西南大学本科毕业论文（设计）
5速AT变速器操纵机构的设计
熊亮
西南大学工程技术学院，重庆 400716
摘要：随着时代的进步、科技的进步，在现代汽车中自动变速器的装备率是与日俱增，这是因为自动变速器相对机械式变速器来说有这诸多的优点。自动变速器分为三类：AT、AMT、CVT。这三种自动变速器各有其优缺点。本文研究的是5速的AT变速器，这是因为现在在我国的汽车中4速的AT变速器运用较多，但是5速AT比起4速AT有诸多的优点而且5速AT的工作原理和4速AT是一样的，两者的齿轮机构可以说是可以共用的，从各个方面考虑5速AT比4速AT更有研究的价值。本文主要研究了5速AT变速器的工作原理、齿轮机构、各档动力传递路线和电子控制系统。
关键词：自动变速器; 5速AT; 控制系统
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西南大学本科毕业论文（设计）
THE DESIGN OF OPERATING MECHANISM FOR 5-speed AT
Xiong Liang
College of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, China
Abstract：With the progress of the times and advances in technology,The equipped with automatic transmission rate is increasing In modern vehicles, Because of the automatic transmission is better than mechanical transmission. Automatic transmission is divided into three categories:AT、AMT、CVT.There are advantages and disadvantages of the three automatic transmission. This study is the 5-speed AT transmission, This is because of 4-speed AT vehicles are more than 5-speed AT,but 5-speed AT is better than 4-speed AT and 4-speed AT works as the same as the 5-speed AT,they can use the same gear, 5-speed AT into account all aspects from the 4-speed AT is more than the value of research. This paper studies the 5-speed AT transmission works, gear, Power transmission and Electronic Control System. Key Words: Automatic Transmission ;5-speed AT ; Control System
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0文献综述
0.1自动变速器的发展简史及类型
1908年, 福特T型车最早采用一种两个速比的自动变速器。其构造是采用多组齿轮, 并且分成中央齿轮和周边齿轮, 最外边则是一个转轮, 随着中央齿轮从发动机引入的扭矩不同, 齿轮组相机行事, 从而得到低不一的转速, 包括倒车档的反向旋转。
从那以后, 自动变速器的构造原理并无大的改变, 但材料技术的进步与润滑油性能的提高, 使这种变速器的速比更为丰富。美国在第二次世界大战之前就生产过一种3 个速比的自动变速器, 只要把变速杆推至D的位置上, 便可由油门踏板随意地改变车速。传统的离合器由一个涡轮转换器所取代。后来, 又有人发明了涡流转换器的锁止机构, 消除了加速时打滑的感觉, 从而大大地降低了油耗。
转轮式自动变速器存在一个缺点, 即起步加速时令人有一种车轮打滑的感觉, 于是驾车人会猛加油门, 但车速又并不随即增高。驾车者根本无需扳动手柄, 便可以轻松自如地改变车速。
随着发动机燃油喷射与点火装置的不断完善, 自动变速器也有新的花样, 如设置了“运动式”或“雪地行驶”等不同的操控方式，有的在仪表盘上设有一个印有S 字母的按钮, 可以在加速时变得格外迅捷；或者印有雪花图案代表雪地行驶的按钮, 可避免在起步时打滑。更有甚者, 新一代“随机应变式”变速器还可以顺应驾车者不同的习惯、相应的反应、使驾驶变得更加得心应手。
近年, 保时捷公司又发明了一种“手控/自动变速器”, 凭靠一组复杂的电子装置, 可以使驾车者在自动与手动变速之间任意选择。例如, 在市内行驶时, 由于需要频繁地变换速度, 使用自动变速器便显得非常方便；而一旦来到高速公路或其它开阔的地方, 则又可将自动变速的功能关掉, 转为由手控制, 以此来领略驾车中的多种乐趣，这一点已逐渐成为高档车的特性。
目前使用的汽车自动变速器主要有3种类型：液力自动变速器(AutomaticTransmission，简称“AT”)；电控机械式自动变速器(Automatic MechanicalTransimission，简称“AMT”)；机械无级变速器(Continuously Variable
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Transmission，简称“CVT )[1]。
液力自动变速器的基本结构是由液力变矩器与动力换档的辅助变速装置组成。液力变矩器安装在发动机和变速器之间，以液压油为工作介质，起传递转矩、变矩、变速及离合的作用。液力变矩器可在一定范围内自动无级地改变转矩比和传动比，以适应行驶阻力的变化。但是由于液力变矩器变矩系数小，不能完全满足汽车使用的要求，所以，它必须与齿轮变速器组合使用，扩大传动比的变化范围。目前，绝太多数液力自动变速器都采用行星齿轮系统作为辅助变速器。行星齿轮系统主要由行星齿轮机构和执行机构组成，通过改变动力传递路线得到不同的传动比。由此可见，液力自动变速器实际上是能实现局部无级变速的有级变速器。
液力自动变速器是目前使用最多的自动变速器。采用此种类型的自动变速器，免除了手动变速器繁杂的操作，使开车变得省力。同时，电子控制也使自动切换速度柔和、平顺，因此汽车具有良好的乘坐舒适性和安全性、优越的动力性和方便的操纵性。但这种变速器效率低，结构复杂，成本也较高。
电控机械式自动变速器是一种由普通齿轮式机械变速器组成的有级式自动变速器。这种变速器主要包括3个部分：自动离合器、齿轮式机械变速器和电子控制系统。它基本保留了原离合器和手动变速器的结构，只是将换档杆改为液压(气压或电)执行机构。电子控制系统根据传感器送来的车辆当前的车速、加速度、节气门开度等参数决定换档点的选择，通过指令控制离合器分合与发动机供油或断油，对变速器发出换档指令并实现换档。
电控机械式自动变速器是一种由普通齿轮式机械变速器组成的有级式自动变速器。这种变速器主要包括3个部分：自动离合器、齿轮式机械变速器和电子控制系统。它基本保留了原离合器和手动变速器的结构，只是将换档杆改为液压(气压或电)执行机构。电子控制系统根据传感器送来的车辆当前的车速、加速度、节气门开度等参数决定换档点的选择，通过指令控制离合器分合与发动机供油或断油，对变速器发出换档指令并实现换档。电控系统可存储多种规律提供驾驶员选用，不仅有经济性规律、动力性规律，而且还有防污染规律以及适应驾驶员爱好的规律等。电控机械式自动变速器具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动效率高、成本低、结构简单的长处，其性能价格比较高，生产改造投入较少。其缺点是非动力换档，这可通过电控软件方面得到一定弥补。
机械式无级变速器种类很多，有实用价值的仅有V形金属带式。金属带式无级变
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速器属摩擦式无级变速器，其传动与变速的关键件是具有V型槽的主动锥轮、从动锥轮和金属带，金属带安装在主动锥轮和从动锥轮的V形槽内。每个锥轮由一个固定锥盘和一个能沿轴向移动的可动锥盘组成，来自液压系统的压力分别作用到主、从动锥轮的可动锥盘上，通过改变作用到主、从动锥轮可动锥盘上液压力的大小，便可使主、从动锥轮传递扭矩的节圆半径连续发生变化，从而达到无级改变传动比的目的。
机械式无级自动变速器传动比连续，传递动力平稳，操纵方便，同时因加速时无需切断动力，因此汽车乘坐舒适，超车加速性能好。特别值得一提的是，由于可使发动机始终在其经济转速区域内运行，从而大大改善了燃油经济性。但与齿轮传动相比，效率并不高，且此种变速器起动性能差，需另加起动装置，制造困难，价格也较高。 0.2 我国自动变速器应用及发展状况
作为20世纪90年代汽车界关注焦点的电控机械自动变速器技术，也被国家列为“九五”重点技术开发项目，国内的一些研究机构和企业都先后参与到电控机械自动变速器的研究开发中。其中吉林工业大学、大连齿轮箱厂、重庆欧翔电子公司和北京理工大学等单位在此项技术上都取得了可喜的成就。吉林工业大学不仅在理论研究方面有很多成就，而且开发出的桑塔纳2000型电控机械式自动变速器在l998年也通过了国家级的样机鉴定。适用于各类汽车要求研制成功的电动式AMT，目前有华崴集团等几家，华崴集团居领先地位，已有实验样车。该公司专利产品有“车辆自动换档控制器”及“车辆自动离合器控制器”。适用重载并有压缩空气汽车的动式AMT研究的，有清华大学汽车系、吉林大学汽车系。吉林大学葛安林教授的专利技术“电子控制机械式自动变速方法及装置”；合肥工业大学通过校基金及安徽省发改委的技术创新项目等的资助，对车辆自动传动装置进行了多年研究，研制了样机，正处于装车试验阶段适用于高档高速跑车的液动式AMT 研究的，有吉林大学液力研究所、北京理工大学及重庆医疗机械工业公司，已有实验样车。由于液力元件价格高昂、制造及使用困难，国产元器件不过关，研制进展缓慢。国产AMT产品至今尚无大批量产品上车，只有样车。
近年来我国在自动变速器这一块发展很迅速。在商用车领域，2008年一汽、重汽已成功研发出自己的重型电控机械式自动变速器，2009年重汽集团的电控机械式自动变速器已实现批量生产，装配电控机械式自动变速器的重汽豪沃A7已成功上市。在乘用车方面，2009年4月9日，我国首款拥有完全自主知识产权的轿车电控机械式自动变速器在重庆青山变速器公司投产，并已成功配装在江淮同悦轿车上[2]。
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