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经济性、制动性、操纵稳定性、舒适性、工艺性、车辆使用寿命、整车及零部件
运动干涉校核、主要零部件的刚度和强度校核等进行深入分析，用以指导汽车的
设计和制造，如计算机对汽车发动机混合气形成的分析，对点火(供油)时间及配
气相位影响的分析，还有如汽车用漆技术、车壳合缝技术、驾驶座舱的舒适性分
析等，还可运用计算机对汽车的交通事故进行分析，模拟肇事过程(恢复成图象)，
以便处理。较著名的软件如玛特拉公司的 EUCLID 系列车辆技术性能分析软件[3]
。
汽车产品开发过程中计算机辅助技术的结构形式如图1.3[4]所示:
图1.3 汽车产品开发过程中计算机辅助技术的结构形式
1.4本论文的主要内容、目的和意义
本文主要介绍变速器换挡操纵机构的建模仿真与优化方法，重点在仿真过程。
目的在于呈现变速器三文建模、仿真优化的方法与过程，以使初学者可以了解这
一过程。三文建模与仿真优化是现代产品设计过程中的重要环节，掌握计算机相
关技术将对汽车产品开发大有裨益。
2 换挡操纵机构设计原则
2.1换挡操纵原理与换挡过程
2.1.1变速器的基本功能与种类
1) 变速器的基本功能有 3个[5]
：
A. 改变传动比，扩大驱动轮的转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的
行驶条件，如起步、加速、上坡等，使发动机在有利的工况下工作；
B. 在发动机的旋转方向不变的前提下实现汽车倒挡；
C. 利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够启动、怠速，并便于变速器
的换挡或进行动力输出。
2) 以下是几种常见的变速器[6]
：
A. MT—手动变速器
手动车型到目前为止还是车市中最主流的车型，它是通过齿轮的啮合来传动
发动机的动力。因其传动效率高，结构简单，文修保养成本低，所以备受青睐。
优点：文修保养成本低，能够带来驾驶乐趣。缺点：操作复杂，而且恶劣的交通
状况下驾驶起来比较累人。
B. AT—液力自动变速器
自动变速器是通过液力变矩器以及行星齿轮来传动发动机的动力，传动效率
低，经济性较差。同时行星齿轮结构复杂文修成本较高。相对于手动变速器来说
自动变速器能让开车变得简单方便，易于新手上路。目前手自一体车型大为兴起，
传统的自动变速器已经被越来越多的车型抛弃，渐有被取代之势。优点：操作容
易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳，已成为现代轿车配置的一种发展方向。缺点：
传动效率低，经济性不好;结构复杂，文修成本高。
C. 手自一体变速器
手自一体变速器其实就是在手动变速器的基础上增加了自动变速操纵系统
而组成，因此操作起来更加灵活， 挡位越多操控也就越精确，燃油经济性也更好。
优点：操作简单，使用方便，燃油经济性好。缺点：价格较高，后续文修保养费
用较高。
D. CVT（Continuously Variable Transmission）—无级自动变速器
CVT 采用传送带和工作直径可变的主、从动轮相互配合来传递发动机的动
力，代表的自动变速器的发展方向。优点：驾驶平顺性、加速性、经济性以及排
放都较好。缺点：技术还不完善，价格较高，文修成本较高。
E. DSG—双离合自动变速器
DSG 双离合变速器是近年来最受关注的一项技术，它的系统主要由两组离
合器片集合而成的双离合器装置，一个由实心轴及其外套筒组合而成的双传动轴