1、 汽车 变速器设计 -外文翻译 我们知道，汽车发动机在一定的转速下能够达到最好的状态，此时发出的功率比较大，燃油经济性也比较好。因此，我们希望发动机总是在最好的状态下工作。但是，汽车在使用的时候需要有不同的速度，这样就产生了矛盾。这个矛盾要通过变速器来解决。 汽车变速器的作用用一句话概括，就叫做变速变扭，即增速减扭或减速增扭。为什么减速可以增扭，而增速又要减扭呢？设发动机输出的功率不变，功率可以表示为 N = wT，其 中 w 是转动的角速度， T 是扭距。当 N 固定的时候， w 与 T 是成反比的。所以增速必减扭，减速必增扭。汽车变速器齿轮传动就根据变速变扭的原理，分成各个档位对应不同的传
2、动比，以适应不同的运行状况。 一般的手动变速器内设置输入轴、中间轴和输出轴，又称三轴式，另外还有倒档轴。三轴式是变速器的主体结构，输入轴的转速也就是发动机的转速，输出轴转速则是中间轴与输出轴之间不同齿轮啮合所产生的转速。不同的齿轮啮合就有不同的传动比，也就有了不同的转速。例如郑州日产 ZN6481W2G 型 SUV 车手动变速器，它的传动比分别是： 1 档 3.704:； 2 档 2.202:1； 3 档 1.414:1； 4 档1:1； 5 档（超速档） 0.802:1。 当汽车启动司机选择 1 档时，拨叉将 1/2 档同步器向后接合 1 档齿轮并将它锁定输出轴上，动力经输入轴、中间轴和输出
3、轴上的 1 档齿轮， 1 档齿轮带动输出轴，输出轴将动力传递到传动轴上（红色箭头）。典型 1 档变速齿轮传动比是3:1,也就是说输入轴转 3 圈，输出轴转 1 圈。 当汽车增速司机选择 2 档时，拨叉将 1/2 档同步器与 1 档分离后接合 2 档齿轮并锁定输出轴上，动力传递路线相似，所不同的是输出轴上的 1 档齿轮换成 2档齿轮带动输出轴 。典型 2 档变速齿轮传动比是 2.2:1，输入轴转 2.2 圈，输出轴转 1 圈，比 1 档转速增加，扭矩降低。 当汽车加油增速司机选择 3 档时，拨叉使 1/2 档同步器回到空档位置，又使3/4 档同步器移动直至将 3 档齿轮锁定在输出轴上，使动力可以
4、从轴入轴 中间轴 输出轴上的 3 档变速齿轮，通过 3 档变速齿轮带动输出轴。典型 3 档传动比是 1.7:1，输入轴转 1.7 圈，输出轴转 1 圈，是进一步的增速。 当汽车加油增速司机选择 4 档时，拨叉将 3/4 档同步器脱离 3 档齿轮直接与输入轴主动齿轮接合，动力直接从输入轴传递到输出轴，此时传动 比 1:1，即输出轴与输入轴转速一样。由于动力不经中间轴，又称直接档，该档传动比的传动效率最高。汽车多数运行时间都用直接档以达到最好的燃油经济性。 换档时要先进入空档，变速器处于空档时变速齿轮没有锁定在输出轴上，它们不能带动输出轴转动，没有动力输出。 一般汽车手动变速器传动比主要分上述 1
5、 4 档，通常设计者首先确定最低（ 1档）与最高（ 4 档）传动比后，中间各档传动比一般按等比级数分配。另外，还有倒档和超速档，超速档又称为 5 档。 当汽车要加速超过同向汽车时司机选择 5 档，典型 5 档传动比是 0.87:1，也就是用大齿轮带动小齿轮，当主动齿轮转 0.87 圈时，被动齿轮已经转完 1 圈了。 倒档时输出轴要向相反方向旋转。如果一对齿轮啮合时大家反向旋转，中间加上一个齿轮就会变成同向旋转。利用这个原理，倒档就要添加一个齿轮做“媒介”，将轴的转动方向调转，因此就有了一根倒档轴。倒档轴独立装在变速器壳内，与中间轴平行，当轴上齿轮分别与中间轴齿轮和输出轴齿轮啮合时，输出轴转向会
6、相反。 通常倒档用的同步器也控制 5 档的接合，所以 5 档与倒档位置是在同一侧的。由于有中间齿轮，一般变速器倒档传动比大于 1 档传动比， 增扭大，有些汽车遇到陡坡用前进档上不去就用倒档开上去。 从驾驶平顺性考虑，变速器档位越多越好，档位多相邻档间的传动比的比值变化小，换档容易而且平顺。但档位多的缺点就是变速器构造复杂，体积大，现 在轻型汽车变速器一般是 4 5 档。同时，变速器传动比都不是整数，而是都带小数点的，这是因为啮合齿轮的齿数不是整倍数所致，两齿轮齿数是整倍数就会导致两齿轮啮合面磨损不均匀，使得轮齿表面质量产生较大的差异。 手动变速器与同步器 手动变速器是最常见的变速器，简称 MT
7、。它的基本构造用一句话概括，就是两轴一中轴，即指输入轴、轴出轴和中间轴，它们构成了变速器的主体，当然还有一根倒档轴。手动变速器又称手动齿轮式变速器，含有可以在轴向滑动的齿轮，通过不同齿轮的啮合达到变速变扭目的。典型的手动变速器结构及原理如下。 输入轴也称第一轴，它的前端花键直接与离合器从动盘的花键套配合，从而传递由发动机过来的扭矩。第一轴上的齿轮与 中间轴齿轮常啮合，只要轴入轴一转，中间轴及其上的齿轮也随之转动。中间轴也称副轴，轴上固连多个大小不等的齿轮。输出轴又称第二轴，轴上套有各前进档齿轮，可随时在操纵装置的作用下与中间轴的对应齿轮啮合，从而改变本身的转速及扭矩。输出轴的尾端有花键与传动轴
8、相联，通过传动轴将扭矩传送到驱动桥减速器。 由此可知，变速器前进档位的驱动路径是：输入轴常啮齿轮中间轴常啮齿轮中间轴对应齿轮第二轴对应齿轮。倒车轴上的齿轮也可以由操纵装置拨动，在轴上移动，与中间轴齿轮和输出轴齿轮啮合 ,以相反的旋转方向输出。 多数汽车都有 5 个前进档和一个倒档，每个档位有一定的传动比，多数档位传动比大于 1，第 4 档传动比为 1，称为直接档，而传动比小于 1 的第 5 档称为加速档。空档时输出轴的齿轮处于非啮合位置，无法接受动力传输。 由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换档位时合存在一个 同步问题。两个旋转速度不一样齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞，损坏齿轮。因此，旧式变速器的换档要采用 两脚离合 的方式，升档在空档位置停留片刻，减档要
