變速器之輕

張曉英

變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分，質(zhì)量約占整車質(zhì)量的2%～4%，所以變速器的輕量化也是實現(xiàn)整車輕量化的重要環(huán)節(jié)。在汽車輕量化研究工作的基礎(chǔ)上，目前行業(yè)已經(jīng)對輕量化的技術(shù)路徑達成了共識，即汽車輕量化需要通過結(jié)構(gòu)、材料和工藝三個方面得到實現(xiàn)。

要實現(xiàn)變速器的輕量化，首先要減少零部件數(shù)量，集成化設(shè)計是減少零部件數(shù)量的最佳手段之一。其次，在變速器總長度能夠滿足空間布置要求的前提下，采用高度集成的“多合一”布局可以獲得最緊湊布局、最輕的質(zhì)量。然后，采用空心軸，可以顯著降低變速器軸的質(zhì)量；采用薄壁殼體，在只起覆蓋作用的部位可大幅降低壁厚，從通常的3.5～4mm降低到2～2.5mm，實現(xiàn)殼體整體的輕量化。

輕量化材料目前主要集中在兩大方向：一是低密度的輕質(zhì)材料，如鋁合金、鎂合金、工程塑料和復(fù)合材料等；另一則是高強度鋼材，通過高強度的薄壁鋼材代替低強度的厚鋼材，如高強度鋼和超高強度鋼等。

運用CAE 技術(shù)可以實現(xiàn)汽車的輕量化設(shè)計、制造。利用CAE 技術(shù)，結(jié)合有限元法與結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，對零部件進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，是實現(xiàn)零部件輕量化的一個重要研究方向。結(jié)構(gòu)優(yōu)化通常包括截面優(yōu)化、幾何優(yōu)化、拓撲優(yōu)化及結(jié)構(gòu)類型優(yōu)化幾個層次。

綜上所述，巧妙的結(jié)構(gòu)布局，先進的系統(tǒng)匹配技術(shù)和集成化設(shè)計思路應(yīng)對變速器的輕量化起到了舉足輕重的作用。同時，在潤滑油量的設(shè)計及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件材料選用等方面都有很多輕量化的可能性，需要全行業(yè)去思考、去嘗試。