汽車變速器可靠性問題提出與原理分析

孫凱 郭澤輝

摘 要：隨著汽車工業(yè)革命改革的深入，汽車發(fā)展經(jīng)歷了大致三個階段，包括動力革命階段和傳統(tǒng)革命階段以及控制革命階段，在各個階段中汽車變速器的可靠性都是我們必須要考慮的問題。本文系統(tǒng)地闡述了汽車變速器的可靠性，旨在為推動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提供一定的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù);變速器;可靠性

近些年來電子技術(shù)和自動控制技術(shù)水平得到了進一步提升，在汽車變速器中汽車自動變速技術(shù)也越來越成熟，為汽車行業(yè)的發(fā)展提供了一定的技術(shù)條件支持。面對汽車自動變速器的普及，我們在汽車自動變速器的使用和保養(yǎng)方面存在一定的認(rèn)識誤區(qū)，這種現(xiàn)狀應(yīng)當(dāng)引起我們的高度重視，我們要全面學(xué)習(xí)和研究汽車自動變速器的可靠性，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對汽車變速器的保養(yǎng)維護工作，進一步延長汽車的使用壽命。

一、提出問題

從目前來看，機械式變速器仍被廣泛應(yīng)用于汽車中。人們生活水平的提升，對汽車的要求越來越高。雖然機械式變速器較為古老，但依然能夠滿足一些汽車愛好者的需求。汽車的不斷發(fā)展，汽車機械式變速器的作用越來越重要，然而，在優(yōu)化設(shè)計機械式變速器可靠性時，存在一系列問題。

（一）機械式變速器設(shè)計概述

發(fā)動機具備較高的輸出轉(zhuǎn)速，在特定的轉(zhuǎn)速區(qū)存在最大扭矩和最大功率。為了使發(fā)動機性能充分發(fā)揮出來，需要安裝變速裝置，以對車輪實際行駛速度與發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行協(xié)調(diào)，這種裝置被稱之為變速器。齒輪組是機械式變速器應(yīng)用的重要部分，各個檔的齒輪組齒數(shù)是一定的，因此，每個檔的變速比值是一個固定值。

現(xiàn)代化汽車設(shè)計理念與方法的發(fā)展，使很多傳統(tǒng)手工設(shè)計方法不斷被淘汰。一些相對先進的現(xiàn)代化設(shè)計，如計算機設(shè)計、綠色設(shè)計、逆向工程設(shè)計以及質(zhì)量設(shè)計等方法不斷涌現(xiàn)。借助這些先進的設(shè)計方法，對汽車機械式變速器結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)化都有重要的積極作用。

（二）分析存在的問題

當(dāng)前，在對汽車進行整體性設(shè)計或者對汽車的各部分零件進行設(shè)計時，一般都會使用現(xiàn)代化設(shè)計方法。這一方法最大的優(yōu)勢就是能夠借助一些精密的數(shù)字化運算使設(shè)計得到有效優(yōu)化，實現(xiàn)設(shè)計的最佳功能效果，進而實現(xiàn)零件或者結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化，使汽車整體得到優(yōu)化，實現(xiàn)節(jié)能與低尾氣排放。所以，對汽車的變速器進行設(shè)計時，通常也使用現(xiàn)代化優(yōu)化設(shè)計。這種方法設(shè)計的變速器，設(shè)計的功能和代表性能被優(yōu)化，但其可靠性是否得到優(yōu)化還是未知，需借助嚴(yán)密測試了解。有時候，借助現(xiàn)代化優(yōu)化設(shè)計的變速器，性能也可能沒有達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外，汽車也需要具備安全性與可靠性，不能盲目追求輕量化與節(jié)油效果而忽視可靠性。但是，現(xiàn)代化優(yōu)化設(shè)計的現(xiàn)代化汽車，和變速器可靠性這一要求互相矛盾。所以，結(jié)構(gòu)在進行輕量化設(shè)計時必須確保汽車的安全和汽車行駛的可靠性。這就需要將現(xiàn)代化優(yōu)化設(shè)計和可靠性設(shè)計相結(jié)合。為了實現(xiàn)這一目的，本文在實現(xiàn)輕量化的同時，致力于實現(xiàn)機械式變速器的可靠和安全。

二、汽車變速器的組成和工作原理

市面上的汽車自動變速器的形狀以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括廠牌型號并不是完全相同的，有些甚至存在著較大的差距，但值得注意的是這些不同品牌、不同形狀的變速器在組成上是基本相同的，都是通過兩部分即由液力變矩器和齒輪式自動變速器組合起來的，加之我們常見的組成部分，包括液力變矩器、行星齒輪機構(gòu)等。依據(jù)汽車自動變速器組成部分的功能，我們也可以將變速器分成液力變矩器、變速齒輪機構(gòu)、供油系統(tǒng)、自動換擋控制系統(tǒng)和換擋操縱機構(gòu)等五大部分，這五個部分并不是孤立存在的，他們是有機地聯(lián)系在一起的，在汽車變速器中發(fā)揮著各自的作用。

汽車自動變速器的工作原理在于駕駛員在駕駛車輛時往往能夠通過油門來控制汽車的速度，也間接地指揮自動換擋系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對離合器的分離與結(jié)合，這種做法是傳統(tǒng)變速器難以達到的。而自動換擋系統(tǒng)的控制方式在于它可以幫助駕駛員通過機械的方式完成相關(guān)流程的自由轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對油壓的控制，并快速地將油壓加到換擋閥的兩端，進而有效地控制換擋閥，完成自動變速。

三、汽車變速器的可靠性

（一）手動變速器

在我們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕钪凶顬槌Ｒ姷淖兯倨骶褪鞘謩幼兯倨鳎@種手動變速器的換檔操作完全根據(jù)駕駛者的意志來實現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)簡單故障率相對較低。與其他變速器相比，手動變速器齒輪箱體積更小?，F(xiàn)如今廣大汽車使用者對燃油的經(jīng)濟性要求較高，希望能夠在較小的油耗下完成汽車的驅(qū)動和使用，因此汽車制造商采取了一系列措施，提高了汽車后橋及變速器與傳動功率的密度，減小了齒輪箱內(nèi)的潤滑油容量，提高了齒輪的溫度和負(fù)荷，有效降低了油耗。手動變速器靈活地應(yīng)用了空氣動力學(xué)，進一步提高了燃油的經(jīng)濟性。手動變速器中應(yīng)用了緩沖器，可以輕易地在齒輪齒尖產(chǎn)生剝坑的效果。同步器的廣泛應(yīng)用。在同步耐久性、抗點蝕、抗擦傷性能上對變速器提出了更高的要求。

（二）自動變速器

與手動變速器相對應(yīng)而存在的就是自動變速器，能夠在加速和減速以及換擋等功能中自動進行切換。自動變速器具有變速、平滑駕駛、輕便等諸多優(yōu)點，但值得注意的是與手動變速器相比自動變速器在油耗方面相對較高。

（三）無級變速器

與自動變速器和手動變速器相比，無級變速器有其自身獨有的特點，包括變速柔和舒適等等，但該變速器也存在一定的局限性，例如耗油量大、變速器內(nèi)能量損失嚴(yán)重等等。

（四）自動變速的手動變速器

自動變速的手動變速器很受廣大受眾的青睞，主要原因在于它比手動變速器方便，比自動變速器節(jié)能，但也有一定的弊端在于它是在手動變速器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此容易出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，一般應(yīng)用在緊湊型車和商用車上。

（五）雙離合變速器

雙離臺器變速器，顧名思義是指該種變速器的離臺器輸出軸兜是雙數(shù)，都有兩個。在汽車工作的過程中，兩個離臺器同時工作，一臺用于對單數(shù)檔位齒輪進行控制，另一臺則用于對雙數(shù)檔位齒輪進行控制;雙離合變速囂的優(yōu)勢在于在換檔過程中，它能夠保持動力不切斷。

總而言之，我們只有在全面了解汽車變速器的組成，以及工作原理和它的可靠性的基礎(chǔ)上，才能夠更好地發(fā)揮汽車的作用，定期對變速器的各項指標(biāo)進行檢查、更換，進而延長變速器的使用壽命。

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（作者單位：河北省保定市長城汽車徐水蜂巢傳動分公司）