依靠离合器和齿轮，复杂程度低，国内的齿轮传动零部件制造技术比较成熟，双离合式自动变速器与传统自动变速器有着明显的区别，双离合式自动变速器从一开始就没有采用扭矩变换器。这款变速器不是在传统概念的自动变速器基础上生产出来的，巧妙地把手动变速器的灵活性和传统自动变速器的方便性结合在一起，使其比手动档换档更快速、顺畅，动力输出不间断。3、双离合式自动变速器的生产装置可通过对现有的手动档变速器生产线稍加改造便可使用，因此对于手动变速器生产厂产品升级过程周期短，新增投资较少，生产继承性好。同样由于中国对于双离合自动变速器的时间还很短，还有很多的方面有待改进：1、降档抖动：具体表现是由高档位降档时，车身会有轻微抖动感，目前还没有明确的解决办法。2、变速箱可能产生过热导致无法工作：具体表现为车辆行驶时变速箱会突然跳至N档，控制面板上P、R、N、D、S档位灯同时亮起，车辆也同时失去动力。第四章汽车自动变速器的展望随着自动变速器汽车保有量的上升，自动变速器技术的演变也由过去传统的简单4前速电子控制(3个电磁阀)发展到今天的6、7、8前速(多电磁阀控制)的模糊逻辑控制加网络控制。近几年来，轿车自动变速器挡位数不断增加的趋势非常明显，从传统的4速快速到5、6、7、8速。挡位数的增多就意味着总的传动比范围在加宽，而相邻两挡之间的传动比又在拉近，，因此换挡时间会变得提前，同时又是在发动以既保证了燃油经济性，同时还满足了其加速性能。机械结构也在逐渐的简化，虽说新型变速器挡位数在增多，但并不意味着变速器整体结构和体积变得复杂和加大，这是因为机械元件的组合也由过去众多数量的换挡执行元件控制多个行星排来实现简单4前1倒的变速功能，发展到今天的5个换挡执行元件控制所谓的“莱佩莱捷式”行星齿轮组通过逻辑组合即可实现6前1倒的变速功能。为此，我们只要熟悉掌握两种行星齿轮的传递规就OK了，当我们再去分析不同公司生产的5、6、7、8挡变了。电子控制人性化，在机械和液压方面似乎越来越简化其设计结构，元件少了、阀门数量也少了，但在其电子控制方面的整体控制思路却越来越复杂，而且控制要求越来越精确，特别是在扭矩协调控制、安全保护控制、模糊逻辑控制、重叠换挡控制等人性化方面更加明显。为了改善换挡质量、体现驾驶舒适性，自动变速器换挡过程中发动机必须实现扭矩协调控制，发动机在自动变速器换挡过程中主要通过瞬间改变喷油量和延迟点火等功能来维持换挡过渡平顺性能；安全保护控制主要是指当自动变速器机械、液压、电子控制等方面出现故障时，且该故障能够对变速器构成较大威胁，为保护变速器不受进一步伤害，自动变速器电脑通过接收各传感器信息后所启动的一项保护措施；模糊逻辑控制的功能，说白了就是微电脑具有模仿人体大脑的功能，能够预测到驾驶者的下一个动作，并最终实现最佳换挡时间控制以及换挡点的任意切换控制等。在这里我们重点了解一下“重叠换挡控制”，这是因为好多维修人员对其认识仍比较模糊。所谓重叠换挡控制这一新名词的解释就是：换挡过程实际上是摩擦元件的摩擦力交替的过程，在常见的摩擦式离合器与离合器或离合器与制动器在换挡中，若摩擦力矩替换过程的定时不当，将会引起输出扭矩的急剧变动。两个离合器之间或离合器与制动器之间摩擦力矩的替换，总会有或多或少的中断间隔或重叠。重叠不足或重叠过多，都会产生不应有的换挡冲击。重叠不足是指待分离的离合器过快地泄油分离，待结合的离合器未能建立足够的油压，因而出现两个离合器传递扭矩间断的现象。在这个重叠不足的时间内，输出扭矩先是下降过多，随后又急剧上升，形成较大的扭矩扰动。与此同时发动机转速也得不到平稳的过渡，先是因负荷减小而增速，后又因负荷急剧增大而降速。重叠过多是指在待结合的离合器已经能够传递很大的扭矩时，应分离的离合器还没有很好地泄油分离，因而出现两个执行机构同时工作的情况。在一个短暂时间内，两个挡位重叠工作，使发动机和输出轴都受到制动作用，因而输出轴有很大的扭矩扰动。随后又因应分离的离合器分离，使变速器输出轴的扭矩又急剧升高。重叠过多的扭矩扰动重叠不足时更严重。同时，发动机的转速先是急降后在回升，表现出不稳的情况。重叠过多的升挡过程最不平稳。为此，要对两个交替换挡的执行元件的泄油充油过程进行控制，以得到最满意的交替衔接。重叠换挡的最大优势是借助于重叠换挡，使用离合器的电子液压控制几乎可以替代空转。执行器数量在增多，同时其控制类型也在改变，大家会发现，自动变速器执行器电磁阀数量越来越多了，开关型电磁阀少了，而频率的多了，同时控制油路的机械滑阀数量也越来越少了(多电磁阀控制的目的是改善换挡质量)。一个滑阀可能会根据油路的转换实现多用途，一个简单的电磁阀也会实现多用途，它既可以实现换挡控制，同时还可以担负油压调节控制。在过去传统型电子控制自动变速器中，换挡油路的切换是靠开关型电磁阀来控制的，该油路只是一个开关型的切换油路(为使换挡执行元件接合时不必产生过大的振动，在油路的缓冲控制中通常采用节流和储能装置实现减缓控制)。在过去传统型电子控制自动变速器中，换挡油路的切换是靠开关型电磁阀来控制的，该油路只是一个开关型的切换油路，为使换挡执行元件接合时不必产生过大的振动，在油路的缓冲控制中通常采用节流和储能装置实现减缓控制。结论通过对汽车自动变速器性能的研究，认识了自动变速器的工作原理和主要4种自动变速器的结构，以及4种自动变速器的优缺点，明确了各种汽车自动变速器所适应的车型和实际路况，并了解了汽车自动变速器的不同性，能给以后的进一步的学习和工作打下了坚实的基础。通过以上的分析，我认为AT已经在国内外汽车上大量使用，由于该变速器优缺点都比较明显并且，国外对液力自动变速器的研制迟迟没有新的进展，特别是国内无加工能力且对该变速器研究较少，因此也无需再花大力气跟着别人后面进行研发。AMT已装车使用，尤其在欧洲国家增长较快，国内也已开始少量使用，特别是在当前我国汽车工业所需求的高燃油经济性、低排放和充分利用现有手动变速器生产线的形势下，AMT理应受到国内各大汽车厂家的重视，因此一方面可以利用国内技术力量加快产业化进程，另一方面也可以利用国际技术资源合作开发。CVT由于其独特的特点，在轻型轿车如轿车上很有市场，已经成功地装配了一些轿车，但目前主要依赖进口，因此应进一步加快CVT的研发，开发出拥有自己知识产权的CVT。DCT既可以作为自动变速器用在各种传统的汽车上，又可以作为动力耦合兼变速器用在混合动力和新能源的车上，其应用前景非常广阔，国外现在还处于研发阶段，我国也应加紧对其进行研发。因此我们要加快对DCT的研发。附录文中出现的专属名词解释：AT液力自动变速器CVT机械式无级自动变速器ATM电控机械式自动变速器DCT双离合自动变速器DST大众公司所研制的双离合自动变速器MT传统手动变速器N汽车自动变速器空档D汽车自动变速器前进档P汽车自动变速器停车档R汽车自动变速器倒车挡参考文献（1）孙传铭；汽车自动变速系统的研究与设计[D]；燕山大学；2006年。（2）刘义清；自动变速器汽车动力特性仿真[D]；昆明理工大学；2007年。（3）李贤彬，鲁明巧；汽车自动变速器的历史、现状及发展趋势[J]；邢台职业技术学院；2013年。（4）董其慧；羚羊轿车用液力机械自动变速器研究与开发[D]；重庆大学；2006年。（5）孙小男，赵薇；汽车液力自动变速器的性能[J]；山东交通科技大学；2013年。（6）李春青，彭建中，吴彤峰；国内外汽车无级变速技术的发展概况[J]；广西工学院；2004年。（7）刘步丰，刘冬威；双离合器式自动变速器原理及其应用分析[J]；河南科技大学；2010年。（8）任玉平，葛安林；全电式AMT选换挡系统模糊控制方法[J]；汽车技术；2004年。（9）黄建明；机械式自动变速器的控制策略研究[D]；重庆大学；2004年。（10）刘晓军，杜王强；汽车自动变速器的现状和发展前景[J]；科技信息；2012年。（11）蔡炳炎，林宁，徐勇；机械式自动变速器在城市客车上的应用前景[J]；汽车科技；2005年。（12）鲍际平；汽车自动变速器工作原理与使用要领[J]；北京汽车；2002年。（13）李贤彬；汽车无级变速技术的发展现状及展望[J]；邢台职业技术学院学报；2005年。（14）冯樱，罗永革，何晓春，郝琪；CVT──无级变速器的发展综述[J]；湖北汽车工业学院学报；1999年。致谢时间匆匆流逝，大学生活还好像就发生在昨天，但是现实告诉我，大学生活真的要过去了，在此感谢那些给予我鼓励和帮助的老师和同学，在此真心的说一声：“谢谢你们无私的关心！”论文能够顺利的完成，要特别感谢老师，，论文从选题到截稿黄冬梅老师给予了我大量的支持和帮助，在此对黄冬梅老师衷心得说一句：“谢谢老师，老师您辛苦了。”老师老师您的热情和认真的治学态度对我影响很深，使我受益匪浅。在大学四年的学习中，我从老师这里不仅学到了丰富的汽车方面的知识，更重要的是学到了一份勤勤恳恳、任劳任怨的精神、一份对事业和生活的真诚的态度，所有的这些我都会铭记在心，相信对我以后的生活和工作都会产生深远的影响。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究