汽車機(jī)械式變速器可靠性設(shè)計(jì)與優(yōu)化分析

賀鴻

摘 要 汽車變速器是汽車動力系統(tǒng)的一部分，是影響汽車性能的一個重要因素，變速器可以使汽車調(diào)整到使用者需要的速度。汽車速度的邁數(shù)和擋位的匹配程度是變速器改變汽車速度的重要影響因素。如果汽車邁數(shù)和擋位不能很好的匹配，將會對汽車的壽命造成影響。可以說，汽車變速器在整輛汽車中充當(dāng)著“調(diào)配員”的作用，對汽車的整體性來說十分重要。本文將指出汽車變速器存在的問題進(jìn)行闡述，并且提出對其優(yōu)化問題。

關(guān)鍵詞 汽車;變速器;可靠性;優(yōu)化

變速器運(yùn)用機(jī)械原理將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)與汽車行駛速度相協(xié)調(diào)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，時(shí)代的不斷進(jìn)步，雖然傳統(tǒng)的變速器受到許多由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而產(chǎn)生的沖擊，但是依舊能夠取得許多汽車愛好者的喜愛，而唯一能夠使傳統(tǒng)的機(jī)械式變速器被更長久的使用下去的方法就是對其進(jìn)行不斷的優(yōu)化改進(jìn)，優(yōu)化它的設(shè)計(jì)，解決現(xiàn)有的存在的不足的地方。從另一個方面來說，如果不對傳統(tǒng)機(jī)械式的變速器進(jìn)行優(yōu)化，隨著時(shí)間的推移，它也會生銹，慢慢地，使用者對變速器的好感也會有所下降，而當(dāng)使用者在使用機(jī)械變速器時(shí)只能感覺到麻煩與不便時(shí)，變速器的使用價(jià)值也就隨之消失，所以為了未來的機(jī)械變速器能夠滿足人們隨著社會科學(xué)發(fā)展而增長的新需求，就必須對其進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，使其在將來有更大的發(fā)展前景。

1 汽車變速器的組成及其原理

機(jī)械式變速器又可以稱作手動式汽車變速器，是傳統(tǒng)汽車動力系統(tǒng)中的重要組成部分。使用者使用時(shí)可以綜合汽車的加減速、上下坡、倒車和起步以及其所行駛道路上的道路情況，通過對汽車上的變速桿的操作來實(shí)現(xiàn)對汽車變速器的使用，變速器可以將發(fā)動機(jī)的輸入速度轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)時(shí)需要的實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)輸出動力，以此來實(shí)現(xiàn)汽車的安全順利行駛。這就是機(jī)械式的變速器的工作原理。而目前，在市場上售賣的機(jī)械式變速器的部件構(gòu)成主要有變速器的操作機(jī)構(gòu)、變速器的傳動機(jī)構(gòu)和變速器殼體。根據(jù)其擋數(shù)來做分類，其擋數(shù)分別有3、4、5擋及多擋位的機(jī)械式變速器。固定軸承和旋轉(zhuǎn)軸承形式則是根據(jù)軸承的行駛來做劃分的。而就其工作原理來說，還可以分為機(jī)械無極式自動變速器、雙離合器式變速器和壓力自動式變速器。

2 在機(jī)械變速器中存在的問題

就目前的機(jī)械變速器來看，其一般包括無前進(jìn)擋和倒擋或者是有前進(jìn)擋和無倒擋。如果汽車的擋位傳感器中顯示不是倒擋，但是在擋位開關(guān)那顯示的卻是汽車倒擋，一般來說，這種情況就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障造成的。齒輪活動的變速器故障、連接傳動系統(tǒng)的故障和氣缸的故障就是在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中常見的故障類型。在此之中，如果是氣缸活塞的位置顯示不正確，那么這就是氣缸出現(xiàn)了問題;如果氣缸沒有出現(xiàn)故障，那么就有極大的可能性是汽車連接傳動系統(tǒng)出現(xiàn)了故障;但是如果擋位的傳感器和擋位開關(guān)都顯示是倒擋，這種情況，一般就會是變速器軸和齒輪出現(xiàn)了問題。一般變速器在運(yùn)行時(shí)，汽車輸出轉(zhuǎn)動的速度會極高，所以為了使汽車的車輪速度能夠與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相匹配適應(yīng)，就必須使用變速裝置，而變速器就是這種能使這兩種零部件相匹配的變速裝置。以齒輪組作為支撐也是變速器的一個獨(dú)有的特點(diǎn)，這可以使每一個擋位都能對應(yīng)其固有的齒輪數(shù)，使變速器的固定性提高，但是同時(shí)帶來一個靈活度不足的缺點(diǎn)，這使變速器的設(shè)計(jì)不夠靈活，過于死板，使變速器過度依賴于機(jī)械化的運(yùn)作而難以使汽車的速度做到隨機(jī)應(yīng)變。機(jī)械是機(jī)械式的變速器的內(nèi)部支撐力量，但是機(jī)械的價(jià)值會隨著時(shí)間的慢慢推移喪失，如果不仔細(xì)檢查機(jī)械，那么因機(jī)械老化造成的汽車故障問題就會更加頻繁地出現(xiàn)，由于機(jī)械的壽命是有一定限度的，并且其使用效果也會不斷下降，所以變速器的安全性不足。又由于目前的變速器過于追求對于結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)化，使其盡量區(qū)域輕量化，但是其安全性和性能的可靠性方面就更加難以保證。其次，目前我國越來越提倡綠色出行，而傳統(tǒng)的變速器對于汽車尾氣的排放并不能很好的控制，這使一些喜愛此款汽車的愛好者因?yàn)榭紤]到對于環(huán)境效益的破壞多了一些“后顧之憂”。這是機(jī)械變速器存在的幾大問題，如果得不到解決，必將影響其未來發(fā)展，所以必須將其進(jìn)行優(yōu)化。

3 對于變速器的優(yōu)化

3.1 齒輪優(yōu)化

齒輪的關(guān)聯(lián)性與壓力角和齒輪模數(shù)的影響有關(guān)。齒輪的厚度與齒輪模數(shù)成正相關(guān)，為了使齒輪的可靠性上升，必須將齒輪模數(shù)控制在一定的范圍內(nèi)，嚴(yán)格按照范圍規(guī)定齒輪的模數(shù)。壓力角受漸開線和點(diǎn)距離基圓的長度有關(guān)，所以為了使壓力角在最優(yōu)范圍內(nèi)，需要結(jié)合其受力情況及漸開線的運(yùn)動方向進(jìn)行分析。從理論上來說，齒輪寬度應(yīng)與寬度系數(shù)和分度圓的直徑數(shù)值的乘積相等，但是在實(shí)際的運(yùn)作過程中，齒輪的穩(wěn)定性和可靠性被列入考慮范圍中，就需要在一定程度上降低變速器的質(zhì)量和體積。另外還需要對齒輪進(jìn)行一定的修正，以確保能夠達(dá)到齒輪工作使所具有的最佳性能。

3.2 對于變速擋位的優(yōu)化

汽車的設(shè)計(jì)人員可以適當(dāng)提升變速器的擋數(shù)的數(shù)量，這可以使汽車發(fā)動機(jī)發(fā)揮其最大功率，同時(shí)，也可以使汽車的變速能力有一定的提升，并且還可以使提供給汽車一些動力以供汽車運(yùn)行，最終可以實(shí)現(xiàn)變速器在可靠性方面的優(yōu)化。同時(shí)，汽車的型號不同會導(dǎo)致變速器的擋位的傳動不同，所以，需要科學(xué)的結(jié)合汽車使用情況及型號對擋位傳動比進(jìn)行選擇，以此來確保變速器的可靠性及穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

機(jī)械變速器在汽車市場中有一定的地位，其想要在市場扎根并且擴(kuò)寬其市場，必須對自身不斷地進(jìn)行優(yōu)化改造，借助科技的力量持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新。同時(shí)，作為一種人們?nèi)粘３鲂惺褂玫慕煌üぞ撸仨殞ζ浒踩灾匾暺饋恚鲆恍┐胧┨岣咂浒踩浴Ｒ勾┙y(tǒng)機(jī)械變速器不被時(shí)代淘汰，就必須對自身的不足做出改變，對優(yōu)勢進(jìn)行一定程度的開發(fā)，奮起直追。

參考文獻(xiàn)

[1] 李淑廷，李英，許春平，鄭希江.汽車機(jī)械式變速器多目標(biāo)可靠性設(shè)計(jì)分析[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2019（18）：363.

[2] 黃瑾媛.汽車機(jī)械式變速器的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（10）：157.

[3] 魏健東.汽車機(jī)械式變速器的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)探究[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019，49（2）：56.

[4] 李玉柱.汽車機(jī)械式變速器的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].時(shí)代汽車，2018（12）：85-86.

[5] 劉娟，盧彥峰.汽車機(jī)械式變速器可靠性設(shè)計(jì)與優(yōu)化分析[J].自動化與儀器儀表，2018（1）：84-86.