选题背景

手动变速器（MT）是被广泛应用的汽车变速器。直到上世纪80年代市场上还多为四档手动变速器，但在接下来的10年之间，五档手动变速器进入市场并取代了四档手动变速器。在少数级别高的轿车中也可见到六档手动变速器。之所以称为手动变速器，是因为驾驶员必须自己进行换挡和操纵离合器。当然这种变速器满足变速器的主要功能，即改变转速和转矩和保证起步平稳，同时这种变速器能够实现汽车高速行驶时，发动机拥有较低的转速，从而节约燃料^[1]。因此，在当今节能、减排、低碳化、可持续的能源利用趋势下，研究手动变速器仍有着很大的意义。同时是否能合理地设计和管理一款变速器的生命周期，有效实现资源的合理利用，降低产品的环境负荷并满足用户对服务质量的要求也十分值得研究^[2]。

设计目的及意义

（1）本文旨在从产品全生命周期角度出发，对某7140汽车变速器进行设计，并规划其制造、使用、维修和报废过程，在实现其功能的同时减少能源损耗，降低环境影响。

（2）本文以产品生命周期理论为基础，达到控制产品成本的目的，同时在各阶段实行可持续性原则，符合我国建设资源节约型、环境友好型社会的要求^[3]。

国内外研究现状

对于不同产品的全生命周期设计、评价和仿真，国内外的相关研究很多。

全生命周期设计（LCD）和全生命周期分析（LCA）最早可追溯到20世纪60年代，可口可乐公司使用这种方法来评估不同类型的饮料容器对环境的影响。之后，由于能源的短缺，许多制造商意识到提高能源利用率的重要性，因此他们开发了评估产品生命周期能耗的方法，以提高整体的能源效率^[4]。

此外，一些德国的研究人员已经开发出一种整体设计方法，在全生命周期各阶段中综合考虑各种问题，例如Kwak和Kim介绍了一个分析产品设计如何影响生命终结的框架以及什么样的框架特征能够获得更高的回收利润^[5]。

国内有刘凯辉等，从产品全生命周期角度出发，以比亚迪E5纯电动汽车为研究对象，运用GaBi6软件建模分析其全生命周期过程中的资源消耗与环境影响并对生命周期过程中一些关键影响因素进行敏感性分析^[6]。

LCD和LCA方法作为一种设计与评估分析工具，可对产品在整个生命周期中的环境影响进行分析，迄今为止有很多应用。近年来，全生命周期评估已广泛应用于工业部门中的战略规划，帮助产品或其生产工艺设计改进决策；政府部门制定法规指导或投资开发资金投入的战略规划决策；非政府部门的行动规划：选择与环境行为有关的指标评价产品等方面。此外，全生命周期设计评估还应用于材料产品或系统。

对于手动变速器的研究，国内外的成果也十分丰硕。

面对政府对于CO₂排放的限制政策，德国一些研究员开始探讨手动变速器的未来，他们认为可以为久经考验的手动变速器实现离合器的自动化，以便实施节油驾驶策略，这样既保留了手动变速器的诸多优点，如可靠性、鲁棒性和价格低，又能够使得手动变速器适应节能减排的政策，以便在市场上更具竞争力^[7]。