汽車機械式變速器可靠性設計與優(yōu)化分析

山東省城市服務技師學院 山東 煙臺 264000

變速器運用機械原理將發(fā)動機的轉數與汽車行駛速度相協調，隨著科學技術的不斷發(fā)展，時代的不斷進步，雖然傳統(tǒng)的變速器受到許多由于科學技術的進步而產生的沖擊，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)的機械式變速器被更長久的使用下去的方法就是對其進行不斷的優(yōu)化改進，優(yōu)化它的設計，解決現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)機械式的變速器進行優(yōu)化，隨著時間的推移，它也會生銹，慢慢地，使用者對變速器的好感也會有所下降，而當使用者在使用機械變速器時只能感覺到麻煩與不便時，變速器的使用價值也就隨之消失，所以為了未來的機械變速器能夠滿足人們隨著社會科學發(fā)展而增長的新需求，就必須對其進行優(yōu)化與改進，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現對汽車變速器的使用，變速器可以將發(fā)動機的輸入速度轉變?yōu)楫敃r需要的實時的轉速和發(fā)動機輸出動力，以此來實現汽車的安全順利行駛。這就是機械式的變速器的工作原理。而目前，在市場上售賣的機械式變速器的部件構成主要有變速器的操作機構、變速器的傳動機構和變速器殼體。根據其擋數來做分類，其擋數分別有3、4、5擋及多擋位的機械式變速器。固定軸承和旋轉軸承形式則是根據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 在機械變速器中存在的問題

就目前的機械變速器來看，其一般包括無前進擋和倒擋或者是有前進擋和無倒擋。如果汽車的擋位傳感器中顯示不是倒擋，但是在擋位開關那顯示的卻是汽車倒擋，一般來說，這種情況就是執(zhí)行機構的故障造成的。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)行機構中常見的故障類型。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了問題；如果氣缸沒有出現故障，那么就有極大的可能性是汽車連接傳動系統(tǒng)出現了故障；但是如果擋位的傳感器和擋位開關都顯示是倒擋，這種情況，一般就會是變速器軸和齒輪出現了問題。一般變速器在運行時，汽車輸出轉動的速度會極高，所以為了使汽車的車輪速度能夠與發(fā)動機轉速相匹配適應，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有的特點，這可以使每一個擋位都能對應其固有的齒輪數，使變速器的固定性提高，但是同時帶來一個靈活度不足的缺點，這使變速器的設計不夠靈活，過于死板，使變速器過度依賴于機械化的運作而難以使汽車的速度做到隨機應變。機械是機械式的變速器的內部支撐力量，但是機械的價值會隨著時間的慢慢推移喪失，如果不仔細檢查機械，那么因機械老化造成的汽車故障問題就會更加頻繁地出現，由于機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構部分的優(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為考慮到對于環(huán)境效益的破壞多了一些“后顧之憂”。這是機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

齒輪的關聯性與壓力角和齒輪模數的影響有關。齒輪的厚度與齒輪模數成正相關，為了使齒輪的可靠性上升，必須將齒輪模數控制在一定的范圍內，嚴格按照范圍規(guī)定齒輪的模數。壓力角受漸開線和點距離基圓的長度有關，所以為了使壓力角在最優(yōu)范圍內，需要結合其受力情況及漸開線的運動方向進行分析。從理論上來說，齒輪寬度應與寬度系數和分度圓的直徑數值的乘積相等，但是在實際的運作過程中，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量和體積。另外還需要對齒輪進行一定的修正，以確保能夠達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

汽車的設計人員可以適當提升變速器的擋數的數量，這可以使汽車發(fā)動機發(fā)揮其最大功率，同時，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行，最終可以實現變速器在可靠性方面的優(yōu)化。同時，汽車的型號不同會導致變速器的擋位的傳動不同，所以，需要科學的結合汽車使用情況及型號對擋位傳動比進行選擇，以此來確保變速器的可靠性及穩(wěn)定性。

4 結語

機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寬其市場，必須對自身不斷地進行優(yōu)化改造，借助科技的力量持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新。同時，作為一種人們日常出行使用的交通工具，必須對其安全性重視起來，做一些措施提高其安全性。要使穿統(tǒng)機械變速器不被時代淘汰，就必須對自身的不足做出改變，對優(yōu)勢進行一定程度的開發(fā)，奮起直追。