汽车传动结构中的电控式手动变速箱,你了解多少?
从汽车整体结构来看,动力从发动机发出,经过离合器、变速器和传动轴,直至差速器,最终传输至驱动轮汽车传动系统的作用,带动汽车行驶。同时驾驶者还有一个控制系统,指令经过动力转向器传递给转向拉杆结构,以及安全控制所用的刹车系统。综上所述,汽车传动结构包括离合器和变速器组成的变速箱、驱动桥(差速器)和动力转向系统。在这三个结构中,以变速箱种类最多、结构最复杂,用油最为复杂,总体上分为手动变速箱和自动变速箱两大类,其中手动变速箱有衍生出电控式手动变速箱,自动变速箱又分为AT(自动变速箱)、CVT(无极自动变速箱)和DCT(双离合器自动变速箱)等三大类。手动变速箱全部由齿轮传动结构组成,动力由发动机输出,在离合器和齿轮啮合过程中完成传递扭矩的变化。从其硬件结构和运转过程来看,其对油品润滑的关键需求有两个:一、保证齿轮结构啮合过程不会被磨损;二、保证齿轮同步过程扭矩传递稳定。因此手动变速箱油品需要优异的极压性能和同步器摩擦控制性能。除这两个性能之外,为了保证变速箱长期工作的稳定性,油品还需要具备优异的抗氧化性能、剪切稳定性、低温性能和防腐蚀性能,以保证润滑油在长换油周期中不会变性以及损坏变速箱内部部件。三种自动变速箱核心部件都是由湿式离合系统和变扭系统组成,湿式离合系统的摩擦性能是自动变速箱共同的关键性能。其中AT和CVT通常会有一个变矩器与湿式离合系统组合,DCT是双质量飞轮与湿式离合系统组合,变扭系统是三者的差异性所在。AT使用行星齿轮变扭,需要油品具备保护齿轮的能力。但由于AT有变矩器系统,其行星齿轮结构虽然精细,但齿轮需要承担的面压并不大,需要油品具备的极压性能远小于手动变速箱。CVT变扭的结构是两个锥盘系统,使用钢带相连,需要润滑油具备维持钢带与锥盘之间摩擦的稳定性。DCT的变扭结构是两个巨大的齿轮离合结构,同时由于它没有变矩器结构,离合器啮合时齿轮与手动变速箱类似,对润滑油的极压性能要求较高。自动变速箱换油周期需求也越来越长,为了保证变速箱长期工作的稳定性,润滑油如手动变速箱油一样,也需要具备优异的抗氧化性能、剪切稳定性、低温性能和防腐蚀性能。
现代车辆齿轮油在齿轮设计时已被视为齿轮装置的重要结构材料,主要用于各种车辆手动变速箱和后桥传动齿轮的润滑,随着汽车工业的发展,节能、高效的齿轮传动系统成为未来的技术趋势,而润滑油在传动系统的性能、寿命等方面发挥着越来越重要的作用。为了提高燃油经济性和操作舒适度,手动变速箱的技术也在不断提高:更多齿数比;更高燃油经济性;多样化的同步器材料;零部件重量减轻,油箱容积减少;延长换油期。而手动变速箱性能的提高也推动了手动变速箱油性能的提高:低粘化以减少搅拌损失;优异的摩擦改进剂系统以提高摩擦特性;更好的剪切安定性以维持润滑油膜;更高的承载能力和热氧化安定性,传统的GL-4油品在同步器性能、橡胶相容性、热氧化安定性及高温清净性等方面已不能满足现代车辆手动变速箱的使用要求,使用专门的手动变速箱油MTF已逐步成为OEM共识。汽车驱动桥处于传动系统的末端,驱动桥里面主减速器、万向传动轴等都放置在桥包里由驱动桥油润滑,随着汽车载荷的增加使得驱动桥齿轮传动的功率增加,导致齿面压力增加、温度升高汽车传动系统的作用,特别是汽车车体设计不断改进,使空气动力学性能更趋合理,车辆行驶时空气阻力减小,流过驱动桥外表面的空气流量减少,散热性变差,摩擦热难以散发,使用条件苛刻。因此,重负荷车辆齿轮油将会进一步提高热氧化安定性能、抗腐蚀性能、承载能力、抗擦伤性能和抗点蚀性能,同时也会逐渐向着低粘度、高性能和节能型方向发展。
节选自杨俊杰等人著:《车船润滑油脂及车辅产品》,石油工业出版社
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