变速器之轻

张晓英

变速器作为汽车传动系统的重要组成部分，质量约占整车质量的2%～4%，所以变速器的轻量化也是实现整车轻量化的重要环节。在汽车轻量化研究工作的基础上，目前行业已经对轻量化的技术路径达成了共识，即汽车轻量化需要通过结构、材料和工艺三个方面得到实现。

要实现变速器的轻量化，首先要减少零部件数量，集成化设计是减少零部件数量的最佳手段之一。其次，在变速器总长度能够满足空间布置要求的前提下，采用高度集成的“多合一”布局可以获得最紧凑布局、最轻的质量。然后，采用空心轴，可以显著降低变速器轴的质量；采用薄壁壳体，在只起覆盖作用的部位可大幅降低壁厚，从通常的3.5～4mm降低到2～2.5mm，实现壳体整体的轻量化。

轻量化材料目前主要集中在两大方向：一是低密度的轻质材料，如铝合金、镁合金、工程塑料和复合材料等；另一则是高强度钢材，通过高强度的薄壁钢材代替低强度的厚钢材，如高强度钢和超高强度钢等。

运用CAE 技术可以实现汽车的轻量化设计、制造。利用CAE 技术，结合有限元法与结构优化方法，对零部件進行结构优化，是实现零部件轻量化的一个重要研究方向。结构优化通常包括截面优化、几何优化、拓扑优化及结构类型优化几个层次。

综上所述，巧妙的结构布局，先进的系统匹配技术和集成化设计思路应对变速器的轻量化起到了举足轻重的作用。同时，在润滑油量的设计及零件结构设计、零件材料选用等方面都有很多轻量化的可能性，需要全行业去思考、去尝试。