ZF自动变速器传动系统分析开题报告

开 题 报 告1选题依据一 自动变速器 的 研究背景世界上第一台用于大规模生产的的全自动变速器是通用公司在 1940 年代生产的Hydra-Matic，这台变速器使用液力耦合器（而不是液力变矩器）和三排行星齿轮提供四个前进档和一个倒档。Hydra-Matic 最初被装于奥兹莫比尔，而后凯迪拉克和庞蒂克也采用了这种变速器。自动变速器最重要的改进是在二战期间，别克公司为坦克开发了液力变矩器，到 1948 年，这种液力变矩器与其它部件结合成为液力变速器而定型成为现在通用的自动变速器。1968 年法国雷诺公司率先在自动变速器上使用了电子元件。20 世纪 70年代，美国每年生产的 600 万800 万辆轿车中，自动变速器的装备率已超过 90%。二 自动变速器的研究领域汽车自动变速器常见的有四种型式：分别是液力自动变速器（AT)、机械无级自动变速器（CVT)、电控机械自动变速器（AMT)、双离合器自动变速器（Dual Clutch Transmission-DCT） 1。目前轿车普遍使用的是 AT，AT 几乎成为自动变速器的代名词。自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换 2。传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动变速挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元件（离合器和制动器）的油路。这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动变速。本文将以 ZF 自动变速器传动系统为主要研究对象展开论述。三ZF 自动变速器的优点1、燃油经济性的充分体现 ZF 全新 6 档自动变速箱吸收了新开发的变矩器，以便在发动机低转速时能够产生更好的加速度值，缩短提速时间 3。因此，当 ZF 运用到城市公交上面时，在没有增加任何安装空间的情况下，把扭震减振器和变矩器整合到一起，在保证操控平滑、流畅性同时也减少了起步阶段的燃油消耗。此外，可以传送高达 2000Nm 的传输扭矩也保证了更强的动力。另外，除了在刹车期间起帮助作用，在面对着车辆运行过程中温度可能高达 120 度的机油箱，尤其在针对最新的欧 5 标准的柴油发动机，装备了油冷却器的一体化减速器可以大大提高车辆性能。正是基于提升的热量管理，换油的间隔时间和服务期限也都得到了延长，产品性能更可靠，更容易维护和服务，同时，在使用期间更经济 5。2、噪音得到有效降低 在开发期间，对于低噪音车辆的发展主题也融入到 ZF 不断追逐更高标准的目标之中。在 ZF 全新 6 档自动变速箱，新的低噪音的螺旋状传动装置将被安装到变速箱里面，降低车辆噪音 6。3、系统进一步优化 此外，在开发 ZF 变速箱期间，ZF 工程师在系统优化上花了不少心血。比如，重新设计电子控制器（现在安装在变速箱的侧面），提高其性能。明显减少接口，避免复杂的线束，使得安装变得更为简单。这些方面的优化都将显著提高整车厂和客服人员的处理效率。配备能够根据不同路线地形特征作出正确的换档策略的 ZF 智能换档程序，城市以及公共交通巴士在运行中可以节省平均高达百分之五的燃油量。 为了提高乘客和驾驶的舒适性，ZF 提出了完美驾驶方案，即根据各种地形特征作出不同的换档策略。配备自动变速箱的城市公交的一个基本规则就是：自动变速箱和它的换档策略决定了发动机在不同的时间所需动力的大小。同时，这种对动力的需要不同决定不一样的换档方式反过来又会对燃油量有所影响 7。至今，城市公交的变速器已经发展为六种驾驶程序。但是，想要随意的变换档位几乎是不可能的。也就是说，当一辆城市公交离开总站，它的档位就已经被设定。比如设定好爬坡时的动力模式后，这辆公交车就会全天保持在动力模式 8。这种预先设定的方式，将会导致在较为平缓的路况上，不能变换档位，这样也导致了城市公交的传动效率不能达到最高，增加了油耗 9。 所以，拥有一个可以自动控制换档的变速器，可以自动、迅速、自如的在不同的驾驶路线中换档是一个理想的选择。ZF 将这一理想变为现实 10。在公共乘用车辆中，针对城市公交，ZF 变速箱能够随着新的变档策略随意的变更程序。在行驶当中，可以根据不同行驶地形的需要进行设定，使用不同的变速箱程序（经济，正常，和动力模式） 11。智能软件将会基于驾驶习惯的数据，为变速箱制定地形的要求。它的优点是：可以使汽车始终保持在最有效的燃油状态，当离开陡峭的地形时它会自动变换成正常模式，当遇到大的斜坡时又会自动变成动力模式 12。同时在陡峭的下坡行驶过程中，同样起到积极的作用，控制系统同样工作在动力模式状态下，这样可以保证在高转速的时候换档，从而获得更高的缓速效果。这在很大程度上减少了制动系的维护 13。此外，与以前 GPS 全球定位系统或者传感器为基础的系统不同，ZF 的 TopoDyn 不需要安装任何的附加零件，也不需要输入更多的数据，而且甚至在未知的地域也可提供必要的信息，这些都是 GPS 所不能达到的 14。同时，TopoDyn 不需要任何的适应过程，可以从一开始就达到最优状态。在城市公交以及公共交通运输巴士的顾客试验中表明，TopoDyn 的使用平均可以节省百分之五的燃油量, EvoBus 和 Solaris 都已经在使用TopoDyn15。本文主要是能够对乘用车单轮独立悬架进行振动和转向操作，对台架机械结构设计与分析和对悬架加载系统分析。参考文献：1 曹利民.8HP 系列自动变速器动力传递路线分析.J汽车维修技师.2010（2）：22-24.2 侯国强，尤明福，于文涛基于拓展的杠杆法的 ZF-9HP 自动变速器换挡过程分析.J机械研究与应用.2013(6):46-493 陈家瑞.汽车构造.M吉林人民交通出版社，2016.4 张泰.越野汽车液力变矩器和机械自动变速系统的控制理论与试验D.长春：吉林大学，2004.5 林平.新型汽车自动变速器结构.原理、检修M福州：福建，科学技术出版社，1997.6 伍春赐.基于 HD4070PR 自动变速器电液操纵技术的研究D.北京;北京理工出版社，2007.7 吴修义.大型商用汽车液力机械变速器J.商用汽车，2001(8)：39-41.8 雷君.重型汽车变速器的技术特点与发展趋势J汽车研究与开发，2004（11）:16-19.9 刘应诚.邵万珍.汽车液力自动变速器应用与发展J.MC 现代零部件，2004(7)：57-59.10 吉林大学汽车工程系著.汽车构造M.北京.人民交通出版社.2005.93-105.11 简晓春、仕武.现代汽车技术与应用M.北京人民交通出版社.2004.12 黄宗益、代鹏康等.汽车液力机械式自动变速器发展概述.上海汽车.998(9).19-22.13 陈慧岩.4L80-E.自动变速器电控系统的结构与特点J.汽车科技.003(6).18-20.14 雷雨龙等.机械式自动变速器起步控制M.汽车工程出版社.0005.15 过讯社.汽车自动变速器结构、原理M.北京机械工业出版社.2003.105.开 题 报 告研究方案针对 ZF 自动变速器，根据 ZF-6HP 结构简图进行研究，对其设计的自动变速器进行振动和转向操作，对机械结构设计进行分析和悬架加载系统分析。首先，设计一套自动变速器系统，对悬架等进行改进。其次，分析 6HP 的结构简图，通过运动特征，结合结构联结关系，分析其系统。最后，对全文所作的工作进行总结，指出了自动变速器传动系统的操作，并指明进一步的研究工作。进度安排：2017 年2 月 13 日2 月 28 日 调研、资料收集3 月 01 日3 月 06 日 设计方案确定，提交开题报告3 月 07 日3 月 31 日 自动变速器的具体实现4 月 01 日5 月 04 日 对系统进行分析5 月 05 日6 月 02 日 设计说明文撰写、外文资料翻译6 月 03 日6 月 13 日 毕业答辩 开 题 报 告指导教师意见：指导教师： 年 月 日所在系审查意见：系主任： 年 月 日附件：参考文献格式学术期刊 作者论文题目期刊名称，出版年份，卷(期)：页次如果作者的人数多于 3 人，则写前三位作者的名字后面加“等” ，作者之间以逗号隔开。例如：1 李峰，胡征，景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展. 无机化学学报， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57学术会议论文集 作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称，出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国，谢去病，王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京：中国高等科学技术中心，1996：105图书 著者书名版本出版地：出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如：4韩其智，孙洪洲群论北京：北京大学出版社，1987101预印本 作者论文题目预印本编号（出版年份）例如：5Xiaofeng Guo and Jianwei QiuThe leading power corrections to the structure functionshepph/9810548(1998)学位论文 作者论文题目学士(或硕士、博士 )学位论文. 出版地：出版者，出版年份例如：6 陈异. 纳米粒子形貌控制研究. 硕士学位论文. 北京：中国科学院, 2002电子文献 主要责任者. 电子文献题名电子文献的出处或可获地址. 发表或更新日期例如：7 王明亮. 关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展. http:/www.caycd.edu.cn/pub/wml.txt/980810-2.html, 1998-08-16专利 专利所有者. 专利名称. 专利国别：专利号，日期.例如：8 姜锡洲.一种温热外敷药制备方案. 中国专利：881056073，1989-07-26.