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双离合器变速器的应用与发展

双离合器变速器的应用与发展
双离合器变速器的应用与发展

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

0 文献综述 (3)

0.1双离合器变速器 (4)

0.2双离合变速器国内外研究现状 (4)

0.2.1 双离合变速器国外研究现状 (4)

0.2.2双离合变速器国内研究现状 (5)

1 引言 (7)

1.1传统变速器与双离合变速器的特点 (8)

1.2双离合器变速器的关键技术要求 (13)

2双离合器自动变速器(DSG/DCT)的结构 (14)

2.1双离合变速器的结构 (14)

2.2双离合器变速器工作原理 (16)

3 双离合器变速器的离合器 (20)

3.1双离合器变速器的干式离合器 (20)

3.2双离合器变速器的湿式离合器 (21)

4双离合变速器的换挡控制策略 (22)

4.1起步控制 (22)

4.2顺序换挡控制策略 (22)

4.3跳档控制 (23)

5.双离合变速器电子控制系统 (24)

5.1传感器系统 (26)

5.2信号处理系统 (27)

6.液压控制系统 (28)

6.1 DCT液压控制单元组成 (28)

6.2 DCT液压控制系统分析 (29)

6.3 DCT主油路油压调节 (30)

6.4离合器压力调节 (30)

7.换挡品质评价 (31)

7.1动力性评价指标 (31)

7.2经济性评价指标 (31)

7.3传动耐久性指标 (32)

8.双离合变速器的发展 (33)

8.1双离合变速器的发展和改进方向 (33)

8.2双离合变速器的技术缺点 (34)

9 结论 (35)

参考文献 (35)

致谢 (37)

双离合器变速器的应用与发展

庞煜

西南大学工程技术学院,重庆 400716

摘要:与汽车动力技术发展具有同等重要地位的是机械传动技术,技术关键的重点在于变速器。本文详细归类了当前变速器特点,分析了市场主流类型变速器的结构和工作原理,归纳出了变速器技术发展的趋势;概括描述了双离合器变速器的发展、应用汽车类型和控制技术原理,比传统变速器有非常明显的优势。在此基础上,得出了DSG变速器将以其传动效率高、结构紧凑及节油性能好,逐步取代传动的手动变速器和自动变速器成为变速器领域佼佼者,发展前景和潜力不可估量。

关键词:双离合器;变速器;应用;发展前景;

The development and application of Dual-clutch Transmission

Pang Yu

College of Engineering and Technology, Southwest University, ChongQing 400716, China

Abstract: Besides propeller technology, drive system technique is the other crucial technology whose core technology lays on transmission. In this dissertation, present transmissions are categorized systematically, and the features of common transmissions, along with their working principles, are analyzed as well. Moreover, the automotive technology's trend of development is pointed out clearly in the essay. Based on the general situation of Double Clutch Transmission (DCT)'s development, its control principle, the application of key technical details and demonstrable advantages when compared with traditional counterparts, the dissertation comes to the conclusion that DSG transmissions, which have a promising future and potentiality, will play a leading role in the transmission realm. Its high efficiency in transmission, compact design, fuel economy will gradually enable DSG transmissions to substitute for manual transmissions and automatic ones.

Key Words:Dual Clutch Transmission (DCT);Structural analysis and Gear—shifting characteristic ;Advantage Of Technique;Development Trend;

0文献综述

汽车变速器,最主要的作用是调整发动机转速和车轮转速的变速变矩。发动机飞轮转速较高,只有在特定的转速条件下才会出现最大扭矩和最大功率。为了发挥发动机的最佳性能,就必须有一套变速装置,通过一系列齿轮的啮合,使得发动机和车轮之间产生不同的变速比,从而使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器是传动技术中其中重要的改善一环,变速器研究重要性可见一斑。

变速器的具体作用为:①改变汽车的传动比。增大驱动车轮转矩和转速的范围,能够让车辆在各种工况和各种环境下较好行驶。同时能够尽量使得发动机的工况处于动力性强、燃油消耗率较低的情况下;②在不改变发动机飞轮的转动方向情况下,实现倒车;③提供空挡。切断发动机飞轮和动力传递机构之间的动力传递,保证汽车能够平稳起步、怠速。

汽车变速器主要有两种类型:手动变速器和自动变速器,传统变速器主要有3种型式:电控机械自动变速器(AMT) 、无级自动变速器(CVT)和液力机械自动变速器(AT)[1]。根据目前变速器的发展趋势,车辆变速器的主流技术逐渐由半自动手控过渡至全自动换挡,计算机电子技术的加入让变速器技术改革如虎添翼,车辆自动变速技术得到质的飞跃。因此,一款能够具有以上所有变速器优点的变速器将是市场的最佳选择,正在蓬勃发展的双离合器变速器,将成为市场的宠儿。

双离合器式自动变速器(DCT)不仅具有自动变速器换挡顺滑快捷、起步品质优良的特征,还具有手动变速器(MT) 布置占有较小空间、传动效率高、质量小、制造成本低等许多优点,而且实现了不切断动力完成变速变矩,在保证了车辆能够连续加速,同时不必受转矩切断引起的车速不连贯甚至减速现象,车辆舒适性极大改善。

DSG/DCT双离合变速器较一般的手动变速器拥有更高品质的换挡操作同时能带给驾驶者在竞技场上奔驰的感受,使驾驶更灵敏。其产品制造对MT具有非常好的适应性,对于其加工工艺能较好地顺延,具有良好的发展潜力,能够有机会成为现有的变速器生产线上的高性能换代产品。

目前,DCT虽主要用于轿车,但是其离合器的变化可使得输出转矩有大范围的变动,亦可以应用于大、中型车辆及工程机械、自走式农业机械等其他非道路车辆,具

有很好的多功能车辆适应性[2]。对于国内尚处于模仿阶段的生产技术,研究开发DCT 关键技术原理,完善产品功能,保证量产化,能够极大程度地提高我国自动变速器的自主创新能力。

0.1双离合器变速器

DSG/DCT变速器技术具有非常大的创新性,其先进的关键技术博得了全球变速器市场的瞩目。DSG/DCT设计者们走了一条具有创新性的全新技术之路,区别于传统手动变速器,将自动变速器的方便快捷性和手动变速器的自主灵活性成功组合[3]。DCT的英文全称是Double Clutch Transmission,中文意思是双离合变速器,大众公司较早的应用开发,故也将其称为DSG(Direct-shift Gearbox)。除此之外还有一些称呼,比如三菱的SST,福特沃尔沃的Power shift,宝马的DKG,保时捷的PDK,奥迪的

S-Tonics等等。其中最具有代表性的是液压操控系统和电气智能系统的完美组合。

双离合器系统由两个独立的离合器组成,将变速箱中的基数挡齿轮、倒档齿轮的操控传递与Ⅰ离合器连接,偶数挡齿轮由剩下的一个离合器连接控制。离合器和齿轮之间的动力传递先通过套筒,其次传递给与套筒组合的实心轴,这个系统成为双传动轴机构。齿轮之间的啮合调整与挂入特定的档位主要依靠机械电子系统的计算和液压控制系统的操作。挂入任意档位时都有一组离合器同相应的传动轴和啮合齿轮机构配合输出动力。在即将换挡之前,下一挡位的齿轮已被预选而与之相连的离合器则仍处于未结合状态。当变速器挂入预选档位之后,原挂入档位所在离合器逐渐分离,切断该传动轴动力输出。同时另一离合器迅速结合,动力经传动轴传递至啮合齿轮,输出动力。

在整个换挡期间能确保至少有一组齿轮在输出动力,转换过程也仅用极短的几毫秒内即可完成。如此精密的离合器动作带来的效果就是在换挡时对牵引力几乎没有影响驾驶的顺畅舒适[4]。

0.2双离合变速器国内外研究现状

0.2.1双离合变速器国外研究现状

1940年,Darmstadt大学教授RudolphFranke申请了DCT专利,之后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器(PDK),此时的双离合技术并没有被大规模应用。20世纪末期,博格华纳和大众公司通过技术合作共同研究出了第一款可大批量制造并有较广应用适应性的双离合器变速器。2002年,DCT(DSG)应用在奥迪TT V6和德国大众高尔夫R32上,并在2003年相继推广到高尔夫等其他车型上。2004年,德国大众途

安车型首次将DCT与TDI柴油发动机匹配。2006年,大众车辆的所有车型中累计有70万使用DCT技术。

2007年,雷诺、法拉利等公司纷纷推出应用了DCT相关技术的变速器的赛车,同时,Ricardo公司开发出了DCT样机,并装备在Bugatti—Vernon跑车上;LUK公司与Get rag、Ford公司合作共同开发装载干式离合器的DCT称为平行轴式变速器(PSG)[5]。在国外,ZF、LUK、博格华纳、Get rag、Ricardo、Ford、VW、Dallier—Chrysler、NISSAN、BMW等公司都在大力开发DCT,并已取得成功。近年的技术发展主要表现在对性能的优化和系统结构的改进上。BMW曾针对中、高级轿车开发了全新的7挡DCT 以进一步提高效率和运动性能。目前,双离合器技术主要搭载330N/m左右的中等载重车辆上,现在正在转型面向扭矩150N/m左右的小型车发展。

国外初代DSG主要结构的特点:1)设计使用异轴平行布置的两个湿式离合器;2)6个前进挡和1个倒挡;3)变速器传动轴分别与两个离合器相连接,每个传动轴仅布置奇数挡(135R

、、、挡)或偶数当(246

、、挡);4)为了使得结构布置更加紧凑,离合器传递动力主要通过同心的一个实心轴和一个套在实心轴外的空心轴。区分双离合器变速器的特点主要通过其不同的驱动形式,对于变速器的初代产品,主要有两种不同类型:一类是大众高尔夫GTI等前置前驱(FF)汽车采用的三轴式DSG,主要特点是比较短,占用空间小,正好适合前置的小空间布置,但是其中的代价就是牺牲了结构的简洁性;另一类是奥迪Road jet前置后驱(FR)主要使用的是两个传动轴。

国外目前在DCT应用方面比较有着重点,重点针对的是中高档车型,主要应用在跑车类和商务车类,应用车型主要有奥迪TT跑车、新奥迪A3、布加迪威龙EB l64跑车、高尔夫GTI、迈腾、速腾等汽车上。其他厂家如保时捷、宝马、沃尔沃、福特、三菱、尼桑等汽车公司也不甘示弱,纷纷开发研制双离台自动变速器,并用于自己的汽车产品上。

0.2.2双离合变速器国内研究现状

相比较而言,我们国内近年的研究主要集中在控制策略仿真、系统建模和样机制作方面。国外生产厂商对DCT技术进行了严密的封锁,我国受限于技术交流不畅,依照目前的研究进度而看,模仿、参照仍然是我国变速器行业的主流,尽管在国产变速器中有自主配套生产的少量AMT产品,但是对于变速器庞大的类型家族而言,多样化的变速器生产技术仍然是由国外生产厂商独占,国外大公司严格掌控。在科学技术

是第一生产力的今天,只有掌握了变速器国产化技术,才能有强大的市场竞争力,由国家发改委出面协调组织,国内12家自主品牌变速器生产厂发起成立了中发联投资有限公司,并于2008年11月25日在北京举行中发联投资有限公司与博格华纳(中国)投资有限公司离合器(DCT)项目合资签约仪式。尽管如此,我国的研究技术也仅能保证在原有基础上有所进步,尚有很多问题无法解决,目前仍无法形成制造规模,也无法与国产DCT产品量产配套。国家的“863”重大专项曾专门为轿车DSG研究设置课题。

按照国家产学研一体化的方针政策,国内高校和专业研究机构与杭州前进齿轮箱集团有限公司、重庆青山工业有限责任公司、浙江吉利控股集团有限公司[6],在我国大量专业制造的汽车零部件厂商的配合下,组成了研发团队,在原有基础上有了一定的研究进步,取得了一些阶段性成果。但依照当下开发进度来说,还需要一段漫长的时间才能实现产品化。

目前我们国内多为合资厂商使开发配套的双离合器变速器,一汽大众汽车公司生产的迈腾和速腾汽车也相继搭载了双离合器自动变速器,日系车型和国产品牌如BYD 也在逐步推广使用。

1 引言

经济的发展带来人们对驱动系统低碳、稳定、舒适、高效的更高质量的要求。在当今动力技术发展较为完备的情况下,仅改善动力技术将很难取得进展。国外的研究与匹配中着手动力技术,同时配合传动技术,实现传动、动力中央集成操控,为此完善人们的更高要求。传动技术方面,电子信息技术和控制技术的有了非常大的发展,消费需求的多样性、各类变速器自身固有的适用范围和优缺点必然要求向驾驶轻松、传递高效、操作快捷、结构合理、节能低碳、工作高品质的方向前进,由此发展为自动变速器的控制多线程化、电子智能化及液力变矩器低速区域的低速化等,同时新技术走向市场,双离合变速器在少量高档轿车上已经有了应用。综上,变速器技术将朝着兼顾高品质、强劲动力、低碳经济三个方向发展。

图0.1 变速器技术开发方向

Fig.0.1 The development about the technology of Gearbox

1.1汽车变速器的特点

目前市场主要使用的机械式手动变速器(Manual Transmission,MT)、无级自动变速器(Continuously Variable Transmission,CVT)、液力机械式自动变速器(Automatic Transmission, AT)以及近几年开发的电控机械式自动变速器(Automated Manual Transmission,AMT),其特点都很鲜明。液力机械式自动变速器(AT)具有较好的操控平顺性,技术开发比较完善、容易操作,但单机的成本难以控制、传动结构中导轮、涡轮、泵轮组合不简单,燃油消耗率较高、传动介质发热等耗散功率过多。无级自动变速器(CVT)具有良好的换挡平顺性、控制灵敏和较高的传动效率,但仍无法控制单机消费,应用范围目前只匹配在小转矩车辆。电控机械式自动变速器(AMT)是在手动变速器上加载中央智能计算操控系统从而实现自动变速控制,具有传动无用功低、成本低廉、结构简单等特点,能够让手动变速器汽车具有自动换挡的可能,但在换挡时,无法保证动力传递连贯性,在动力中断后,重新结合时无法避免较大的系统转动惯量,并且动力切断过程也造成发动机空转无动力输出,影响了汽车的乘坐动力性和舒适性,目前只能在重型车辆小转矩车辆上加载。针对以上特点,目前开发出的双离合器自动变速器(DCT/DSG)不仅保证了车辆的换挡品质和较低的燃油消耗率,并且使得车辆工况能够在较理想条件下运行。

图1.1.1 不同变速器的市场占有率

Fig1.1.1 Market share of various transmissions

(1)机械式手动变速器(MT)

MT的工作原理是通过变速器换挡拨叉拨动不同齿轮组间的啮合套导致不同齿轮啮合,每一档都有固定传动比的组合,因此每一档位变矩比是固定的,属于有级变速器。MT变速器应用的历史最为悠久,发展已经较为完善,MT凭借较为低廉的成本和优秀的硬传动效率,在主流汽车市场上占据着相当大的份额。但自动变速器技术不断完

善,同时人们对汽车操纵品质的要求,MT变速器在变速器市场的应用份额逐渐出现下调趋势,但在相当长的一段时间内自动变速器仍无法取代MT的市场霸主地位。

优点:成本较低,制作工艺要求较低,对于汽车操作爱好者较有操纵感。

缺点:挡位数不能满足节省要求,操作费力,换挡品质低。

(2)液力机械式自动变速器(AT)

液力机械式自动变速器(AT)是目前汽车上应用最为宽泛的自动变速器,结构主要由3大部分组成:行星齿轮、液力变矩器、电子液压控制系统。其变矩原理主要是通过油液驱动和行星齿轮配合方式实现变速。通常在液力变矩器的涡轮后面连接几组行星齿轮来解决液力变矩器变矩区间较小的问题,同时液压操纵系统根据发动机工况的变化智能操控行星齿轮啮合得到不同组合,提高了有效地传递动力性,并且也实现了自动变速变矩。行星齿轮的传动比是一定的。

图1.1.2 AT动力传递和基本控制系统

Fig1.1.2 The power transmission system and basic control system of AT

优点:Ⅰ、传递功率适用范围广,对于各类车型有较好的适应性。Ⅱ、换挡品质较高,无冲击和震动,所以乘坐较为舒适。通过液力传动转矩变化曲线梯度较小,换挡时动力不会出现切断的情况,比较轻松完成自动控制。

缺点:Ⅰ、油液的传动效率较低,能量不能充分利用,油液在涡轮和泵轮

之间摩擦和冲击,造成热能和动能的进一步损失,加大了耗油量。因此,AT的档位越多才能保证行驶和换挡的平顺,同时增强AT的加速性和节油能力,但其代价是结构更加复杂吗。因此4挡和5挡正在逐渐淘汰,而8挡AT开始使用。Ⅱ、AT制造成本非常高,结构复杂,维修保养都非常困难Ⅲ尽管AT依靠油液传递,变矩范围较小,但仍然可以感受到换挡冲击Ⅳ对速度反应不如MT灵敏。

(3)机械式无级自动变速器(CVT)

CVT是一款比较有代表性的无极变速器,目前应用的无级变速器大多指机械式变速器,主要分为盘式CVT和带式CVT。盘式CVT主要组成部分为:输入轴、输出轴、主动盘改变传动滚轮、从动盘和传动滚轮[7]。其原理为改变中心轴的位置方向,通过转换传动滚轮的中心轴,从而改变滚轮与主从动盘的接触点,进而造成传动半径发生变化(传动比变化),最终完成无级变速。但接触点在传动时应力较大,润滑时不易形成油膜,可靠性和寿命都不是很理想,不实际中并不常用。

金属带式CVT主要组成部分为:主动轮组、从动轮组、液压泵、金属带等。其结构可以分为主动结构系统和从动结构系统,分别固定主动轮和从动轮,形成的V型槽,通过刚性较好的金属片构成的金属带啮合。当主、被动轮可动部分向传动轴的轴心移动时,驱动轮与从动轮传动带的形成的基础面的圆的中心距发生了改变,从而使得其中的转矩比发生了变化。通过液压控制系统对可动轮进行不间断,实现无级变速。

优点:Ⅰ、可以算作是真正意义上的无级变速器,具有良好的操控平顺性。传动比变化范围较大,换挡平顺、连续。可以保证发动机的工况始终在最佳转矩转速曲线附近,提高了燃料的燃烧完全度并降低了燃油消耗率,废弃排放量

中的CO、

NO有了明显的下降[8]。Ⅱ、燃油经济性和加速性能好,可以调整到发X

动机最大的后备功率,动力性强劲。Ⅲ、CVT没有MT众多的齿轮副,也没有AT复杂的行星齿轮组,结构简单,零部件少,从而体积精巧,质量较轻。

缺点:Ⅰ、转矩范围小,应用不够广泛,V型带与齿轮之间的摩擦无法传递较大功率扭矩,仅使用于3L以下车辆。Ⅱ、传动带保养不易,使用寿命不长。(4)电控机械式自动变速器(AMT)

AMT是在手动变速器基础上,继承了电脑智能计算系统,替代由手动操作完成档位的离合器分离、变速器选档、换挡的自动有级变速器。AMT的主要结构有:齿轮式机械变速器、自动离合器、电子控制系统三大部分。AMT智能运算系统(ECU)

的输入信号主要包括:车辆行驶状态(v

车速、

v

发动机转速、

K

节气门开度

)等、驾驶

员操纵状态(J加速踏板位置Z制动踏板位置、D挡位位置、X转向盘位置)等、道路路面状

况(P

坡道、

W

弯道、

D

颠簸路面

)等三大类。ECU根据车载数据库中的的换挡策略、

离合器控制策略、发动机节气门最佳进气角度控制策略作为输出信号对变速器实行有效操控。

优点:Ⅰ、起步摩擦损失小,燃油经济性较好,传动效率高达95%以上。Ⅱ、结构简单,制造成本仅为AT的25%,具有非常成熟的市场成本优势。Ⅲ、车型适用范围广,成本低廉,对于换挡频繁的公交客车等商用车是最佳选择。

缺点:ⅠAMT无法避免换挡时动力中断,换挡平顺性有一些比较低,无法达到非常舒适的乘坐。Ⅱ实现自动控制时控制参数过多,自动换挡控制困难。换挡时离合器踏板需要与换挡机构协调配合方能达到最佳换挡,故控制困难。

(5)双离合变速器(DSG/DCT)

DSG双离合变速器结构和设计理念不同于传统变速器,是一种比较有特点的设计方式,其结构主要为:双离合器、空心轴以及内部的心轴、两个平行的分变速器、控制器和油泵组成。传递扭矩的方式脱离了液压式传递,采用一种特殊的方式通过双质量飞轮信号处理后进入变速器中与双离合器壳体固结的输入端,通过这样一种比较独特却又不脱粒传统的传递方法进行传递。输出轴1和输出轴2的动力齿轮都通过在输出轴上进行空转而不输出动力,所以可以同一时间共同完成控制偶数挡的离合器借助电子智能控制系统结合发动机输出端,而控制技术挡的输入轴的离合器与输出端断开,从而平顺完成动力切换。在此过程中不会出现动力切断,并且预挂档亦可以同步实现。

有点:Ⅰ换挡时间快捷,所以不会出现动力突然中断的情况,并且也将动力损失下降到了最低;换挡具有非常好的平顺性,实现了动力的不间断传递和变速的不间断链接。Ⅱ维护成本较低,变速器工作稳定,故障少,质量可靠。Ⅲ燃油经济性非常,传动效率非常高,加速度非常大。Ⅳ传递功率广泛,适用车型多。

缺点:核心的技术模块受制于国外大公司,核心技术中的电子控制模块系统非常复杂,技术攻关难度大,生产成本就高。

(6)变速器性能特点

目前变速器市场中,手动变速器着眼于加工工艺和操纵机构的提升,结构几乎没有变化。AT仍然延续早期的行星齿轮组合液力变矩传递,档位由过去的4、5挡逐渐

向高档如7挡增加。CVT最大的优势莫过于在传动比改变上的完美,它可以更有效的让发动机在健康转速工作,大幅度提升经济性,并且拥有近乎理想的平顺性。CVT 的优势在于其真正实现了无级变速,传动比大范围的可变性可以让发动机更有效地工作在最佳曲线上,提升了平顺性和燃油经济性。变速器的特点各有不同,因此,通过以下几个重要参数来对各类变速器进行性能评定,以此来得出关于那种离合器对于目前更适合的结论。

目前变速器的重要评价特点是指下列几点:Ⅰ、变速器的动力传动效率变速器作为汽车动力传动系统中的重要部分,传动系统效率越高越好,这必须基于硬传动为基础的变速技术才能做到。Ⅱ、变速器的换挡速度变速器的换挡速度最好趋近于零,因为这对于动力输出和经济性都是最完美的。Ⅲ、变速器的换挡平顺性变速器的换挡平顺性是指在汽车换挡时冲击小,过度平稳。变速器的换挡平顺,在目前追求操纵感和舒适性的车辆,都将换挡平顺性作为汽车变速器考察的重要指标。Ⅳ、变速器的成本变速器的成本是指生产变速器所耗费的全部费用,这样的费用是要全都算进去的。变速器的成本在保证质量的前提下是越低越好。Ⅴ、变速器的可靠性变速器的可靠性,是指在换挡的情况下,能够保证不乱档,可靠挂正确的档,同时挂档之后不乱档。Ⅵ变速器的适应性变速器的适应性,指的是变速器能够匹配一定范围内发动机动力的输出并进行调节。

综合以上内容,绘制成以下图表,可以证明DSG双离合变速器的优越性。

图 1.1.2 各类变速器优缺点

Fig1.1.2 Comparison of (different)transmissions' features

1.2双离合器变速器的关键技术要求

双离合器变速器正因为要满足以上的特殊要求,因此在设计的同时对于离合器内部的换挡、操纵、电控机构都有独特的要求,因此,双离合器要具有其独特技术要求方能体现其高性能。

关键技术要求一:双离合器变速器的结构核心之一在于其特殊的离合器机构的组成。离合器工作条件恶劣,受布置空间和分离精确的要求,为达到尺寸精度,在设计

时在操纵执行机构中要禁受磨损、高转速、高热量等状况。离合器的结构设计、分离机构控制原理、空间布置必须匠心独运,方能行云流水。

关键技术要求二:为保证双离合器在换挡过程中动力不间断,换挡无冲击,就必须在奇数和偶数挡动力传递重叠阶段有精确的计算和迅捷的控制,从而保证变速器结构的寿命。因此,精密的换挡策略来防止在换挡重叠时的干涉和较大动载荷。电子控制模块来控制切换时间,保证滑摩平顺、无共振、冲击小。所以,只有使用特殊的电子控制,才能保证双离合器变速器换挡无忧,达到行云流水的状态,极大的提高操纵性能。

关键技术要求三:双离合器变速器换挡操纵的可靠性关键在于灵敏的液压控制系统,作为变速器三大主要部件之一,汽车的行驶曲线和安全性都基于液压系统设计。液压系统的阀体连接、油腔连接、接口排序等都必须能准确反映电子控制模块对于避免换挡重合、动力间断、油压突变的要求。由于油道的复杂性,在繁琐的加工又必须保证阀腔之间的正确连接,因此,液压控制系统在制造加工和不知设计安装方面都有非常高的要求。

关键技术要求四:双离合器变速器的评价,传统的仅考虑换挡过程对性能的影响已经无法满足变速器的全面性指标,双离合器变速器是一个创造性的有机整体。在考虑对于离合器冲击的同时,也要考虑到离合器的耐久性,保证该机构在有效地情况下能够正常输出动力。考虑到指标的平均值,也要考虑性能的关联评价。考虑冲击的同时,也要考虑平顺性和动力的间断性,因此,必须使用比较特殊的评价系统,才能对双离合器变速器有系统的评价。

2 双离合器自动变速器(DSG/DCT)的结构

2.1双离合变速器的结构

双离合变速器的结构大致分为三种:双离合器单轴输出,组合双离合器单轴输出,组合双离合器两轴输出。其核心原理不变,即将两套变速器和离合器结合,当其中一组处于正在对汽车传动系统输出动力时候另一组空转并预选下一个档位,中央控制系统根据发动机工况切换两套变速系统一个工作,另一个负责休息不输出动力,从而实现了换挡。双离合器变速器主要结构有:双离合器、动力输入装置、传动轴、从动轴和动力输出装置。

图2.1.1 双离合器变速器基本结构

Fig2.1.1 The basic mechanism of DCT

(1)动力输入装置

离合器结合时,发动机的动力经过飞轮传递至双离合器外壳,从而带动离合器主动部分与发动机共同旋转,并将动力传递至已结合离合器的从动部分,离合器从动片通过花键带动从动轴一起运动。

(2)双离合器

双离合器变速器的核心部件之一为双离合器,按照类型可以划分为两大类:干式双离合器和多片湿式双离合器。干式双离合器主要靠摩擦片的摩擦工作,因此控制技术关键在于解决散热问题和磨损补偿问题。湿式双离合器主要靠液压控制系统实现换挡起步操作,因此控制技术关键在于非常高的液压系统精度。双离合器中的两个离合器分别控制奇数挡和偶数挡的动力输出,保证两个离合器在任何情况下都能够有足够的动力输出。

图2.2.2 多片式离合器结构

Fig2.2.2 The mechanism of multiple-disk clutch

(3)传动轴

根据离合器动力传递路线,动力由花键传递至传动轴,传动轴有两种:奇数挡传动轴(实心轴)和偶数档传动轴(空心轴),二者布置方式可平行布置或同心布置与两个离合器轴线上。脉冲传感器主要是监控奇数挡的主动齿轮,同时加入转速传感器测量固件,同理,偶数档也有相应的结构。

(4)从动轴

从动轴安装在传动轴之后,其中从动齿轮混合分布,奇数档齿轮和偶数档齿轮可同时布置在同一根轴上。离合器中各档的从动齿轮和同步器悬空旋转在从动轴上,同步器啮合挂档齿轮从而传递动力(或预挂档),未啮合齿轮在在从动轴上进行旋转却不输出动力。

(5)动力输出端

动力输出齿轮固连在从动轴上,同时与差速器齿轮啮合,经过双离合器变速器变矩后的动力输送给动力输出齿轮,先经过双离合器主减速器减速增距,再经过车辆主减速器上进一步减速增距,最终通过差速器分流后,由车辆半轴向车轮输出动力。2.2双离合器变速器工作原理

两轴式双离合器变速器将技术档(1、3、5档)与偶数档(2、4、6档)分开布置,

并与组合双离合器连接。1、3、5档连接在离合器1C 上,2、4、6档连接在离合器2C 上。

在车辆停止时,两个离合器是未闭合的,处于离合器没有结合的状态,此时无动力输出。车辆处于起步状态,ECU 计算后通过控制液压传动机构,操控换挡机构挂1档,离合器1C 由分离逐渐结合,车辆起步。此时,离合器2C 未结合,无动力输出。车辆

加速,ECU 全程监控,在即将达到换挡速度时,预挂2档,随着速度提高,离合器C1随着电控系统的控制渐渐分离,离合器C2在液压控制系统的指挥下渐渐结合,两个离合器交替切换,当C1完全分离后,离合器C2完全结合,此时换入2挡。

图2.2.2.1 双离合器变速器基本布置

Fig2.2.2.1 The structural principal of DCT

第一阶段:以偶数当4挡传递动力为例,此时离合器C 2结合,4档正常传递动力中。双离合变速器电控系统TCU 根据车辆安装的传感器读取和分析信号,获得车辆目前运行状态,根据数据进行预换挡判断,此时车辆若速度升高则预准备即将选择档位5档,若车辆速度降低,则采取减档3档策略。

图2.2.2.2 离合器2结合,4挡传递扭矩

Fig2.2.2.2 No.2 clutch engagement;transmission torque of the forth gear

第二阶段:4档正常输出动力,由TCU计算后,选择高速挂5档策略,此时预挂5档,仍由4档输出动力;离合器C1处于没有结合的情况,此时无法向输出轴提供转矩输入。若使用低速策略,则TCU控制液压系统预换入奇数档3档,仍由4档输出动力。

图2.2.2.3 离合器2结合,4挡传递扭矩,预挂5挡

Fig2.2.2.3 No.2 clutch engagement;transmission torque of the forth gear

pre-engage the fifth gear

第三阶段:此时,预挂好的五档和已经挂好的四档的两组离合器共同连接,此时

双离合器自动变速器的设计毕业设计

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 摘要 双离合器自动变速器由电控机械式自动变速器发展而来,它综合了液力机械自动变速器(AT)和电控机械自动变速器(AMT)的优点,能够实现动力换挡、减少了换档时间、提高了换档品质、极大地提高了汽车的舒适性和操纵性。 本设计以双离合器式自动变速器的结构和工作原理为基础,针对干式双离合器自动变速器的设计方法,分析了各种不同变速器的布置方案并选定了本变速器的最终布置方案。对变速器中的主要零件包括齿轮形式、换挡结构形式作了阐述并进行了选择并对变速器的传动比的范围、中心距做初步的选择和设计。对变速器中的齿轮的模数、压力角、螺旋角、进行了选择并计算出齿轮其他的相关参数和对齿轮的校核。对轴的结构尺寸进行设计和轴承的选用并对其进行了校核。 关键词:双离合器;自动变速器;传动比;齿轮;轴 ABSTRACT DCT duo to Mechanical Transmission.Itinherits the advantages of Automatic Transmission(AT) and Automated Mechanical Transmission (AMT).It has the ability of power shifing that can reduce shift time andimprove shift quality.And the comfort and maneuverability of vehicle will be greatly improved. In this thesis,the study of dry type Dual Clutch Transmission is based on the Structural characteristics and working principle of DCT. For dry-type dual-clutch automatic transmission design, analyzed the layout of the various transmission options and selected the final layout of the transmission scheme. The major part of gear, including gear form, elaborated shift structure and make the choice and range I

汽车自动变速器的发展现状解读

论文(设计)题目:汽车自动变速器的发展现状 摘要 液力传动于20世纪初发明于欧洲,最初用于船舶制造工业,在第一次世界大战后,便开始应用于陆用车辆。起先,液力传动主要应用于公共汽车,到第二次世界大战期间,又应用在许多军用汽车和专用汽车上。 起初液力传动直接采用船用变矩器。随后美国GM汽车公司采用这种变矩器用于内燃机车,此后,美国开始了ef研制工作,液力传动的研究中心从欧洲移到厂美国,并在美国得到筒反大的发展。作为最初批量生产的液力自动变速器是1938年推出的,它将行星齿轮式变速器与液力偶合器组合.用液压力进行自动变速,是现在自动变速器的原型。1950年期间,汽车液力传动进入一个新阶段,出现了可根据车速和加速踏板位置进行自动换档的自动变速器,此时液力自动变速器已基本定型,近40年自动变速器得到了空前的发展,装有自动变速器的车辆己越来越多,特别是高级轿车基本全部装用电控自动变速器。从发展趋势上来看,自动变速器是采用简单的液力传动与多档机械自动变速器组合,在控制方式上,由于动—半自动—全自动—电子操纵控制系统,并向智能化方向发展,自动变速器的档位数从二速—三速—四速,五速自动变速器也即将出现,问时利用各种方法,扩大与改善液力传动的自动调节性能范围,以实现简化操纵的目的。 关键词:液力传动,变矩器,液力偶合器,行星齿轮式变速器

Abstract Hydraulic transmission in the early 20th century, invented in Europe, initially for the shipbuilding industry after World War I, they began to be used for land use vehicles. At first, the hydraulic transmission is mainly used in the bus, during the Second World War, also used in many military vehicles and special vehicles. At first, direct use of marine hydraulic torque converter transmission. GM U.S. auto companies then use this converter for diesel, then, ef the United States began development work, hydraulic transmission plant research center to move from Europe to the United States, and in the United States against big development by tube. As the first mass-produced hydraulic automatic transmission is introduced in 1938, it will planetary gear transmission combined with fluid couplings. Fluid pressure with automatic transmission, automatic transmission is now the prototype. During 1950, cars entering a new phase of hydraulic transmission, there may be under the accelerator pedal position and vehicle speed automatic transmission automatic transmission, automatic transmission fluid at this time have been in shape, automatic transmission, nearly 40 years has been unprecedented development , equipped with automatic transmission has been more and more vehicles, especially all the basic equipment limousine automatic transmission power control. From the development trend point of view, automatic transmission is the use of a simple hydraulic transmission and multi-file combination of mechanical automatic transmission, the control, due to moving - Semi - Automatic - Electronic Steering Control System, to the intelligent direction, automatic transmission the number of stalls from the two-speed - three-speed - four speed, five-speed automatic transmission is also about to appear, asked when the use of various methods to expand and improve the performance of hydraulic transmission range of the automatic adjustment in order to achieve the purpose of simplifying manipulation. Key words:hydraulic transmission, torque converter, fluid coupling, planetary gear transmission

双离合器变速箱

双离合器变速箱(DCT)介绍 大多数人知道带传统变速箱的车是如何工作的: 手动变速箱,换档时要求驾驶员踩下离合器踏板,用 换档杆进行操作; 自动变速箱,换档时变速箱替代驾驶员进行所有的操 作,涉及的零件有离合器、变扭器和几组行星齿轮。 但也存在一种介于上述两者之间,又综合两者优点的 变速箱——双离合器变速箱,也被叫作半自动变速箱、 无离合器的手动变速箱或自动化的手动变速箱。 双离合器变速箱相当于将两个手动变速箱的功能集成 到一个变速箱中。为更好地理解这个意思,首先介绍一下传统手动变速箱是如何工作的是非常有益处的。在标准的装备换档杆的车辆中驾驶员想从某个档位切换到另一个档位时,他首先需要踩下离合器踏板。这将使一个单离合器开始工作,将发动机与变速箱脱开并中断传递到变速箱的动力。然后驾驶员用换档杆选择一个新档位,这是一个驱使齿套从一个齿轮移动另一个不同尺寸齿轮的过程。一个被叫做同步器在啮合前发挥作用,使齿面线速度一致,以防止发生齿面碰撞。一旦切入了新的档位,驾驶员松掉离合器踏板,这将重新使发动机和变速箱连接,将动力传递到车轮。 因此在传统的手动变速箱中,不存在从发动机到车轮的连续不断的动力传递。相反,在换档过程中,动力传递经历了传递—中断—传递的变化过程,这将引起被称作“换档冲击”或“扭矩中断”的现象。对一个不熟练的驾驶员来说,这可能导致换档时乘员一次次被推向前和抛向后。 与手动变速箱形成对照的是,双离合器变速箱使用两 个离合器,但没有离合器踏板。最新的电子系统和液 压系统控制着离合器,正如标准的自动变速箱中的一 样。在双离合器变速箱中,离合器是独立工作的。一 个离合器控制了奇数档位(如:1档、3档、5档和倒 档),而另一个离合器控制了偶数档位(如:2档、4档 和6档)。使用了这个布局,由于变速箱控制器根据速 度变化,提前啮合了下一个顺序档位,因此换档时将 没有动力中断。 双离合器变速箱(DCT)主要由双离合器、机械部分变速箱、自动换档机构、电子控制液压控制系统组成。其中最具创意的核心部分是双离合器和机械部分变速箱中的两轴式的输入轴。这个精巧的两轴式结构分开了奇数档和偶数档。不象传统的手动变速箱将所有档位集中在一根输入轴上,双离合器变速箱(DCT)将奇数档和偶数档分布在两根输入轴上。外部输入轴被挖空,给内部输入轴留出嵌入的空间。以6档变速箱为例,内部输入轴上安装了1档、3档、5档和倒档的齿轮,外部输入轴上安装了2档、4档和6档的齿轮。这使得快速换档成为可能,维持了换档时的动力传递。标准的手动变速箱是做不到这点的,因为它必须使用一个离合器来控制所有的奇数档和偶数档。 传统的自动变速箱必须装备一个变扭器来将发动机扭矩传递到变速箱,然而双离合器变速箱

大众的双离合器DSG+7速变速箱简介

大众的双离合器DSG 7速变速箱简介https://www.docsj.com/doc/ff11771223.html,/2010-10-18 19:40来源:腾讯汽车网友评论 (0) 传统汽车有着手动挡与自动挡的差别,手动挡操控时因需要踩踏离合器而显得复杂一点,但是车辆的反应比较迅速直接,而自动挡则反之操控简单但反应略微有点迟滞,于是真正专业的跑车往往提供手动挡让行能够充分享受到驾驶的乐趣。德国大众的一项新发明使得既想轻松驾驶,又不愿意放弃迅捷反应的驾驶乐趣的人们有了另一个选择――双离合(DSG),人们可以如驾驶自动挡车那样,轻松地将跑车开出专业赛车般的凌厉 离合器的运作 离合器位于汽车引擎与变速器之间,是引擎与变速器动力传递的“开关”,它既能传递动力,又能切断动力,其主要作用是保证汽车能平稳起步行进,同时通过变换挡位以减轻变速齿轮的冲击力,让汽车或快或慢的行进更加平顺。就是在这个汽车换挡时的分离与接合之间,会有动力传递暂时中断的现象,如何控制协调就成为问题。手动切换往往迅速合理,但这需要驾驶经验与正确判断的支持,自动切换则依靠电脑的控制往往按部就班反应较慢。双离合就是针这一情况的完善化设计。

双离合结构反应更迅速 早在上世纪80年代,双离合变速器系统(简称DSG,英文全称:DirectShiftGearbox)就已经被装配在赛车上。大众旗下的奥迪TT、A3等,率先将这项原本属于赛车的技术“民用化”。由于双离合结构的应用,汽车能够更加平顺地换挡,从而消除了换档离合时的动力传递停滞现象,从一个挡位换到另一个挡位,时间不会超过0.2秒。 其基本原理是在车内设置有两组离合器以及相对应的换挡齿轮组,其中离合器1负责控制1、3、5等奇数挡与倒挡以及相对应的齿轮,离合器2负责控制2、4、6等偶数挡与以及相对应的齿轮。所以当司机挂上1挡起步时,电脑根据汽车速度和转速对驾驶者的换档意图作出判断,预见性地控制另一个离合器与另一个挡位的齿轮组相连,这样等到真正需要换挡时反应就特别迅速,不会有太大的迟滞。 实际效果:方便与灵活 与传统的手动挡相比,双离合变速器系统使用更方便,因为该系统实际上使手动变速箱变成为了另一种新型的自动变速器,只是不过它比传统的自动挡反应更加快速、顺畅,当然还具有的特性。 有人曾经以大众高尔夫R32为例做过比较,选用了双离合变速器系统的车型0到100 公里加速只需6.4秒,甚至比普通手动变速箱反应更快,最高时速达到250公里,同时百公里油耗只有10.2升,也比手动挡车型节省了1.3升。 随着双离合变速器系统的不断完善,大众与奥迪旗下诸多车型,包括高尔夫、途安以及A3、TT,还有西雅特与斯科达的部分柴油、汽油车都搭配了这种新型变速器。以跑车专煮称的保时捷则自行开发了一套名为PDK(Porsche Doppel Kupplungen)的双离合变速器系统,该系统有着浓厚的F1风格,通过方向盘上的拨片来实现变挡,有人预计保时捷的大多数车型将把这个双离合器变速箱作为选装件或是作为高端车型的必备件。 最后,应该指出的是,双离合变速器系统已经不再是大众一致力于开发的技术了:有消息称,马新M3配置7速双离合变速器,并于2008年率先在欧洲上市。马新M3装备的这种7速双离合变速器,被命名为MDCT(MDual Clutch Transmission)。它使得汽车换档时间更为迅捷短促,从而提升整车运动的性能,使讲求加速性的性能迷们获得更短的百公里加速时间。日本三菱汽车也公布了其研发成果:SST(Sport Shift Trans-mission)系统,该系统是一套双离合器手自一体变速器,通过把驾驶者从操作离合器的需求中解放出来实现更快的换档。 由此看来,双离合变速器技术今后不仅会有更多的实用性变化,而且能够在短时间里迅速地普及,颇为值得爱车一族多加关注。 对其工作原理和实用优势,相信关注过的消费者已不陌生。但是,从我们收到的反馈看,不少网友还是误读了双离合变速器的不少东西。 ● 6速和7速

汽车自动变速器新技术的发展趋势

论文(设计)题目:汽车自动变速器新技术的发展趋势 摘要 液力传动于20世纪初发明于欧洲,最初用于船舶制造工业,在第一次世界大战后,便开始应用于陆用车辆。起先,液力传动主要应用于公共汽车,到第二次世界大战期间,又应用在许多军用汽车和专用汽车上。 起初液力传动直接采用船用变矩器。随后美国GM汽车公司采用这种变矩器用于内燃机车,此后,美国开始了ef研制工作,液力传动的研究中心从欧洲移到厂美国,并在美国得到筒反大的发展。作为最初批量生产的液力自动变速器是1938年推出的,它将行星齿轮式变速器与液力偶合器组合.用液压力进行自动变速,是现在自动变速器的原型。1950年期间,汽车液力传动进入一个新阶段,出现了可根据车速和加速踏板位置进行自动换档的自动变速器,此时液力自动变速器已基本定型,近40年自动变速器得到了空前的发展,装有自动变速器的车辆己越来越多,特别是高级轿车基本全部装用电控自动变速器。从发展趋势上来看,自动变速器是采用简单的液力传动与多档机械自动变速器组合,在控制方式上,由于动—半自动—全自动—电子操纵控制系统,并向智能化方向发展,自动变速器的档位数从二速—三速—四速,五速自动变速器也即将出现,问时利用各种方法,扩大与改善液力传动的自动调节性能范围,以实现简化操纵的目的。 关键词:液力传动,变矩器,液力偶合器,行星齿轮式变速器

Abstract Hydraulic transmission in the early 20th century, invented in Europe, initially for the shipbuilding industry after World War I, they began to be used for land use vehicles. At first, the hydraulic transmission is mainly used in the bus, during the Second World War, also used in many military vehicles and special vehicles. At first, direct use of marine hydraulic torque converter transmission. GM U.S. auto companies then use this converter for diesel, then, ef the United States began development work, hydraulic transmission plant research center to move from Europe to the United States, and in the United States against big development by tube. As the first mass-produced hydraulic automatic transmission is introduced in 1938, it will planetary gear transmission combined with fluid couplings. Fluid pressure with automatic transmission, automatic transmission is now the prototype. During 1950, cars entering a new phase of hydraulic transmission, there may be under the accelerator pedal position and vehicle speed automatic transmission automatic transmission, automatic transmission fluid at this time have been in shape, automatic transmission, nearly 40 years has been unprecedented development , equipped with automatic transmission has been more and more vehicles, especially all the basic equipment limousine automatic transmission power control. From the development trend point of view, automatic transmission is the use of a simple hydraulic transmission and multi-file combination of mechanical automatic transmission, the control, due to moving - Semi - Automatic - Electronic Steering Control System, to the intelligent direction, automatic transmission the number of stalls from the two-speed - three-speed - four speed, five-speed automatic transmission is also about to appear, asked when the use of various methods to expand and improve the performance of hydraulic transmission range of the automatic adjustment in order to achieve the purpose of simplifying manipulation. Key words:hydraulic transmission, torque converter, fluid coupling, planetary gear transmission

中国乘用车变速器配套市场现状及发展趋势

中国乘用车变速器配套市场现状及发展趋势 朱向雷王静 汽车变速器是影响整车动力性、经济性、舒适性的重要总成。近年来,中国乘用车变速器市场正处于高速发展期,2006年我国乘用车变速器市场总体规模在300亿元人民币左右,其中国产变速器市场规模达180亿元人民币,并且5年来以每年超过25%的速度不断扩大。随着乘用车销售量的快速增长,乘用车变速器市场规模将越来越大。 目前,在中国乘用车手动变速器市场,国产品牌已占主导地位,但在设计、制造、工艺水平更高的自动变速器市场,却是进口产品的天下。2006年我国乘用车用自动变速器进口量超过126万台,进口金额高达16.37亿美元。近年来,随着中国乘用车市场的快速发展,对变速器的要求无论从数量上还是从技术水平上均不断提高,但技术落后严重阻碍着国产品牌变速器企业的发展。《中国汽车零部件行业“十一五”专项发展规划》已把提高变速器总成核心技术的掌控能力作为技术创新目标的重点,CVT、AMT、AT、DCT 变速器被列为未来中国企业发展的重点。 1.乘用车变速器市场空间 中国乘用车市场自2002年以来,经历了2002~2004年的井喷式增长和2005~2006年调整式增长两个阶段,2006年乘用车共销售514.85万辆,较2005年增长29.57%。2007年乘用车销售量继续猛增,2007年1~9月份中国乘用车销量为458.29万辆,较2006年同期增长24.74%。表1、图1列出2005年至2007年9月份中国乘用车市场月度销量变化情况,可以看出,中国乘用车销量保持着稳定快速增长的态势。 表1 2005~2007年9月份中国乘用车月度销量表 单位:万辆年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合计2005年24.31 21.35 35.58 33.70 31.74 37.55 31.56 29.24 35.40 31.99 39.36 45.58 397.36 2006年41.89 34.45 48.60 46.84 39.36 39.64 33.26 37.80 45.57 41.00 49.97 56.48 514.85 2007年55.25 41.77 56.70 54.58 48.85 51.19 45.72 48.13 56.10 ---458.29 数据来源:中国汽车工业信息网,以下同。 图1 2005~2007年9月份中国乘用车月度销量变化情况

变速器的发展历史

变速器的发展历史 了解汽车的人都知道,汽车的动力是由发动机产生的。而发动机发出的动力通过离合器、变速器、传动轴等传递到车轮。变速器的重要性由此可见,所以,了解变速器的发展历史是每个爱车人所必需的。变速器的基本作用是: 1)改动传动比,降速增扭。 2)利用倒档实现汽车的倒向行驶。 3)在发动机熄火的情况下,利用空档中断动力传递,且便于汽车起动、怠速、换挡和动力输出。 近百年,变速器经历了用变速杆改变链条的传动比→手动变速器→有级变速器→无级变速器的发展历史。 1、早起汽车传动系统 早期的汽车传动系统,从发动机到车轮之间的动力形式很简单。发动机驱动一组锥齿减速齿轮,再传动到一根轴和皮带轮。皮带轮和驱动桥上的内齿轮啮合,使汽车行驶,大齿轮用来加速,能使汽车达到32 km/h的速度。如果遇到上坡,而爬坡能力不够时,驾驶员就停下车子,把小链轮啮合后进行驱动。 世界上第一辆汽油汽车由德国工程师卡尔·本茨和戈特利布·戴姆勒于1886年同时宣告制成,卡尔·本茨制造的是三轮汽车,后者制造的是四轮汽车。在三轮汽车中,汽油机发动以后,动力经齿轮和链条传至后轴,后轴系两个半轴,中间装有差速器,有利于车辆转弯。

前轮架位于一个叉形结构架上,类似现代自行车的前叉装置,上面有转向手柄,用来操纵车辆转弯。这辆车上还装有变速杆,用来改变链条的传动比,使车速快慢自如. 2、手动变速器 手动变速器是靠驾驶员直接操纵换挡手柄换挡,为汽车最初普遍采用。在20世纪60年代,大部分的汽车变速器只有3个档位,只有高速档具备同步器。当时驾驶员驾驶车辆时,必须有很好的技术,才能平顺地换档。发展至今,大多数手动变速器也搭载有5档,甚至6档速率。低档速率对节约燃料有好处,加快速度需要变高速档。 手动变速器(MT)主要采用齿轮传动的降速增扭原理,变速器内有多组传动比不同的齿轮副,一对齿数不同的齿轮啮合传动时,若小齿动时,输出转速就增高。汽车行驶时的换挡就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。 12122112M M z z n n i === z 1,n 1,M 1,主动齿轮的参数;z 2,n 2,M 2为从动齿轮的参数。如图1 所示: 图1 工作原理

双离合器式自动变速器简介

双离合器式自动变速器简介 吉林大学牛铭奎葛安林金伦 杭州依维柯汽车变速器有限公司徐彩琪 【Abstract】In the paper, a type of automatic transmission with two wet clutches,that is based on the traditional parallel manual shift transmission,is introduced. It could shift without power off and improve the automobile’s power performance and fuel economy. This paper details its principle. 【摘要】本文介绍了一种由双湿式离合器构成的自动变速器,它是基于传统的平行轴式手动变速器发展而来的,可以实现不中断动力换档,极大的提高了车辆的动力性与经济性。本文在此详细的介绍了它的工作原理。 Topic words: Automatic transmission, Dual clutch, Wet clutch 主题词:自动变速器双离合器湿式离合器 1、前言 目前,随着车辆操纵自动化的快速发展,汽车自动变速器正呈现蓬勃发展的趋势。现在的汽车自动变速器主要有液力机械式自动变速器,即AT(Automatic Transmission);无级变速器,即CVT(Continuously Variable Transmission);以及近几年国内外正在花大力气研究的电控机械式自动变速器,即AMT (Automated Manual Transmission)。特别是电控机械式自动变速器的发展,由于其具有目前汽车工业发展所要求的高燃油经济性、低排放和保护现有手动变速器生产投资的优点,正受到了各大汽车厂的重视。 电控机械式自动变速器的产生是基于传统的平行轴式手动变速器发展而来的,它研究的出发点是将现有的手动变速器自动化。其最典型的例证多在欧洲,由于手动变速器在欧洲汽车市场仍然占有80%的市场比例,因此欧洲对这种电控机械式自动变速器的研究也就倾注了更多的热情。目前世界上正在进行电控机械式自动变速器开发研究的主要有美国EATON公司、德国的LUK、SACHS、GETRAG 等公司以及英国的RICARDO公司等许多厂家,已经生产面世的车型也有德国BMW 公司的M3型车、大众公司的LUPO车,以及意大利菲亚特公司的阿尔法-罗密欧等诸多车型。 在对电控机械式自动变速器的开发研究过程之中,也逐渐的发现了它的一些缺点,它的工作原理决定了它在换档过程中首先要分离离合器,然后将变速器摘空挡,再选档、换档,最后接合离合器。这样,当离合器分离后,直到离合器再重新接合之前,发动机的动力将不能被传递到车轮去驱动车辆运行,所以换档过程中产生了动力传递的中断,车辆必然产生减速度,换档时间长,给车辆的加速性、舒适性等带来不利影响。 为了解决中断动力换档给车辆性能带来的影响,需要对电控机械式自动变速器的换档过程进行精确的控制。特别是为了减少换档过程中的冲击度,需要对发动机与变速器构成的动力总成在转速差、扭矩等方面进行精确匹配和控制,但是这些也只能在一定程度上改善其换档性能,并不能从根本上解决问题。而如果要进一步提高电控机械式自动变速器的性能,则需要增加发动机起停等一些其它控制手段,反而增加了车辆的复杂程度和成本,得不偿失。

大众的双离合器DSG 7速变速箱简介

大众的双离合器DSG 7速变速箱简介 传统汽车有着手动挡与自动挡的差别,手动挡操控时因需要踩踏离合器而显得复杂一点,但是车辆的反应比较迅速直接,而自动挡则反之操控简单但反应略微有点迟滞,于是真正专业的跑车往往提供手动挡让行能够充分享受到驾驶的乐趣。德国大众的一项新发明使得既想轻松驾驶,又不愿意放弃迅捷反应的驾驶乐趣的人们有了另一个选择――双离合(DSG),人们可以如驾驶自动挡车那样,轻松地将跑车开出专业赛车般的凌厉 离合器的运作 离合器位于汽车引擎与变速器之间,是引擎与变速器动力传递的“开关”,它既能传递动力,又能切断动力,其主要作用是保证汽车能平稳起步行进,同时通过变换挡位以减轻变速齿轮的冲击力,让汽车或快或慢的行进更加平顺。就是在这个汽车换挡时的分离与接合之间,会有动力传递暂时中断的现象,如何控制协调就成为问题。手动切换往往迅速合理,但这需要驾驶经验与正确判断的支持,自动切换则依靠电脑的控制往往按部就班反应较慢。双离合就是针这一情况的完善化设计。 双离合结构反应更迅速 早在上世纪80年代,双离合变速器系统(简称DSG,英文全称:DirectShiftGearbox)就已经被装配在赛车上。大众旗下的奥迪TT、A3等,率先将这项原本属于赛车的技术“民用化”。由于双离合结构的应用,汽车能够更加平顺地换挡,从而消除了换档离合时的动力传递停滞现象,从一个挡位换到另一个挡位,时间不会超过0.2秒。 其基本原理是在车内设置有两组离合器以及相对应的换挡齿轮组,其中离合器1负责控制1、3、5等奇数挡与倒挡以及相对应的齿轮,离合器2负责控制2、4、6等偶数挡与以及相对应的齿轮。所以当司机挂上1挡起步时,电脑根据汽车速度和转速对驾驶者的换档意图作出判断,预见性地控制另一个离合器与另一个挡位的齿轮组相连,这样等到真正需要换挡时反应就特别迅速,不会有太大的迟滞。 实际效果:方便与灵活 与传统的手动挡相比,双离合变速器系统使用更方便,因为该系统实际上使手动变速箱变成为了另一种新型的自动变速器,只是不过它比传统的自动挡反应更加快速、顺畅,当然

大众奥迪DSG(02E双离合变速器)基本设定和数据流分析

大众奥迪DSG(02E双离合变速器)基本设定和数据流分析 只有进行下列维修以后才能进行基本设置: —匹配软件后 —更换机械电子单元后 —更换变速器后 —或者在出现故障记录 18115—机械电子单元存在故障 01087—未进行基本设置之后 设定条件: < 温度保持在30…100 °C(86……210 F) 见数据流—02—019—1/2/3 2.档位放入P停车挡 3.打开点火开关启动发动机怠速运转 4.踩住制动踏板(维持整个操作)不能踩油门踏板 注:一定要按以下顺序显示步骤执行, 其次是定义测试驱动器 选择02变速器电子设备: 进入04基本设定 传动误差标定适应 输入通道061

返回 ] 重新进入通道060 确定激活基本设置 返回 离合器适应 控制模块的软件版本 重新选择04基本设置 输入通道062 确定激活基本设置 控制模块的软件版本> = 0800输入通道067 — 确定激活基本设置 返回 重置离合器安全功能适应 输入通道068 确定激活基本设置 返回 重置主压力适应 输入通道065

返回 重置方向盘叶片适应 — 输入通道063 确定激活基本设置 返回 重置ESP和提示巡航控制系统适应 输入通道069 确定激活基本设置 返回 关闭点火,等待10秒钟 进入02 检查和清除的故障码成功测试 关闭控制器 执行定义试驾 ¥ 完毕 J743 - 机械电子装置,用于双离合器直接换档变速箱,读取测量值块 显示下列测量值: 测量值块1:

1. 制动灯开关(已按下,- 未按下时无读数) 2. 制动器测试开关(已按下,- 未按下时无读数) 3. 选档杆锁N110状态(PN启用,PN停用) 4. 车速(0... 255 km/h)。 ? 测量值块2: 1. 选档杆档位(P,R,N,D,S,TT,PL,MI,ZS,ER)* 2. 选档杆档位可靠度检查(P,R,N,D,S,TT,ER)* 3. 选档杆故障字节(0 - 停用/1 - 启用) 4. 挂接档位(P,R,N,D Tiptronic:1,2,3,4,5,6)* * P - 停车;R - 倒档;N - 空档;D - 前进档(标准驱动范围);S - 前进档(运动驱动范围);TT - 手动电控换档程序模式;PL - 加档(手动电控换档程序模式升档);MI - 减档(手动电控换档程序模式减档);ZS - 中间状态(选档杆处于两个档位之间);ER - 错误 测量值块3: 1. 选档杆位置 2. 选档杆档位可靠度检查 ]

汽车自动变速器的发展历史及其最新技术进展和在现有车型上的应用

汽车自动变速器的发展历史及其最新技术进展 和在现有车型上的应用 摘要:汽车自动变速器即通常所说的自动操纵式变速器。随着汽车工业的快速发展,汽车自动变速越来越多地应用到中高级轿车上。自动变速器可以根据发动机的负荷和汽车行驶速度,自动地改变传动系的传动比,获得良好的汽车动力性,经济性及排放性。本文主要介绍了汽车自动变速器的发展历程、分类及其各自的特点以及近些年来汽车自动变速器新技术的发展和应用。 关键词:汽车,自动变速器,发展,应用 1.汽车自动变速器的发展历程 汽车自动变速器是随着车辆技术及其相关技术的发展而产生的。纵观汽车自动变速器的发展历史,大体上可以分为四个阶段:自动变速前期、液力自动变速阶段、电控自动变速阶段和智能变速阶段。 1.1自动变速前期 最早在1904年出现了离合器和制动器等摩擦元件操纵变速的行星齿轮机构,该机构首先用于英国Wilson Picher汽车上。1907年福特车上大量使用行星齿轮变速器,它的出现实现了不切断动力进行的“动力换挡”,并避免了固定轴式变速器中的“同步问题”。而液力耦合器的出现为自动操纵的实现提供了可能,1938年至1941年美国GM 和Chrysler公司采用液力耦合器代替离合器,省去了驾驶时的离合器踏板操作。随后出现了液力自动变速去的前身,开始了车速和油门两个参数信号,用液压逻辑油路控制的液力自动变速时代。 1.2液力自动变速阶段 该阶段以1939年的通用Oldsmobile车上的Hydromantic开始,以液力自动变速器的普遍应用和迅速推广为特征。这个阶段的液力自动变速由液力变矩器和行星齿轮变

速器组成,控制系统是通过液压系统来实现的,控制信号的产生,主要是通过反映油门开度大小的节气门阀和翻涌车速高低的速控阀来实现,其控制系统是由若干个复杂的液压阀和油路构成的逻辑控制系统,按照设定的换挡规律,控制换挡执行机构的动作,从而实现自动换挡。代表性的产品有:丰田A40系列自动变速器、通用的4T60E、EF、CHPE9等系列产品。但液压系统的控制精度较低,难以适应车辆行驶状况的变化,无法按使用者愿望实现精确的换挡品质控制。 1.3电控自动变速阶段 1969年法国的雷诺R16TA轿车首先使用了电子控制自动变速器,与全液压的区别在于自动换挡的控制系统是由电脑来实现的,但当时电子技术不成熟,应用范围较窄,到20世纪80年代末,电子控制逐步实用化,越来越多的自动变速器采用了电子控制。 自动变速器的控制系统包括电控和液控两部分,电控系统由电脑,各种传感器、电磁阀及控制电路等组成,它将控制换挡的参数(如车速和油门开度等)通过传感器转换为电信号输送给电脑,电脑通过处理奖换挡的信号作用于换挡电磁阀。从而利用液压换挡执行机构实现自动换挡。由于电脑能存储和处理多种换挡规律,在改善换挡品质控制方面,由明显的优越性,并且与整车的其他控制系统的兼容性号,最终可以实现车辆电子控制系统一体化。 1.4智能自动变速阶段 随着车辆技术和自动变速技术的发展,人们不再满足于简单的功能实现,车辆自动变速技术即将进入智能化阶段,控制策略的不断改进成为车辆自动变速技术的特点。德国的宝马公司从1992年起,陆续推出用于四档和五档自动变速器的自适应控制系统,能够自动识别驾驶员的类型,环境条件和行驶状况,并对换挡规律作出适当调整。尼桑的E4N71B自动变速器,采用模糊推理对高速公路坡道进行识别,采取禁止升档的措施消除循环换挡,三菱新型四档自动变速器,将各种输入信息和驾驶员的换挡通过神经网络建立联系,利用神经网络的学习功能,使得车辆能够按照驾驶员的意图自动换挡。 我国应用液力传动始于五十年代,自行研制出了内燃机车和红旗CA770三排座高级轿车的液力传动系统,随后液力传动液在我国获得了一定发展,此外,部分均匀车辆上使用了液力自动变速器,但发展速度要落后于发达国家。

汽车变速器制造技术现状及发展趋势

汽车变速器制造技术现状及发展趋势 } 2008-07-16 [ 字体:大中小] 1现状分析 目前,公司生产的汽车变速器(驱动桥)采用手动换挡型式,匹配发动机排量为,搭载于经济型轿车上。制造技术主要涉及核心零件(轴及齿轮、壳体)生产、装配总成、试验检测等工艺过程。 ] 根据产品设计要求.轴及齿轮零件加工工艺流程采用的是锻造制坯→正火→车加工→滚/插齿→剃齿→热处理→磨加工→修整,热后齿部不再加工。这种流程适宜于大批量生产的模式。考察国内汽车变速器(驱动桥)生产厂家了解到在同等级别的产品中,轴及齿轮零件加工也基本上是这种模式,如唐山爱信齿轮有限公司、上海汽车齿轮总厂、杭州依维柯汽车变速器有限公司、北京MOBIS 变速器有限公司等。壳体类零件加工既有采用由组合机床、专机等设备组成的刚性生产线,又有采用以加工中心组成的柔性生产线。 轴及齿轮零件加工工艺 《 (1)锻造制坯:热模锻仍然是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。近年来,楔横轧技术在轴类加工上得到了大量推广。这项技术特别适合为比较复杂的阶

梯轴类制坯,它不仅精度较高、后序加工余量小而且生产效率高。公司从2002年开始与山东莱芜楔横轧厂进行工艺协作,几年来已实现了大批量生产。现在,所生产的轴件皆采用这项技术制坯。 (2)正火:这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削加工的硬度和为最终热处理做组织准备,以有效地减少热处理变形。公司所用齿轮钢的材料通常为20CrMnTi,一般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大,使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以控制,造成硬度散差大,金相组织不均匀,直接影响机加工和最终热处理;使得热变形大而无规律,零件质量无法控制。为此,采用等温正火工艺。实践证明,采用这种等温正火有效地改变了一般正火的弊端,产品质量稳定可靠。 (3)车加工:为了满足高精度齿轮加工的定位要求.齿坯的加工全部采用数控车床.使用机械夹固不重磨车刀,实现了在一次装夹下孔径。端面及外径加工同步完成。既保证了内孔与端面的垂直度要求,又保证了大批量齿坯生产的尺寸离散小。从而提高了齿坯精度,确保了后序齿轮的加工质量。另外,数控车床加工的高效率还大大减少了设备数量,经济性好。 ; (4)滚/插齿:加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机,虽然调整维护方便,但生产效率较低,若完成较大产能需要多机同时生产。随着涂层技术的发展,滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀可方便地进行.经过涂镀的刀具能够明显地提高耐用度,一般能提高90%以上,有效地减少了换刀次数和刃磨时

双离合器自动变速器设计(含cad)

完整论文,全套cad ,加qq466491953 双离合器自动变速器设计之变速齿轮设计摘要:随着世界汽车对汽车的动力性、经济性、排放性和操纵性提出了更高要求,对于汽车的操纵性,汽车简单分为手动变速器和自动变速器,这次我要设计的是自动变速器DSG变速器齿轮。 本设计以双离合器式自动变速器的结构和工作原理为基础,针对湿式双离合器自动变速器的设计方法,对齿轮进行设计。对变速器中的主要零件包括齿轮形式、换挡结构形式作了阐述并进行了选择并对变速器的传动比的范围、中心距做

初步的选择和设计。对变速器中的齿轮的模数、压力角、螺旋角、进行了选择并计算出齿轮其他的相关参数和对齿轮的校核。 关键词:双离合器自动变速器传动比齿轮 Gear dual-clutch automatic transmission design design Abstract As the world of cars on the car's power, economy, emissions and handling a higher requirement for the handling of the car, the car simply divided into manual and automatic transmissions, this time I want to design a DSG automatic transmission transmission gear. The design of the structure and working principle of dual-clutch automatic transmission as the basis for a wet dual-clutch automatic transmission design, gear design. The main parts of the transmission gear, including the form, the form of the shift structure elaborated and range selection and the transmission ratio of the transmission, the center distance of the preliminary selection and design. Modulus of transmission in gear pressure angle, helix angle, were calculated gear selection and other relevant parameters and on the gear check. Key words Dual-clutch automatic transmission gear ratios 双离合器自动变速器设计之变速齿轮设计 第一章课题研究的目的和意义 (4) 第二章课题的研究现状 (6) 2.1 课题的研究现状 (6) 2.2 课题的研究内容及技术路线 (8) 第三章双离合器自动变速器传动方案的确定 (9) 第四章双离合器自动变速器的设计与计算 (10) 4.1 变速器主要参数的选择 (10)

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