提出一种新型结构的卡盘式变径带轮无级变速器,该新型无级变速器(CVT)在传动上使用卡盘式变径带轮与多楔带相结合的带传动方式,实现了带轮与传动带的面接触式摩擦传动。推导了卡盘式变径带轮传动的有效圆周力计算公式,并分析了卡盘式变径带轮最大有效圆周力的变化规律,验证了卡盘式变径带轮具有大转矩的传动能力。另外,进行了基于Adams的卡盘式变径带轮传动动力学仿真,研制出卡盘式变径带轮无级变速器实验装置,进行了实际运行测试。结果表明,该新型CVT传动速度平稳,满足车辆使用要求。

基于AVL Cruise对直驱方案和两挡变速器方案进行了动力传动系统匹配设计与仿真;根据匹配结果对两挡变速器进行了结构设计,包括关键零件的参数计算、静力学分析和模态分析;通过对比两种方案在各种工况下的电机电流、转矩和电池电流,明确了两挡变速器对整车经济性和动力性的影响。结果表明,在各工况下,关键零件承受最大载荷时满足强度要求且未发生共振;两挡变速器方案可降低对驱动电机转矩和峰值电流的需求,提高系统效率,从而提高整车经济性,有效增加续驶里程。相关研究可为纯电动车动力传动系统的选择提供参考。

提出了一种系统方法,用于双模式功率分流无级变速器的分析与设计。建立了基于机械点的功率分流无级变速器的速比、转矩比、功率分流比特性方程。通过对速比、转矩比、功率分流比设定限值,获得机械点可行域。给定功率分流无级变速器的结构简图,由机械点可行域得到基本速比可行域,采用2K-H(NGW)型简单行星齿轮组,获得可行结构方案。建立了模式切换条件,使输入分流与复合分流在低速比机械点进行同步切换,获得了3个结构简图。设定两个机械点为0.66和1.33,获得了双模式功率分流无级变速器的结构方案。通过模式切换,该结构方案能有效减小无级变速支路的功率、转速、转矩,当速比范围为0.4<τ<1.8时,系统效率高于90%。

提出一种针对电动汽车中集成电磁直线驱动装置的电磁直驱变速器DAMT(Direct-Driving Automated Mechanical Transmission),利用仿真与实验分析其换挡性能。该变速器联合了直驱技术与机械变速器的优势,利用电磁直线驱动装置直接驱动两挡一体式接合套完成换挡。以换挡力与换挡力衰减率为目标,通过退火粒子群-有限元算法对换挡执行机构参数优化;研究电磁直驱变速器换挡机理对换挡过程分阶段建模仿真;搭建DAMT样机与试验台,进行了典型工况换挡实验。实验结果表明,电磁直驱变速器在转速差220 r/min、被同步端转动惯量0.04 kgm^2工况下换挡时间为148 ms,同步时间为109 ms。实验结果验证了建模的准确性和电磁直驱变速器的可行性。

以ZF公司的8速自动变速器8HP为研究对象,分析了该自动变速器的各挡动力传递路线。该自动变速器行星齿轮传动机构由4个单行星排和5个换挡元件组成。利用杠杆法基本理论,建立了各挡的等效杠杆图,计算了各挡传动比公式。研究结果为自动变速器的设计提供了理论基础。

针对纯电动汽车两挡变速器传动比设计问题,在车辆参数与电机参数都确定的条件下,以传动比为设计变量,以汽车在NEDC工况下的百公里耗电量和动力性设计要求分别建立优化目标函数和约束条件,利用改进和声搜索算法,得到约束条件内优化模型的最优解。结果表明,所选用的两挡变速器基本满足设计要求,与原始单挡相比,该方法得到的设计结果在一定程度上提高了汽车的经济性。

在齿面制备减摩涂层可以有效地改善接触条件,提高齿轮疲劳寿命。文中主要研究减摩涂层对齿轮接触强度的影响规律。首先,在SRV标准试件表面制备涂层,通过摩擦磨损试验获得涂层试件间摩擦因数变化曲线;其次,对无涂层和有涂层的汽车自动变速器齿轮进行疲劳耐久试验,通过测量得到试验后齿轮的表面形貌特征;最后,根据齿轮非线性弹塑性接触理论,建立粗糙表面的齿轮接触强度分析模型,得出减摩涂层在提高齿轮接触疲劳强度中的作用。研究结果表明,磷酸锰转化涂层通过降低齿轮接触应力从而可以提高齿轮的疲劳耐久寿命;齿轮最大接触应力随粗糙度呈现先降低后升高的趋势。为涂层齿轮强度设计提供理论指导。

为防止汽车变速器轴承装配过程中壳体发生变形影响传动系统精度,与之配合的双离合变速器输出轴前轴承结构通常选用圆柱滚子轴承,其中的轴承外圈采用高精度板材冲压成型,控制轴承外圈在压装过程中的变形强度,满足变速器输出/输入轴传动精度。在对该轴承压装工艺的理论计算基础上,分析了各因素对压装力-位移曲线的影响;对伺服压机压装过程及压装工艺进行了详细分析,确定了压装流程;并对双离合自动变速器轴承进行压装试验分析,结果证明该方法有利于提高生产效率,稳定加工质量。

对某变速器啸叫噪声消减进行研究。根据整车试验确定啸叫噪声阶次及工况,制定齿轮啮合斑点和噪声台架试验工况。通过台架试验对比了齿面微观修形优化、宏观参数优化、壳体轴承座刚度提升对啸叫阶次噪声的优化幅度,排除整车试验中传递路径、车辆一致性等因素影响,对变速器不同优化方案给出相对量化的对比结果,对啸叫问题优化方案的制定有一定参考价值。

从变速器传动结构构架的层面,设计了一款基于复合挡的八速双离合变速器,涉及到了轴系挡位布置,传动比计算和选择,分析了八速双离合变速器各挡位实现的方案,此变速器结构,通过复合挡在一挡、倒挡和八挡上的应用,使整个变速器传动系统更趋于紧凑,同时也降低了变速器成本。