汽车机械式变速器可靠性设计与优化分析

贺鸿

摘 要 汽车变速器是汽车动力系统的一部分，是影响汽车性能的一个重要因素，变速器可以使汽车调整到使用者需要的速度。汽车速度的迈数和挡位的匹配程度是变速器改变汽车速度的重要影响因素。如果汽车迈数和挡位不能很好的匹配，将会对汽车的寿命造成影响。可以说，汽车变速器在整辆汽车中充当着“调配员”的作用，对汽车的整体性来说十分重要。本文将指出汽车变速器存在的问题进行阐述，并且提出对其优化问题。

关键词 汽车;变速器;可靠性;优化

变速器运用机械原理将发动机的转数与汽车行驶速度相协调，隨着科学技术的不断发展，时代的不断进步，虽然传统的变速器受到许多由于科学技术的进步而产生的冲击，但是依旧能够取得许多汽车爱好者的喜爱，而唯一能够使传统的机械式变速器被更长久的使用下去的方法就是对其进行不断的优化改进，优化它的设计，解决现有的存在的不足的地方。从另一个方面来说，如果不对传统机械式的变速器进行优化，随着时间的推移，它也会生锈，慢慢地，使用者对变速器的好感也会有所下降，而当使用者在使用机械变速器时只能感觉到麻烦与不便时，变速器的使用价值也就随之消失，所以为了未来的机械变速器能够满足人们随着社会科学发展而增长的新需求，就必须对其进行优化与改进，使其在将来有更大的发展前景。

1 汽车变速器的组成及其原理

机械式变速器又可以称作手动式汽车变速器，是传统汽车动力系统中的重要组成部分。使用者使用时可以综合汽车的加减速、上下坡、倒车和起步以及其所行驶道路上的道路情况，通过对汽车上的变速杆的操作来实现对汽车变速器的使用，变速器可以将发动机的输入速度转变为当时需要的实时的转速和发动机输出动力，以此来实现汽车的安全顺利行驶。这就是机械式的变速器的工作原理。而目前，在市场上售卖的机械式变速器的部件构成主要有变速器的操作机构、变速器的传动机构和变速器壳体。根据其挡数来做分类，其挡数分别有3、4、5挡及多挡位的机械式变速器。固定轴承和旋转轴承形式则是根据轴承的行驶来做划分的。而就其工作原理来说，还可以分为机械无极式自动变速器、双离合器式变速器和压力自动式变速器。

2 在机械变速器中存在的问题

就目前的机械变速器来看，其一般包括无前进挡和倒挡或者是有前进挡和无倒挡。如果汽车的挡位传感器中显示不是倒挡，但是在挡位开关那显示的却是汽车倒挡，一般来说，这种情况就是执行机构的故障造成的。齿轮活动的变速器故障、连接传动系统的故障和气缸的故障就是在执行机构中常见的故障类型。在此之中，如果是气缸活塞的位置显示不正确，那么这就是气缸出现了问题;如果气缸没有出现故障，那么就有极大的可能性是汽车连接传动系统出现了故障;但是如果挡位的传感器和挡位开关都显示是倒挡，这种情况，一般就会是变速器轴和齿轮出现了问题。一般变速器在运行时，汽车输出转动的速度会极高，所以为了使汽车的车轮速度能够与发动机转速相匹配适应，就必须使用变速装置，而变速器就是这种能使这两种零部件相匹配的变速装置。以齿轮组作为支撑也是变速器的一个独有的特点，这可以使每一个挡位都能对应其固有的齿轮数，使变速器的固定性提高，但是同时带来一个灵活度不足的缺点，这使变速器的设计不够灵活，过于死板，使变速器过度依赖于机械化的运作而难以使汽车的速度做到随机应变。机械是机械式的变速器的内部支撑力量，但是机械的价值会随着时间的慢慢推移丧失，如果不仔细检查机械，那么因机械老化造成的汽车故障问题就会更加频繁地出现，由于机械的寿命是有一定限度的，并且其使用效果也会不断下降，所以变速器的安全性不足。又由于目前的变速器过于追求对于结构部分的优化，使其尽量区域轻量化，但是其安全性和性能的可靠性方面就更加难以保证。其次，目前我国越来越提倡绿色出行，而传统的变速器对于汽车尾气的排放并不能很好的控制，这使一些喜爱此款汽车的爱好者因为考虑到对于环境效益的破坏多了一些“后顾之忧”。这是机械变速器存在的几大问题，如果得不到解决，必将影响其未来发展，所以必须将其进行优化。

3 对于变速器的优化

3.1 齿轮优化

齿轮的关联性与压力角和齿轮模数的影响有关。齿轮的厚度与齿轮模数成正相关，为了使齿轮的可靠性上升，必须将齿轮模数控制在一定的范围内，严格按照范围规定齿轮的模数。压力角受渐开线和点距离基圆的长度有关，所以为了使压力角在最优范围内，需要结合其受力情况及渐开线的运动方向进行分析。从理论上来说，齿轮宽度应与宽度系数和分度圆的直径数值的乘积相等，但是在实际的运作过程中，齿轮的稳定性和可靠性被列入考虑范围中，就需要在一定程度上降低变速器的质量和体积。另外还需要对齿轮进行一定的修正，以确保能够达到齿轮工作使所具有的最佳性能。

3.2 对于变速挡位的优化

汽车的设计人员可以适当提升变速器的挡数的数量，这可以使汽车发动机发挥其最大功率，同时，也可以使汽车的变速能力有一定的提升，并且还可以使提供给汽车一些动力以供汽车运行，最终可以实现变速器在可靠性方面的优化。同时，汽车的型号不同会导致变速器的挡位的传动不同，所以，需要科学的结合汽车使用情况及型号对挡位传动比进行选择，以此来确保变速器的可靠性及稳定性。

4 结语

机械变速器在汽车市场中有一定的地位，其想要在市场扎根并且扩宽其市场，必须对自身不断地进行优化改造，借助科技的力量持续发展创新。同时，作为一种人们日常出行使用的交通工具，必须对其安全性重视起来，做一些措施提高其安全性。要使穿统机械变速器不被时代淘汰，就必须对自身的不足做出改变，对优势进行一定程度的开发，奋起直追。

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