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河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)設計（論文）開題報告
題目名稱
汽車變速器設計
學生姓名
專業(yè)班級
學號
一．選題的目的和意義：AMT用先進的電子技術改造傳統(tǒng)的手動變速器,既保留了原手動變速器齒輪傳動的效率高、成本低、結構簡單、易制造的長處，且具有液力自動變速器自動變速的優(yōu)點。并且彌補了手動變速器不足（換擋沖擊.熄火.換擋復雜駕駛疲勞等缺點），它以特有的經濟、方便、安全、舒適性而備受駕駛者的歡迎,成為汽車變速器研究的熱點之一，是一款非常適合我國國情的機電液一體化自動變速器，且具有很高的性價比。同時，易于駕駛、省油和降低排放的因素促進了AMT變速器在車輛上的應用，擁擠的交通、非專業(yè)駕駛員對“駕駛員友好”型設備的需求等使AMT變速器具有廣闊的發(fā)展前景。AMT 實際上是由一個機器人系統(tǒng)來完成縱離合器和選檔兩個動作，其核心技術是控制。駕駛員通過加速踏板和操縱桿向電子控制單元（ECU）傳遞控制信號；電子控制單元采集發(fā)動機轉速傳感器、車速傳感器等信號，時刻掌握著車輛的行駛狀態(tài)；電子控制單元（ECU）根據(jù)這些信號按存儲于其中的最佳程序，最佳換檔規(guī)律、離合器模糊控制規(guī)律、發(fā)動機供油自適應調節(jié)規(guī)律等，對發(fā)動機供油、離合器的分離與結合、變速器換檔三者的動作與時序實現(xiàn)最佳匹配。從而獲得優(yōu)良的燃油經濟性和動力性，實現(xiàn)平穩(wěn)起步和迅速換檔，以達到駕駛員所期望的結果。
通常AMT包括以下三個部分：
1、執(zhí)行機構：包括電動機（步進電動機和直流電動機）、電磁閥（普通電磁閥和高速? 電磁閥）、液壓缸（離合器作動缸和選、換檔油缸）等；
2、傳感器：包括速度傳感器 (發(fā)動機轉速傳感器、輸入軸轉速傳感器、車速傳感器)；油門開度傳感器、檔位傳感器等；；
3、電控單元（ECU）：包括 CPU、ROM、RAM、I/ O 接口等。
將自動變速控制系統(tǒng)中要直接控制的對象：油門、離合器以及選換檔裝置的動作采取電動機帶動的方式。相對于電控液動AMT而言，電控電動AMT在以下幾個方面具有進一步的優(yōu)勢：取消了液壓系統(tǒng)，從而使整個控制系統(tǒng)的結構更加簡單，重量更輕。由于直接采用易于控制、精度更高的電動機取代液壓執(zhí)行元件，減少了液壓元件動作的誤差，使得系統(tǒng)的控制方法簡單，控制精度進一步提高，反應動作更加準確。在原有的電控液動的基礎上，只須對軟件和硬件以及控制方法上作少許的改動就能對電控電動AMT系統(tǒng)進行控制。在電控電動AMT中的執(zhí)行電動機的特點是：可控性好、精度高、反應快、可靠性強、并且對環(huán)境的適應性好。電控電動AMT主要是電控離合器、電控發(fā)動機和電控選換檔三大部分。電子控制單元（ECU）根車輛行駛工況（車速、加速度、檔位）和駕駛員的駕駛意圖（加速踏板、換檔控制桿）按照設定的換檔規(guī)律，選擇合適的檔位和換檔時機，控制換檔執(zhí)行機構模擬熟練駕駛員的換檔動作（包括對離合器、變速箱和發(fā)動機的聯(lián)合控制）進行選檔和換檔。當然，全電式AMT的這些動作是靠電動機的旋轉而實現(xiàn)的。換檔系統(tǒng)的能源是整個控制系統(tǒng)各機構的動力源。三種形式的選換檔系統(tǒng)都需要控制電路所需的直流電流，但執(zhí)行機構的動力源不同。全電式選換檔系統(tǒng)采用電動機（直流電動機、步進電動機）作為動力源；自動換檔系統(tǒng)的自調性能很重要，但還必須同時配有相適應的它調系統(tǒng)，才稱得上是最理想的控制系統(tǒng)。它調是為駕駛員提供干預自動換檔系統(tǒng)的可能性。換檔范圍選擇的作用是限制自動換檔的排檔范圍。三種選換檔形式的AMT均可使用旋鈕或控制桿作為檔位指示器。自動換檔是按控制參數(shù)的變化才實現(xiàn)換檔的，故必須有反映該參數(shù)的信號發(fā)生系統(tǒng)。車輛的控制參數(shù)有三類：單參數(shù)——多為車速；兩參數(shù)——多為車速和發(fā)動機油門開度；三參數(shù)——為車速、發(fā)動機油門開度和加速度。動態(tài)三參數(shù)控制是最理想的控制。測車速用電磁轉速傳感器，油門開度用油門電位器測量。測加速度用加速度傳感器。換檔控制器接受換檔范圍與換檔規(guī)律選擇機構和控制參數(shù)信號發(fā)生器傳來的信號，進行比較和處理，并按照預定的換檔規(guī)律選擇檔位和換檔時刻，同時發(fā)出相應的換檔指令給換檔執(zhí)行機構進行選換檔，是系統(tǒng)的核心部分，在全電式AMT中主要是電子控制單元ECU和電動機的驅動電路。換檔執(zhí)行機構接受換檔控制器的指令，完成變速器中檔位的變換。包括選檔和換檔兩部分。換檔品質控制機構的作用是控制換檔過程平穩(wěn)、無沖擊，防止產生大的動載荷。電控—電動系統(tǒng)主要是增加檔位傳感器檢測換檔行程，由ECU控制選換檔動作，從而減少同步器超越和換檔沖擊，提高換檔品質。全電式AMT具有價格低、結構簡單、性能價格比高、生產繼承性好等優(yōu)點；其硬件開發(fā)與軟件研制對各種車型汽車都適合。我國不僅有自主知識產權，而且在“動態(tài)三參數(shù)最佳換檔規(guī)律”、“動態(tài)閉環(huán)控制技術”、“自適應控制技術”、‘模糊控制技術”等自動變速理論方面在排在世界前列。由于AMT沒有變矩器，因此換檔時發(fā)動機扭矩變動很容易傳給司機。在換檔時能控制馬達吸收扭矩的變動，就能更平衡地進行變速。使馬達通過減速裝置與AMT終端傳動直接相連的單馬達式并行混合系統(tǒng)，避免換擋沖擊等等。因而，有針對性地開展高檔轎車AMT半自動變速器設計具有重要意義。
二．國內外研究現(xiàn)狀簡述：由于汽車自動變速器的廣泛應用,對其的研究開發(fā)日益重要。為合理、實用的試驗項目,目前還有待研究。中國汽車變速器市場正處于快速發(fā)展變化的時期。我國的汽車的變速器的質量和性能上和發(fā)達國家存在一定的差距，主要原因就是設計手段落后。為改變我國車輛零部件的生產和設計手段的落后狀況，縮短新產品的開發(fā)周期，提高市場的競爭力，有必要開發(fā)一些適合中國國情的汽車零部件的CAD系統(tǒng)，對以開發(fā)的系統(tǒng)需進一步提高和完善?！?009年汽車變速器行業(yè)研究報告》，全面總結汽車變速器概況；深入分析了我國汽車變速器行業(yè)需求和供給市場態(tài)勢，分析了行業(yè)內國內外品牌競爭格局以及中國主要汽車變速器生產企業(yè)經營狀況；并對中國汽車變速器產業(yè)發(fā)展趨勢及投資形勢進行了預測。是汽車變速器行業(yè)相關企業(yè)單位和個人等準確了解目前行業(yè)市場動態(tài)，把握行業(yè)發(fā)展趨勢，制作市場策略的不可多得的決策參考。
三、畢業(yè)設計（論文）所采用的研究方法和手段：在文獻調研及資料收集的基礎上，掌握通用典型ＡＭＴ結構及工作原理，在此基礎上利用機械原理、理論力學及材料力學等所學專業(yè)基礎知識，進行變速器結構設計與相關的強度計算。利用機械制圖的相關知識，以及P to-E CAD等工具完成圖紙工作。
四、主要參考文獻與資料獲得情況：1 ?陳偉;張洪坤;葛安林;電機換擋的結構設計[J]. 電機, 2008.06
2? 李志強.ATM電控機械式自動變速汽車換擋智能控制[D]重慶大學, 2003
3 ?丁俊,王靈犀. ATM車輛綜合性換擋規(guī)律的研究[J]. 沈陽理工大學學報, 2008, (04)
4? 孟慶勇.電控電動機械式自動變速器無選檔換擋系統(tǒng)的研究[D]吉林大學, 2005 .
5 A Research on the Synthetical Shifting Gear Schedule of the AMT Automobiles? 5?? 吉林大學 王望予主編.汽車設計(第四版).北京:機械工業(yè)出版社，2004
6? 吉林大學 陳家瑞主編.汽車構造(下冊).北京:機械工業(yè)出版社，2005
7? 邱宣懷 主編.機械設計.北京：高等教育出版社，1997
五、畢業(yè)設計（論文）進度安排（按周說明）
1.第5-9周（3月21——4月28日）資料收集、調研，完成開題報告；
2、第10周（3月29日——4月3日）初步方案設計，草圖繪制，必要的初步設計計算；
3、第11-12周（4月7日——4月23日）完成結構改進設計方案，主要圖紙工作和設計計算工作：
4、第13-14周（4月24日——5月1日）完成正式圖紙及設計說明明書撰寫工作：
6、第15-16周（5月2日——5月13日）整理、形成論文正稿，準備答辯。
六、指導教師審批意見（對選題的可行性、研究方法、進度安排作出評價，對是否開題作出決定）：
指導教師： （簽名）
年 月 日