[01158633]乘用车自动变速器关键技术及应用

科技成果任务来源：项目来源于“齿轮复合表面强化处理的方法”和与宁波上中下自动变速器有限公司合作的横向课题“磷酸锰转化涂层摩擦学性能与齿轮疲劳点蚀试验”项目,项目开始时间为2018年6月,结束时间为2020年12月。本研究成果的产业化应用目前促进了汽车零部件关键技术的发展,对于大幅度提高接触类零部件的疲劳寿命具有重要意义。 应用领域：汽车变速器 技术原理： 齿轮复合表面强化处理技术使齿轮副在啮合过程中形成润滑膜,通过防止摩擦副基体材料表面直接接触,降低剪切强度及减小摩擦因数改善摩擦副的接触状态,优化啮合表面。最终达到改善齿面间的摩擦学特性、降低齿面间的摩擦因数、缓和齿面集中应力、降低齿面间摩擦热、进而能够提高齿轮接触疲劳寿命。 （1） 建立零部件材料合金成分-热处理工艺-疲劳强度之间的多参数预测分析模型,获得传动系统关键零部件不同钢种合金组成与热处理工艺的全流程优化设计方法。 （2） 揭示齿轮服役过程热-流-固多场耦合作用下的疲劳损伤机理,提出以提高疲劳强度为目标的先进表面涂层处理优化方法。 （3） 不同厚度磷酸锰转化涂层的摩擦学特性试验：考虑使用20MnCrS5和高纯净钢为基体材料,在试件表面制备两种不同膜厚的磷酸锰涂层。通过SRV摩擦试验获得不同膜厚的磷酸锰涂层的摩擦学特性; （4） 不同厚度磷酸锰转化涂层齿轮疲劳点蚀试验：对齿轮表面分别进行磷酸锰涂层处理,依据点蚀试验标准,在齿轮试验台上对各试验齿轮组进行承载能力试验,探究涂层齿轮的抗点蚀性能。 （5） 开展磷酸锰转化涂层的双离合自动变速器（7DCT）齿轮疲劳点蚀试验：对7DCT重载齿轮表面分别进行不同厚度的磷酸锰涂层处理。依据试验标准,在齿轮动力循环试验台上对各试验齿轮组进行疲劳点蚀性能试验,研究齿轮非涂层及磷酸锰涂层不同厚度涂层齿轮的抗疲劳点蚀寿命。 性能指标： （1） 掌握材料评价与智能设计技术,获得不同低碳合金钢的合金成分对材料疲劳极限的影响规律。通过得到的材料评价与智能设计技术,为行业内同类型研究和试验、设计提供参考。 （2） 掌握汽车传动系统高性能零部件新型表面涂层强化处理技术。通过将新型表面涂层强化处理技术与传统表面涂层技术,无涂层进行对比,实现汽车传动系统高性能零部件疲劳极限与疲劳寿命的大幅度提升。 （3） 建立以合金材料智能设计、磷酸锰表面涂层处理工艺优化为基础的智能制造系统,构筑汽车传动系统高性能关键零部件及变速器壳体等模具智能制造体系。 与国内外同类技术比较（成果的创造性、先进性）：齿轮复合表面强化处理的方法,进行表面喷丸及化学涂层强化处理,使齿轮疲劳寿命相对行业最高寿命提高1倍以上,提高疲劳极限强度,通过在7DCT/H变速箱齿轮全面应用该技术,实现了紧凑传动高强度大扭矩输出长寿命的要求,通过了35万公里路谱转化的台架耐久验证,高出行业标准46%。 推广应用的范围和条件：推广应用领域包括乘用车、军用运输车辆、装甲车辆,军用运输船,主战坦克,水路两用汽车,直升飞机,高铁等装备的传动齿轮及部分传动轴承。 存在的问题：在技术推广应用阶段需要多次试验和经费的投入,以及在进一步降低成本方面需要深入研究工艺方法。