雙離合器變速器的應(yīng)用與發(fā)展

1、西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目錄摘要1Abstract20 文獻(xiàn)綜述30.1雙離合器變速器40.2雙離合變速器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀40.2.1 雙離合變速器國(guó)外研究現(xiàn)狀40.2.2雙離合變速器國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀51 引言71.1傳統(tǒng)變速器與雙離合變速器的特點(diǎn)81.2雙離合器變速器的關(guān)鍵技術(shù)要求132雙離合器自動(dòng)變速器（DSG/DCT）的結(jié)構(gòu)142.1雙離合變速器的結(jié)構(gòu)142.2雙離合器變速器工作原理163 雙離合器變速器的離合器203.1雙離合器變速器的干式離合器203.2雙離合器變速器的濕式離合器214雙離合變速器的換擋控制策略224.1起步控制224.2順序換擋控制策略224.3跳檔控制235.雙離合

2、變速器電子控制系統(tǒng)245.1傳感器系統(tǒng)265.2信號(hào)處理系統(tǒng)276液壓控制系統(tǒng)286.1 DCT液壓控制單元組成286.2 DCT液壓控制系統(tǒng)分析296.3 DCT主油路油壓調(diào)節(jié)306.4離合器壓力調(diào)節(jié)307.換擋品質(zhì)評(píng)價(jià)317.1動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)317.2經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)317.3傳動(dòng)耐久性指標(biāo)328.雙離合變速器的發(fā)展338.1雙離合變速器的發(fā)展和改進(jìn)方向338.2雙離合變速器的技術(shù)缺點(diǎn)349 結(jié)論35參考文獻(xiàn)35致謝372雙離合器變速器的應(yīng)用與發(fā)展龐煜西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶 400716摘要：與汽車動(dòng)力技術(shù)發(fā)展具有同等重要地位的是機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)，技術(shù)關(guān)鍵的重點(diǎn)在于變速器。本文詳細(xì)歸類了當(dāng)前

3、變速器特點(diǎn)，分析了市場(chǎng)主流類型變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理，歸納出了變速器技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)；概括描述了雙離合器變速器的發(fā)展、應(yīng)用汽車類型和控制技術(shù)原理，比傳統(tǒng)變速器有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，得出了DSG變速器將以其傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊及節(jié)油性能好，逐步取代傳動(dòng)的手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器成為變速器領(lǐng)域佼佼者，發(fā)展前景和潛力不可估量。關(guān)鍵詞：雙離合器；變速器；應(yīng)用；發(fā)展前景；The development and application of Dual-clutch TransmissionPang Yu College of Engineering and Technology, Southwest

4、University, ChongQing 400716, ChinaAbstract: 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 wi

5、th 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

6、 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 eco

7、nomy will gradually enable DSG transmissions to substitute for manual transmissions and automatic ones. Key Words：Dual Clutch Transmission (DCT);Structural analysis and Gearshifting characteristic ;Advantage Of Technique;Development Trend;0文獻(xiàn)綜述汽車變速器，最主要的作用是調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速的變速變矩。發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速較高，只有在特定的轉(zhuǎn)速條件下才會(huì)出現(xiàn)

8、最大扭矩和最大功率。為了發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能，就必須有一套變速裝置，通過(guò)一系列齒輪的嚙合，使得發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下。變速器是傳動(dòng)技術(shù)中其中重要的改善一環(huán)，變速器研究重要性可見(jiàn)一斑。變速器的具體作用為：改變汽車的傳動(dòng)比。增大驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的范圍，能夠讓車輛在各種工況和各種環(huán)境下較好行駛。同時(shí)能夠盡量使得發(fā)動(dòng)機(jī)的工況處于動(dòng)力性強(qiáng)、燃油消耗率較低的情況下；在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向情況下，實(shí)現(xiàn)倒車；提供空擋。切斷發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)之間的動(dòng)力傳遞，保證汽車能夠平穩(wěn)起步、怠速。汽車變速器主要有兩種類型：手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器，傳統(tǒng)變速器主

9、要有3種型式:電控機(jī)械自動(dòng)變速器(AMT) 、無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器(CVT)和液力機(jī)械自動(dòng)變速器(AT) 1 。根據(jù)目前變速器的發(fā)展趨勢(shì)，車輛變速器的主流技術(shù)逐漸由半自動(dòng)手控過(guò)渡至全自動(dòng)換擋，計(jì)算機(jī)電子技術(shù)的加入讓變速器技術(shù)改革如虎添翼，車輛自動(dòng)變速技術(shù)得到質(zhì)的飛躍。因此，一款能夠具有以上所有變速器優(yōu)點(diǎn)的變速器將是市場(chǎng)的最佳選擇，正在蓬勃發(fā)展的雙離合器變速器，將成為市場(chǎng)的寵兒。雙離合器式自動(dòng)變速器(DCT)不僅具有自動(dòng)變速器換擋順滑快捷、起步品質(zhì)優(yōu)良的特征，還具有手動(dòng)變速器(MT) 布置占有較小空間、傳動(dòng)效率高、質(zhì)量小、制造成本低等許多優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)了不切斷動(dòng)力完成變速變矩，在保證了車輛能夠連續(xù)加速

10、，同時(shí)不必受轉(zhuǎn)矩切斷引起的車速不連貫甚至減速現(xiàn)象，車輛舒適性極大改善。DSG/DCT雙離合變速器較一般的手動(dòng)變速器擁有更高品質(zhì)的換擋操作同時(shí)能帶給駕駛者在競(jìng)技場(chǎng)上奔馳的感受，使駕駛更靈敏。其產(chǎn)品制造對(duì)MT具有非常好的適應(yīng)性，對(duì)于其加工工藝能較好地順延，具有良好的發(fā)展?jié)摿?，能夠有機(jī)會(huì)成為現(xiàn)有的變速器生產(chǎn)線上的高性能換代產(chǎn)品。目前，DCT雖主要用于轎車，但是其離合器的變化可使得輸出轉(zhuǎn)矩有大范圍的變動(dòng)，亦可以應(yīng)用于大、中型車輛及工程機(jī)械、自走式農(nóng)業(yè)機(jī)械等其他非道路車輛，具有很好的多功能車輛適應(yīng)性2。對(duì)于國(guó)內(nèi)尚處于模仿階段的生產(chǎn)技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)DCT關(guān)鍵技術(shù)原理，完善產(chǎn)品功能，保證量產(chǎn)化，能夠極大程度地

11、提高我國(guó)自動(dòng)變速器的自主創(chuàng)新能力。0.1雙離合器變速器DSG/DCT變速器技術(shù)具有非常大的創(chuàng)新性，其先進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)博得了全球變速器市場(chǎng)的矚目。DSG/DCT設(shè)計(jì)者們走了一條具有創(chuàng)新性的全新技術(shù)之路，區(qū)別于傳統(tǒng)手動(dòng)變速器，將自動(dòng)變速器的方便快捷性和手動(dòng)變速器的自主靈活性成功組合3。DCT的英文全稱是Double Clutch Transmission，中文意思是雙離合變速器，大眾公司較早的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，故也將其稱為DSG（Direct-shift Gearbox）。除此之外還有一些稱呼，比如三菱的SST，福特沃爾沃的Power shift，寶馬的DKG，保時(shí)捷的PDK，奧迪的S-Tonics等等。其

12、中最具有代表性的是液壓操控系統(tǒng)和電氣智能系統(tǒng)的完美組合。雙離合器系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的離合器組成，將變速箱中的基數(shù)擋齒輪、倒檔齒輪的操控傳遞與離合器連接，偶數(shù)擋齒輪由剩下的一個(gè)離合器連接控制。離合器和齒輪之間的動(dòng)力傳遞先通過(guò)套筒，其次傳遞給與套筒組合的實(shí)心軸，這個(gè)系統(tǒng)成為雙傳動(dòng)軸機(jī)構(gòu)。齒輪之間的嚙合調(diào)整與掛入特定的檔位主要依靠機(jī)械電子系統(tǒng)的計(jì)算和液壓控制系統(tǒng)的操作。掛入任意檔位時(shí)都有一組離合器同相應(yīng)的傳動(dòng)軸和嚙合齒輪機(jī)構(gòu)配合輸出動(dòng)力。在即將換擋之前，下一擋位的齒輪已被預(yù)選而與之相連的離合器則仍處于未結(jié)合狀態(tài)。當(dāng)變速器掛入預(yù)選檔位之后，原掛入檔位所在離合器逐漸分離，切斷該傳動(dòng)軸動(dòng)力輸出。同時(shí)另一離合器

13、迅速結(jié)合，動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸傳遞至嚙合齒輪，輸出動(dòng)力。在整個(gè)換擋期間能確保至少有一組齒輪在輸出動(dòng)力，轉(zhuǎn)換過(guò)程也僅用極短的幾毫秒內(nèi)即可完成。如此精密的離合器動(dòng)作帶來(lái)的效果就是在換擋時(shí)對(duì)牽引力幾乎沒(méi)有影響駕駛的順暢舒適4。0.2雙離合變速器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀0.2.1雙離合變速器國(guó)外研究現(xiàn)狀1940年，Darmstadt大學(xué)教授RudolphFranke申請(qǐng)了DCT專利，之后保時(shí)捷也發(fā)明了專用于賽車的雙離合變速器(PDK)，此時(shí)的雙離合技術(shù)并沒(méi)有被大規(guī)模應(yīng)用。20世紀(jì)末期，博格華納和大眾公司通過(guò)技術(shù)合作共同研究出了第一款可大批量制造并有較廣應(yīng)用適應(yīng)性的雙離合器變速器。2002年，DCT(DSG)應(yīng)用在奧迪T

14、T V6和德國(guó)大眾高爾夫R32上，并在2003年相繼推廣到高爾夫等其他車型上。2004年，德國(guó)大眾途安車型首次將DCT與TDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)匹配。2006年，大眾車輛的所有車型中累計(jì)有70萬(wàn)使用DCT技術(shù)。2007年，雷諾、法拉利等公司紛紛推出應(yīng)用了DCT相關(guān)技術(shù)的變速器的賽車，同時(shí)，Ricardo公司開(kāi)發(fā)出了DCT樣機(jī)，并裝備在BugattiVernon跑車上；LUK公司與Get rag、Ford公司合作共同開(kāi)發(fā)裝載干式離合器的DCT稱為平行軸式變速器(PSG) 5。在國(guó)外，ZF、LUK、博格華納、Get rag、Ricardo、Ford、VW、DallierChrysler、NISSAN、BM

15、W等公司都在大力開(kāi)發(fā)DCT，并已取得成功。近年的技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在對(duì)性能的優(yōu)化和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)上。BMW曾針對(duì)中、高級(jí)轎車開(kāi)發(fā)了全新的7擋DCT以進(jìn)一步提高效率和運(yùn)動(dòng)性能。目前，雙離合器技術(shù)主要搭載330N/m左右的中等載重車輛上，現(xiàn)在正在轉(zhuǎn)型面向扭矩150N/m左右的小型車發(fā)展。國(guó)外初代DSG主要結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：1)設(shè)計(jì)使用異軸平行布置的兩個(gè)濕式離合器；2)6個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒擋；3)變速器傳動(dòng)軸分別與兩個(gè)離合器相連接，每個(gè)傳動(dòng)軸僅布置奇數(shù)擋（）或偶數(shù)當(dāng)（）；4)為了使得結(jié)構(gòu)布置更加緊湊，離合器傳遞動(dòng)力主要通過(guò)同心的一個(gè)實(shí)心軸和一個(gè)套在實(shí)心軸外的空心軸。區(qū)分雙離合器變速器的特點(diǎn)主要通過(guò)其不同的驅(qū)動(dòng)

16、形式，對(duì)于變速器的初代產(chǎn)品，主要有兩種不同類型：一類是大眾高爾夫GTI等前置前驅(qū)汽車采用的，主要特點(diǎn)是比較短，占用空間小，正好適合前置的小空間布置，但是其中的代價(jià)就是犧牲了結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)潔性；另一類是奧迪Road jet主要使用的是兩個(gè)傳動(dòng)軸。國(guó)外目前在DCT應(yīng)用方面比較有著重點(diǎn)，重點(diǎn)針對(duì)的是中高檔車型，主要應(yīng)用在跑車類和商務(wù)車類，應(yīng)用車型主要有奧迪TT跑車、新奧迪A3、布加迪威龍EBl64跑車、高爾夫GTI、邁騰、速騰等汽車上。其他廠家如保時(shí)捷、寶馬、沃爾沃、福特、三菱、尼桑等汽車公司也不甘示弱，紛紛開(kāi)發(fā)研制雙離臺(tái)自動(dòng)變速器，并用于自己的汽車產(chǎn)品上。0.2.2雙離合變速器國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀相比較而言，我

17、們國(guó)內(nèi)近年的研究主要集中在控制策略仿真、系統(tǒng)建模和樣機(jī)制作方面。國(guó)外生產(chǎn)廠商對(duì)DCT技術(shù)進(jìn)行了嚴(yán)密的封鎖，我國(guó)受限于技術(shù)交流不暢，依照目前的研究進(jìn)度而看，模仿、參照仍然是我國(guó)變速器行業(yè)的主流，盡管在國(guó)產(chǎn)變速器中有自主配套生產(chǎn)的少量AMT產(chǎn)品，但是對(duì)于變速器龐大的類型家族而言，多樣化的變速器生產(chǎn)技術(shù)仍然是由國(guó)外生產(chǎn)廠商獨(dú)占，國(guó)外大公司嚴(yán)格掌控。在科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的今天，只有掌握了變速器國(guó)產(chǎn)化技術(shù)，才能有強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，由國(guó)家發(fā)改委出面協(xié)調(diào)組織，國(guó)內(nèi)12家自主品牌變速器生產(chǎn)廠發(fā)起成立了中發(fā)聯(lián)投資有限公司，并于2008年11月25日在北京舉行中發(fā)聯(lián)投資有限公司與博格華納(中國(guó))投資有限公司離合

18、器(DCT)項(xiàng)目合資簽約儀式。盡管如此，我國(guó)的研究技術(shù)也僅能保證在原有基礎(chǔ)上有所進(jìn)步，尚有很多問(wèn)題無(wú)法解決，目前仍無(wú)法形成制造規(guī)模，也無(wú)法與國(guó)產(chǎn)DCT產(chǎn)品量產(chǎn)配套。國(guó)家的“863”重大專項(xiàng)曾專門為轎車DSG研究設(shè)置課題。按照國(guó)家產(chǎn)學(xué)研一體化的方針政策，國(guó)內(nèi)高校和專業(yè)研究機(jī)構(gòu)與杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)有限公司、重慶青山工業(yè)有限責(zé)任公司、浙江吉利控股集團(tuán)有限公司6，在我國(guó)大量專業(yè)制造的汽車零部件廠商的配合下，組成了研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在原有基礎(chǔ)上有了一定的研究進(jìn)步，取得了一些階段性成果。但依照當(dāng)下開(kāi)發(fā)進(jìn)度來(lái)說(shuō)，還需要一段漫長(zhǎng)的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。目前我們國(guó)內(nèi)多為合資廠商使開(kāi)發(fā)配套的雙離合器變速器，一汽大眾汽車公司

19、生產(chǎn)的邁騰和速騰汽車也相繼搭載了雙離合器自動(dòng)變速器，日系車型和國(guó)產(chǎn)品牌如BYD也在逐步推廣使用。1 引言經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)人們對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低碳、穩(wěn)定、舒適、高效的更高質(zhì)量的要求。在當(dāng)今動(dòng)力技術(shù)發(fā)展較為完備的情況下，僅改善動(dòng)力技術(shù)將很難取得進(jìn)展。國(guó)外的研究與匹配中著手動(dòng)力技術(shù)，同時(shí)配合傳動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)、動(dòng)力中央集成操控，為此完善人們的更高要求。傳動(dòng)技術(shù)方面，電子信息技術(shù)和控制技術(shù)的有了非常大的發(fā)展，消費(fèi)需求的多樣性、各類變速器自身固有的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)必然要求向駕駛輕松、傳遞高效、操作快捷、結(jié)構(gòu)合理、節(jié)能低碳、工作高品質(zhì)的方向前進(jìn)，由此發(fā)展為自動(dòng)變速器的控制多線程化、電子智能化及液力變矩器低速區(qū)域的

20、低速化等，同時(shí)新技術(shù)走向市場(chǎng)，雙離合變速器在少量高檔轎車上已經(jīng)有了應(yīng)用。綜上，變速器技術(shù)將朝著兼顧高品質(zhì)、強(qiáng)勁動(dòng)力、低碳經(jīng)濟(jì)三個(gè)方向發(fā)展。圖0.1 變速器技術(shù)開(kāi)發(fā)方向Fig.0.1 The development about the technology of Gearbox1.1汽車變速器的特點(diǎn) 目前市場(chǎng)主要使用的機(jī)械式手動(dòng)變速器（Manual Transmission,MT）、無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器（Continuously Variable Transmission,CVT）、液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（Automatic Transmission, AT）以及近幾年開(kāi)發(fā)的電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(Aut

21、omated Manual Transmission,AMT)，其特點(diǎn)都很鮮明。液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT）具有較好的操控平順性，技術(shù)開(kāi)發(fā)比較完善、容易操作，但單機(jī)的成本難以控制、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中導(dǎo)輪、渦輪、泵輪組合不簡(jiǎn)單，燃油消耗率較高、傳動(dòng)介質(zhì)發(fā)熱等耗散功率過(guò)多。無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器（CVT）具有良好的換擋平順性、控制靈敏和較高的傳動(dòng)效率，但仍無(wú)法控制單機(jī)消費(fèi)，應(yīng)用范圍目前只匹配在小轉(zhuǎn)矩車輛。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）是在手動(dòng)變速器上加載中央智能計(jì)算操控系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速控制，具有傳動(dòng)無(wú)用功低、成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，能夠讓手動(dòng)變速器汽車具有自動(dòng)換擋的可能，但在換擋時(shí)，無(wú)法保證動(dòng)力傳遞連貫性，

22、在動(dòng)力中斷后，重新結(jié)合時(shí)無(wú)法避免較大的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并且動(dòng)力切斷過(guò)程也造成發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)無(wú)動(dòng)力輸出，影響了汽車的乘坐動(dòng)力性和舒適性，目前只能在重型車輛小轉(zhuǎn)矩車輛上加載。針對(duì)以上特點(diǎn)，目前開(kāi)發(fā)出的雙離合器自動(dòng)變速器（DCT/DSG）不僅保證了車輛的換擋品質(zhì)和較低的燃油消耗率，并且使得車輛工況能夠在較理想條件下運(yùn)行。圖1.1.1 不同變速器的市場(chǎng)占有率Fig1.1.1 Market share of various transmissions（1）機(jī)械式手動(dòng)變速器（MT）MT的工作原理是通過(guò)變速器換擋撥叉撥動(dòng)不同齒輪組間的嚙合套導(dǎo)致不同齒輪嚙合，每一檔都有固定傳動(dòng)比的組合，因此每一檔位變矩比是固定的，

23、屬于有級(jí)變速器。MT變速器應(yīng)用的歷史最為悠久，發(fā)展已經(jīng)較為完善，MT憑借較為低廉的成本和優(yōu)秀的硬傳動(dòng)效率，在主流汽車市場(chǎng)上占據(jù)著相當(dāng)大的份額。但自動(dòng)變速器技術(shù)不斷完善，同時(shí)人們對(duì)汽車操縱品質(zhì)的要求，MT變速器在變速器市場(chǎng)的應(yīng)用份額逐漸出現(xiàn)下調(diào)趨勢(shì)，但在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)自動(dòng)變速器仍無(wú)法取代MT的市場(chǎng)霸主地位。優(yōu)點(diǎn)：成本較低，制作工藝要求較低，對(duì)于汽車操作愛(ài)好者較有操縱感。缺點(diǎn)：擋位數(shù)不能滿足節(jié)省要求，操作費(fèi)力，換擋品質(zhì)低。（2）液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT）液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT）是目前汽車上應(yīng)用最為寬泛的自動(dòng)變速器，結(jié)構(gòu)主要由3大部分組成：行星齒輪、液力變矩器、電子液壓控制系統(tǒng)。其變矩原理

24、主要是通過(guò)油液驅(qū)動(dòng)和行星齒輪配合方式實(shí)現(xiàn)變速。通常在液力變矩器的渦輪后面連接幾組行星齒輪來(lái)解決液力變矩器變矩區(qū)間較小的問(wèn)題，同時(shí)液壓操縱系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化智能操控行星齒輪嚙合得到不同組合，提高了有效地傳遞動(dòng)力性，并且也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)變速變矩。行星齒輪的傳動(dòng)比是一定的。圖1.1.2 AT動(dòng)力傳遞和基本控制系統(tǒng)Fig1.1.2 The power transmission system and basic control system of AT優(yōu)點(diǎn)：、傳遞功率適用范圍廣，對(duì)于各類車型有較好的適應(yīng)性。、換擋品質(zhì)較高，無(wú)沖擊和震動(dòng)，所以乘坐較為舒適。通過(guò)液力傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩變化曲線梯度較小，換擋時(shí)動(dòng)力不會(huì)

25、出現(xiàn)切斷的情況，比較輕松完成自動(dòng)控制。缺點(diǎn)：、油液的傳動(dòng)效率較低，能量不能充分利用，油液在渦輪和泵輪之間摩擦和沖擊，造成熱能和動(dòng)能的進(jìn)一步損失，加大了耗油量。因此，AT的檔位越多才能保證行駛和換擋的平順，同時(shí)增強(qiáng)AT的加速性和節(jié)油能力，但其代價(jià)是結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜嗎。因此4擋和5擋正在逐漸淘汰，而8擋AT開(kāi)始使用。、AT制造成本非常高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修保養(yǎng)都非常困難盡管AT依靠油液傳遞，變矩范圍較小，但仍然可以感受到換擋沖擊對(duì)速度反應(yīng)不如MT靈敏。（3）機(jī)械式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器（CVT）CVT是一款比較有代表性的無(wú)極變速器，目前應(yīng)用的無(wú)級(jí)變速器大多指機(jī)械式變速器，主要分為盤式CVT和帶式CVT。盤式CVT

26、主要組成部分為：輸入軸、輸出軸、主動(dòng)盤改變傳動(dòng)滾輪、從動(dòng)盤和傳動(dòng)滾輪7。其原理為改變中心軸的位置方向，通過(guò)轉(zhuǎn)換傳動(dòng)滾輪的中心軸，從而改變滾輪與主從動(dòng)盤的接觸點(diǎn)，進(jìn)而造成傳動(dòng)半徑發(fā)生變化（傳動(dòng)比變化），最終完成無(wú)級(jí)變速。但接觸點(diǎn)在傳動(dòng)時(shí)應(yīng)力較大，潤(rùn)滑時(shí)不易形成油膜，可靠性和壽命都不是很理想，不實(shí)際中并不常用。金屬帶式CVT主要組成部分為：主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、液壓泵、金屬帶等。其結(jié)構(gòu)可以分為主動(dòng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和從動(dòng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，分別固定主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，形成的V型槽，通過(guò)剛性較好的金屬片構(gòu)成的金屬帶嚙合。當(dāng)主、被動(dòng)輪可動(dòng)部分向傳動(dòng)軸的軸心移動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪與從動(dòng)輪傳動(dòng)帶的形成的基礎(chǔ)面的圓的中心距發(fā)生了改變，從而使

27、得其中的轉(zhuǎn)矩比發(fā)生了變化。通過(guò)液壓控制系統(tǒng)對(duì)可動(dòng)輪進(jìn)行不間斷，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。優(yōu)點(diǎn)：、可以算作是真正意義上的無(wú)級(jí)變速器，具有良好的操控平順性。傳動(dòng)比變化范圍較大，換擋平順、連續(xù)?？梢员ＷC發(fā)動(dòng)機(jī)的工況始終在最佳轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線附近，提高了燃料的燃燒完全度并降低了燃油消耗率，廢棄排放量中的、有了明顯的下降8。、燃油經(jīng)濟(jì)性和加速性能好，可以調(diào)整到發(fā)動(dòng)機(jī)最大的后備功率，動(dòng)力性強(qiáng)勁。、CVT沒(méi)有MT眾多的齒輪副，也沒(méi)有AT復(fù)雜的行星齒輪組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件少，從而體積精巧，質(zhì)量較輕。缺點(diǎn)：、轉(zhuǎn)矩范圍小，應(yīng)用不夠廣泛，V型帶與齒輪之間的摩擦無(wú)法傳遞較大功率扭矩，僅使用于3L以下車輛。、傳動(dòng)帶保養(yǎng)不易，使用壽命不

28、長(zhǎng)。（4）電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）AMT是在手動(dòng)變速器基礎(chǔ)上，繼承了電腦智能計(jì)算系統(tǒng)，替代由手動(dòng)操作完成檔位的離合器分離、變速器選檔、換擋的自動(dòng)有級(jí)變速器。AMT的主要結(jié)構(gòu)有：齒輪式機(jī)械變速器、自動(dòng)離合器、電子控制系統(tǒng)三大部分。AMT智能運(yùn)算系統(tǒng)（ECU）的輸入信號(hào)主要包括：車輛行駛狀態(tài)（、）等、駕駛員操縱狀態(tài)（、）等、道路路面狀況（、）等三大類。ECU根據(jù)車載數(shù)據(jù)庫(kù)中的的換擋策略、離合器控制策略、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門最佳進(jìn)氣角度控制策略作為輸出信號(hào)對(duì)變速器實(shí)行有效操控。優(yōu)點(diǎn)：、起步摩擦損失小，燃油經(jīng)濟(jì)性較好，傳動(dòng)效率高達(dá)95%以上。、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本僅為AT的25%，具有非常成熟的市場(chǎng)成本優(yōu)

29、勢(shì)。、車型適用范圍廣，成本低廉，對(duì)于換擋頻繁的公交客車等商用車是最佳選擇。缺點(diǎn)：AMT無(wú)法避免換擋時(shí)動(dòng)力中斷，換擋平順性有一些比較低，無(wú)法達(dá)到非常舒適的乘坐。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制時(shí)控制參數(shù)過(guò)多，自動(dòng)換擋控制困難。換擋時(shí)離合器踏板需要與換擋機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)配合方能達(dá)到最佳換擋，故控制困難。（5）雙離合變速器（DSG/DCT）DSG雙離合變速器結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)理念不同于傳統(tǒng)變速器，是一種比較有特點(diǎn)的設(shè)計(jì)方式，其結(jié)構(gòu)主要為：雙離合器、空心軸以及內(nèi)部的心軸、兩個(gè)平行的分變速器、控制器和油泵組成。傳遞扭矩的方式脫離了液壓式傳遞，采用一種特殊的方式通過(guò)雙質(zhì)量飛輪信號(hào)處理后進(jìn)入變速器中與雙離合器殼體固結(jié)的輸入端，通過(guò)這樣一種比較

30、獨(dú)特卻又不脫粒傳統(tǒng)的傳遞方法進(jìn)行傳遞。輸出軸1和輸出軸2的動(dòng)力齒輪都通過(guò)在輸出軸上進(jìn)行空轉(zhuǎn)而不輸出動(dòng)力，所以可以同一時(shí)間共同完成控制偶數(shù)擋的離合器借助電子智能控制系統(tǒng)結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端，而控制技術(shù)擋的輸入軸的離合器與輸出端斷開(kāi)，從而平順完成動(dòng)力切換。在此過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力切斷，并且預(yù)掛檔亦可以同步實(shí)現(xiàn)。有點(diǎn)：換擋時(shí)間快捷，所以不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力突然中斷的情況，并且也將動(dòng)力損失下降到了最低；換擋具有非常好的平順性，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力的不間斷傳遞和變速的不間斷鏈接。維護(hù)成本較低，變速器工作穩(wěn)定，故障少，質(zhì)量可靠。燃油經(jīng)濟(jì)性非常，傳動(dòng)效率非常高，加速度非常大。傳遞功率廣泛，適用車型多。缺點(diǎn)：核心的技術(shù)模塊受制于國(guó)外

31、大公司，核心技術(shù)中的電子控制模塊系統(tǒng)非常復(fù)雜，技術(shù)攻關(guān)難度大，生產(chǎn)成本就高。（6）變速器性能特點(diǎn) 目前變速器市場(chǎng)中，手動(dòng)變速器著眼于加工工藝和操縱機(jī)構(gòu)的提升，結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有變化。AT仍然延續(xù)早期的行星齒輪組合液力變矩傳遞，檔位由過(guò)去的4、5擋逐漸向高檔如7擋增加。CVT最大的優(yōu)勢(shì)莫過(guò)于在傳動(dòng)比改變上的完美，它可以更有效的讓發(fā)動(dòng)機(jī)在健康轉(zhuǎn)速工作，大幅度提升經(jīng)濟(jì)性，并且擁有近乎理想的平順性。CVT的優(yōu)勢(shì)在于其真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速，傳動(dòng)比大范圍的可變性可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)更有效地工作在最佳曲線上，提升了平順性和燃油經(jīng)濟(jì)性。變速器的特點(diǎn)各有不同，因此，通過(guò)以下幾個(gè)重要參數(shù)來(lái)對(duì)各類變速器進(jìn)行性能評(píng)定，以此來(lái)得出關(guān)于

32、那種離合器對(duì)于目前更適合的結(jié)論。 目前變速器的重要評(píng)價(jià)特點(diǎn)是指下列幾點(diǎn)：、變速器的動(dòng)力傳動(dòng)效率 變速器作為汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要部分，傳動(dòng)系統(tǒng)效率越高越好，這必須基于硬傳動(dòng)為基礎(chǔ)的變速技術(shù)才能做到。、變速器的換擋速度 變速器的換擋速度最好趨近于零，因?yàn)檫@對(duì)于動(dòng)力輸出和經(jīng)濟(jì)性都是最完美的。、變速器的換擋平順性 變速器的換擋平順性是指在汽車換擋時(shí)沖擊小，過(guò)度平穩(wěn)。變速器的換擋平順，在目前追求操縱感和舒適性的車輛，都將換擋平順性作為汽車變速器考察的重要指標(biāo)。、變速器的成本 變速器的成本是指生產(chǎn)變速器所耗費(fèi)的全部費(fèi)用，這樣的費(fèi)用是要全都算進(jìn)去的。變速器的成本在保證質(zhì)量的前提下是越低越好。、變速器的可

33、靠性 變速器的可靠性，是指在換擋的情況下，能夠保證不亂檔，可靠掛正確的檔，同時(shí)掛檔之后不亂檔。 變速器的適應(yīng)性 變速器的適應(yīng)性，指的是變速器能夠匹配一定范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的輸出并進(jìn)行調(diào)節(jié)。綜合以上內(nèi)容，繪制成以下圖表，可以證明DSG雙離合變速器的優(yōu)越性。圖 1.1.2 各類變速器優(yōu)缺點(diǎn)Fig1.1.2 Comparison of (different)transmissions' features1.2雙離合器變速器的關(guān)鍵技術(shù)要求雙離合器變速器正因?yàn)橐獫M足以上的特殊要求，因此在設(shè)計(jì)的同時(shí)對(duì)于離合器內(nèi)部的換擋、操縱、電控機(jī)構(gòu)都有獨(dú)特的要求，因此，雙離合器要具有其獨(dú)特技術(shù)要求方能體現(xiàn)其高性能

34、。關(guān)鍵技術(shù)要求一：雙離合器變速器的結(jié)構(gòu)核心之一在于其特殊的離合器機(jī)構(gòu)的組成。離合器工作條件惡劣，受布置空間和分離精確的要求，為達(dá)到尺寸精度，在設(shè)計(jì)時(shí)在操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)中要禁受磨損、高轉(zhuǎn)速、高熱量等狀況。離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分離機(jī)構(gòu)控制原理、空間布置必須匠心獨(dú)運(yùn)，方能行云流水。關(guān)鍵技術(shù)要求二：為保證雙離合器在換擋過(guò)程中動(dòng)力不間斷，換擋無(wú)沖擊，就必須在奇數(shù)和偶數(shù)擋動(dòng)力傳遞重疊階段有精確的計(jì)算和迅捷的控制，從而保證變速器結(jié)構(gòu)的壽命。因此，精密的換擋策略來(lái)防止在換擋重疊時(shí)的干涉和較大動(dòng)載荷。電子控制模塊來(lái)控制切換時(shí)間，保證滑摩平順、無(wú)共振、沖擊小。所以，只有使用特殊的電子控制，才能保證雙離合器變速器換擋無(wú)憂

35、，達(dá)到行云流水的狀態(tài)，極大的提高操縱性能。關(guān)鍵技術(shù)要求三：雙離合器變速器換擋操縱的可靠性關(guān)鍵在于靈敏的液壓控制系統(tǒng)，作為變速器三大主要部件之一，汽車的行駛曲線和安全性都基于液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)的閥體連接、油腔連接、接口排序等都必須能準(zhǔn)確反映電子控制模塊對(duì)于避免換擋重合、動(dòng)力間斷、油壓突變的要求。由于油道的復(fù)雜性，在繁瑣的加工又必須保證閥腔之間的正確連接，因此，液壓控制系統(tǒng)在制造加工和不知設(shè)計(jì)安裝方面都有非常高的要求。關(guān)鍵技術(shù)要求四：雙離合器變速器的評(píng)價(jià)，傳統(tǒng)的僅考慮換擋過(guò)程對(duì)性能的影響已經(jīng)無(wú)法滿足變速器的全面性指標(biāo)，雙離合器變速器是一個(gè)創(chuàng)造性的有機(jī)整體。在考慮對(duì)于離合器沖擊的同時(shí)，也要考慮到

36、離合器的耐久性，保證該機(jī)構(gòu)在有效地情況下能夠正常輸出動(dòng)力?？紤]到指標(biāo)的平均值，也要考慮性能的關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)?？紤]沖擊的同時(shí)，也要考慮平順性和動(dòng)力的間斷性，因此，必須使用比較特殊的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，才能對(duì)雙離合器變速器有系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。2 雙離合器自動(dòng)變速器（DSG/DCT）的結(jié)構(gòu)2.1雙離合變速器的結(jié)構(gòu)雙離合變速器的結(jié)構(gòu)大致分為三種：雙離合器單軸輸出，組合雙離合器單軸輸出，組合雙離合器兩軸輸出。其核心原理不變，即將兩套變速器和離合器結(jié)合，當(dāng)其中一組處于正在對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)輸出動(dòng)力時(shí)候另一組空轉(zhuǎn)并預(yù)選下一個(gè)檔位，中央控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況切換兩套變速系統(tǒng)一個(gè)工作，另一個(gè)負(fù)責(zé)休息不輸出動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)了換擋。雙離合器變

37、速器主要結(jié)構(gòu)有：雙離合器、動(dòng)力輸入裝置、傳動(dòng)軸、從動(dòng)軸和動(dòng)力輸出裝置。圖2.1.1 雙離合器變速器基本結(jié)構(gòu)Fig2.1.1 The basic mechanism of DCT（1）動(dòng)力輸入裝置離合器結(jié)合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)飛輪傳遞至雙離合器外殼，從而帶動(dòng)離合器主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)共同旋轉(zhuǎn)，并將動(dòng)力傳遞至已結(jié)合離合器的從動(dòng)部分，離合器從動(dòng)片通過(guò)花鍵帶動(dòng)從動(dòng)軸一起運(yùn)動(dòng)。（2）雙離合器 雙離合器變速器的核心部件之一為雙離合器，按照類型可以劃分為兩大類：干式雙離合器和多片濕式雙離合器。干式雙離合器主要靠摩擦片的摩擦工作，因此控制技術(shù)關(guān)鍵在于解決散熱問(wèn)題和磨損補(bǔ)償問(wèn)題。濕式雙離合器主要靠液壓控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)換

38、擋起步操作，因此控制技術(shù)關(guān)鍵在于非常高的液壓系統(tǒng)精度。雙離合器中的兩個(gè)離合器分別控制奇數(shù)擋和偶數(shù)擋的動(dòng)力輸出，保證兩個(gè)離合器在任何情況下都能夠有足夠的動(dòng)力輸出。圖2.2.2 多片式離合器結(jié)構(gòu)Fig2.2.2 The mechanism of multiple-disk clutch（3）傳動(dòng)軸根據(jù)離合器動(dòng)力傳遞路線，動(dòng)力由花鍵傳遞至傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸有兩種：奇數(shù)擋傳動(dòng)軸（實(shí)心軸）和偶數(shù)檔傳動(dòng)軸（空心軸），二者布置方式可平行布置或同心布置與兩個(gè)離合器軸線上。脈沖傳感器主要是監(jiān)控奇數(shù)擋的主動(dòng)齒輪，同時(shí)加入轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量固件，同理，偶數(shù)檔也有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。（4）從動(dòng)軸從動(dòng)軸安裝在傳動(dòng)軸之后，其中從動(dòng)齒輪混

39、合分布，奇數(shù)檔齒輪和偶數(shù)檔齒輪可同時(shí)布置在同一根軸上。離合器中各檔的從動(dòng)齒輪和同步器懸空旋轉(zhuǎn)在從動(dòng)軸上，同步器嚙合掛檔齒輪從而傳遞動(dòng)力（或預(yù)掛檔），未嚙合齒輪在在從動(dòng)軸上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)卻不輸出動(dòng)力。（5）動(dòng)力輸出端 動(dòng)力輸出齒輪固連在從動(dòng)軸上，同時(shí)與差速器齒輪嚙合，經(jīng)過(guò)雙離合器變速器變矩后的動(dòng)力輸送給動(dòng)力輸出齒輪，先經(jīng)過(guò)雙離合器主減速器減速增距，再經(jīng)過(guò)車輛主減速器上進(jìn)一步減速增距，最終通過(guò)差速器分流后，由車輛半軸向車輪輸出動(dòng)力。2.2雙離合器變速器工作原理兩軸式雙離合器變速器將技術(shù)檔（1、3、5檔）與偶數(shù)檔（2、4、6檔）分開(kāi)布置，并與組合雙離合器連接。1、3、5檔連接在離合器上，2、4、6檔連接在

40、離合器上。在車輛停止時(shí)，兩個(gè)離合器是未閉合的，處于離合器沒(méi)有結(jié)合的狀態(tài)，此時(shí)無(wú)動(dòng)力輸出。車輛處于起步狀態(tài)，ECU計(jì)算后通過(guò)控制液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，操控?fù)Q擋機(jī)構(gòu)掛1檔，離合器由分離逐漸結(jié)合，車輛起步。此時(shí)，離合器未結(jié)合，無(wú)動(dòng)力輸出。車輛加速，ECU全程監(jiān)控，在即將達(dá)到換擋速度時(shí)，預(yù)掛2檔，隨著速度提高，離合器C1隨著電控系統(tǒng)的控制漸漸分離，離合器C2在液壓控制系統(tǒng)的指揮下漸漸結(jié)合，兩個(gè)離合器交替切換，當(dāng)C1完全分離后，離合器C2完全結(jié)合，此時(shí)換入2擋。圖2.2.2.1 雙離合器變速器基本布置Fig2.2.2.1 The structural principal of DCT第一階段：以偶數(shù)當(dāng)4擋傳遞動(dòng)

41、力為例，此時(shí)離合器C2結(jié)合，4檔正常傳遞動(dòng)力中。雙離合變速器電控系統(tǒng)TCU根據(jù)車輛安裝的傳感器讀取和分析信號(hào)，獲得車輛目前運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)換擋判斷，此時(shí)車輛若速度升高則預(yù)準(zhǔn)備即將選擇檔位5檔，若車輛速度降低，則采取減檔3檔策略。圖2.2.2.2 離合器2結(jié)合，4擋傳遞扭矩Fig2.2.2.2 No.2 clutch engagement； transmission torque of the forth gear第二階段：4檔正常輸出動(dòng)力，由TCU計(jì)算后，選擇高速掛5檔策略，此時(shí)預(yù)掛5檔，仍由4檔輸出動(dòng)力；離合器C1處于沒(méi)有結(jié)合的情況，此時(shí)無(wú)法向輸出軸提供轉(zhuǎn)矩輸入。若使用低速策略，則T

42、CU控制液壓系統(tǒng)預(yù)換入奇數(shù)檔3檔，仍由4檔輸出動(dòng)力。圖2.2.2.3 離合器2結(jié)合，4擋傳遞扭矩，預(yù)掛5擋Fig2.2.2.3 No.2 clutch engagement； transmission torque of the forth gearpre-engage the fifth gear第三階段：此時(shí)，預(yù)掛好的五檔和已經(jīng)掛好的四檔的兩組離合器共同連接，此時(shí)主要由4擋傳遞轉(zhuǎn)矩。C2離合器逐漸分離，傳遞轉(zhuǎn)矩漸小，C1離合器逐漸結(jié)合，傳遞轉(zhuǎn)矩逐漸增大，為保證傳遞轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性，此時(shí)需要由TCU精確計(jì)算，保證配合時(shí)機(jī)。圖2.2.2.4 離合器1、2結(jié)合，4、5擋同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)矩Fig2.2.2.

43、4 No.1 and No.2 transmission engage while transmission torque of the forth and fifth gears work simultaneously第四階段：離合器C2徹底分離，但仍掛4擋，4擋不傳遞轉(zhuǎn)矩。離合器C1完全結(jié)合，此時(shí)轉(zhuǎn)速為5擋轉(zhuǎn)速，動(dòng)力傳遞為5當(dāng)。圖1.2.2.5 離合器1結(jié)合，離合器2分離，5擋傳遞轉(zhuǎn)矩，未摘4擋Fig1.2.2.5 Engagement of No.1 transmission; release of No.2 Transmission; transmission torque of th

44、e fifth gear第五階段：此時(shí)4擋離合器C2徹底分離，4擋齒輪未嚙合。5擋處于正常傳遞動(dòng)力階段。此時(shí)，由TCU根據(jù)車輛的不同運(yùn)行工況進(jìn)行判定，選擇合理的檔位，過(guò)程如上所述。圖1.2.2.5 離合器1結(jié)合，5擋傳遞轉(zhuǎn)矩Fig1.2.2.5 No.1 transmission engagement; transmission torque of the fifth gear 汽車的換擋控制策略主要根據(jù)外界工況條件、駕駛員操作預(yù)判、道路狀況等綜合考慮，主要通過(guò)傳感器分析節(jié)氣門開(kāi)度大小和變化速率、輸入軸和輸出軸轉(zhuǎn)速差來(lái)保證換擋品質(zhì)的高低，從而達(dá)到換擋平順不間斷。3 雙離合器變速器的離合器DCT

45、離合器工作環(huán)境非常嚴(yán)峻，兩個(gè)離合器都要經(jīng)歷摩擦和分離，結(jié)合過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)非常大的摩擦力做功，產(chǎn)生很大的廢熱，必須及時(shí)降溫，才能保證離合器不至于因?yàn)榫植扛邷囟a(chǎn)生燒損粘合，有效提高離合器的壽命和性能。因此，在選擇離合器的用料、抗磨損、摩擦系數(shù)、表面潤(rùn)滑道結(jié)構(gòu)都需要高技術(shù)來(lái)解決。同時(shí)，離合器在降溫要求中，必須有冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)，保持離合器具有良好的工作穩(wěn)定能力，同時(shí)能夠抵抗剪切和壓縮，冷卻液的粘溫曲線應(yīng)當(dāng)較為平滑。3.1雙離合器變速器的干式離合器干式離合器的結(jié)構(gòu)中，從動(dòng)部分質(zhì)量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小、布置簡(jiǎn)單、容易調(diào)整、分離徹底，因此，能夠有效防止過(guò)載，同時(shí)傳動(dòng)效率高、成本低，不需要多增加附件。干式離合器通過(guò)

46、發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器互相結(jié)合部位的飛輪并且配合其中的壓緊裝置吸收熱量，不容易受到摩擦產(chǎn)生的高熱量的影響，但散熱介質(zhì)為空氣，因此在摩擦?xí)r間很不長(zhǎng)時(shí)具有較好的特性。3.2雙離合器變速器的濕式離合器濕式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓盤接合徹底，壓力分布無(wú)應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此能夠傳遞大扭矩同時(shí)摩擦損失小。濕式離合器采用液體介質(zhì)強(qiáng)迫油液進(jìn)行對(duì)內(nèi)機(jī)構(gòu)的冷卻，能夠達(dá)到非常優(yōu)秀的降溫效果，在半離合狀態(tài)時(shí)能夠及時(shí)散熱，摩擦盤表面不易產(chǎn)生熱損傷，壽命較一般離合器達(dá)到5倍以上，因而被廣泛應(yīng)用。但是，使用液體介質(zhì)作為冷卻液，在摩擦的過(guò)程中，增加了滑磨阻力，同時(shí)大量的散熱降低了傳動(dòng)效率。在安裝的過(guò)程中，也要充分考慮到冷卻系統(tǒng)的布置和安裝環(huán)

47、境，同時(shí)對(duì)硬件的配合要求很高。但總體來(lái)說(shuō)濕式離合器間隙適應(yīng)性好，調(diào)整方便，換擋品質(zhì)優(yōu)良。從以上材料可以看出兩種離合器的優(yōu)點(diǎn)突出，缺點(diǎn)較一般離合器很普遍，所以在安裝和匹配的過(guò)程中，要充分考慮到汽車的工況和行車環(huán)境的狀況，將兩種離合器取長(zhǎng)補(bǔ)短，最大程度減小缺點(diǎn)對(duì)行車的影響，從而達(dá)到雙贏。圖2.2.1 干、濕離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Fig2.2.1 Structural feature of Dry and wet Clutch圖2.2.2 干、濕離合器的優(yōu)缺點(diǎn)Fig2.2.2 The quality of dry and wet clutch4 雙離合變速器的換擋控制策略DSG換擋時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)離合器一起

48、結(jié)合傳遞動(dòng)力的情況，稱為轉(zhuǎn)矩重疊，這種的情況是允許的并且可以控制的。為了最大程度減小轉(zhuǎn)矩重疊過(guò)程中的離合器磨損、溫度過(guò)高、轉(zhuǎn)矩干涉的現(xiàn)象，必須在控制策順序方面進(jìn)行精確的控制，才能最大程度減小從動(dòng)部分的動(dòng)載荷，避免在換擋過(guò)程中對(duì)于各個(gè)系統(tǒng)的沖擊效果。在控制過(guò)程中，主要依靠TCU進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算，包括由安裝在輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器形成的數(shù)字信號(hào)；離合器和同步器傳感器發(fā)出的模擬信號(hào)，所有信號(hào)經(jīng)過(guò)ECU匯總，形成閉環(huán)回路控制，從而確定車輛行駛狀態(tài)，同時(shí)向電子和液壓操縱系統(tǒng)發(fā)出具體的指示信號(hào)，控制離合器的開(kāi)閉和檔位的切換。因此，控制方法的具體性的優(yōu)劣直接導(dǎo)致?lián)Q擋品質(zhì)性的高低。4.1起步控制起

49、步階段可以根據(jù)車輛具體需要的起步動(dòng)力輸出的要求采用不同轉(zhuǎn)矩進(jìn)行起步：、起步時(shí)僅掛入1擋，由一檔輸出動(dòng)力。、為了快速而平穩(wěn)地起步，可以使用兩個(gè)擋離合器同時(shí)結(jié)合，共同輸出動(dòng)力進(jìn)行起步。由TCU指揮電子和液壓控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)掛如1擋、2擋，在滿足起步工況要求的同時(shí)，TCU將逐漸將其中的一個(gè)離合器分離，由另外一個(gè)離合器結(jié)合輸出動(dòng)力。4.2順序換擋控制策略在掛入高檔位時(shí)，其中選擇某一離合器處于結(jié)合階段，則剩下的未選擇的離合器處于半離合狀態(tài)，TCU將根據(jù)轉(zhuǎn)矩結(jié)合的要求進(jìn)行離合器壓力控制，將動(dòng)載荷降到最低，從而保證平順性。換擋中主要通過(guò)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由TCU判定壓力的大小，并進(jìn)行高低壓的調(diào)節(jié)，來(lái)控制升檔。

50、所以，在進(jìn)行順序換擋的過(guò)程中，主要就是靠TCU和電控液力執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精密配合，保證離合器能夠在正確和較短的時(shí)間內(nèi)完成切換，兩個(gè)離合器在切換控制時(shí)采用的是“疊加控制”，也叫“重疊控制”，通過(guò)傳遞動(dòng)力的重合，保證動(dòng)力始終處于輸出非終端狀態(tài)，避免了飛輪因無(wú)動(dòng)力輸出而出現(xiàn)打滑，并且在共同輸出轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，通過(guò)TCU計(jì)算出需要的轉(zhuǎn)矩來(lái)滿足工況，在車載自動(dòng)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)庫(kù)中能夠參照最佳轉(zhuǎn)矩曲線，保證換擋的各種性能比如平滑順利通過(guò)性和換擋非低效果品質(zhì)性。TCU在計(jì)算重疊切換時(shí)，也將保證重疊式轉(zhuǎn)矩最小，將對(duì)離合器的上海降到最低。因此，在此種策略下進(jìn)行調(diào)控，就需要各執(zhí)行機(jī)構(gòu)具備很高的控制精度及準(zhǔn)確性。圖3.2.1 TC

51、U順序換擋控制策略Fig3.2.1 Ordinal shifting control method of TCU4.3跳檔控制車輛行駛過(guò)程中遇到急減速等特殊情況，將需要跳擋，從而保證車輛的行駛要求，DSG進(jìn)行跳擋控制策略時(shí)，主要是通過(guò)逆向計(jì)算，由最終速度來(lái)決定最終檔位，由最終的檔位歸屬的離合器來(lái)保證跳擋控制的正確性。若起始和終止由相同離合器控制，則另一個(gè)離合器只作為過(guò)度檔位；若其實(shí)和最終檔位由不同離合器控制，則直接跳至另一離合器。5.雙離合變速器電子控制系統(tǒng)雙離合變速器的電子控制系統(tǒng)主要由三大部分組成：電子控制核心（TCU）、高精密傳感器系統(tǒng)、操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在電子控制系統(tǒng)中，最核心的部分是安裝

52、在變速器箱體上的電子控制核心TCU（Transmission Control Unit），負(fù)責(zé)計(jì)算和輸出所有傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)，出于空間結(jié)構(gòu)布置要求，TCU被浸潤(rùn)在冷卻機(jī)油中。TCU中央控制處理單元，匯集各個(gè)模塊的電子數(shù)字信號(hào)，將各傳感器信號(hào)收攏，通過(guò)CAN總線，聯(lián)系發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS和各類電子儀表，分析車輛工況，將信號(hào)比照設(shè)計(jì)的最佳工況切換擋數(shù)據(jù)庫(kù)，調(diào)取最優(yōu)控制策略，向電子控制及液壓控制系統(tǒng)發(fā)送電子控制信號(hào)，操縱機(jī)構(gòu)接受信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確操控，從而完成最佳換擋品質(zhì)切擋。DSG的電子中央控制模塊，高度集成，在安裝和維護(hù)方面都有顯而易見(jiàn)的又是，同時(shí)，電子控制單元直接總成于控制模塊之上，操縱迅捷。在接口技術(shù)方

53、面，采用中央插頭鏈接，以最少的導(dǎo)線和接口數(shù)量進(jìn)行傳輸，有效地提高了可靠性，使變速器更加輕便。圖5.1 雙離合變速器中央控制集成模塊Fig5.1 DCT's integrated module controlled by central system圖5.2 雙離合變速器傳感器匯總Fig5.2 DCT's sensor collection5.1傳感器系統(tǒng)傳感器是雙離合變速器中重要的模塊，主要負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)車輛運(yùn)行工況，收集狀態(tài)信號(hào)，同時(shí)向TCU發(fā)送各類控制參數(shù)，傳感器系統(tǒng)主要有：轉(zhuǎn)速傳感器模塊、壓力傳感器模塊、溫度傳感器模塊、溫度傳感器模塊、位置傳感器模塊等。其中，壓力傳感器模塊主要

54、監(jiān)測(cè)在各個(gè)工作點(diǎn)和各個(gè)工作管路的油液壓力狀態(tài)；溫度傳感器模塊主要負(fù)責(zé)油溫和操縱機(jī)構(gòu)的位置的各個(gè)工作要素。傳感器模塊中比較有代表性的模塊是轉(zhuǎn)速傳感器模塊，非常具有顯著的特性主要分為三大部分：變速器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)部分、離合器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)部分、變速器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)部分。這三大部分集成在電子控制核心總成上，并且采用交錯(cuò)的方式安裝。在工作的過(guò)程中，掃描同一個(gè)目標(biāo)，由于安裝的原因，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)表示的內(nèi)容相反，其中信號(hào)1為“1”時(shí)，信號(hào)0為“0”，同樣可推得另一種情況。中央控制模塊通過(guò)次信號(hào)來(lái)計(jì)算行駛速度和方向。如圖（5.1.1）所示，情況處于0在前方首先輸出，信號(hào)1輸出中央智能控制單元

55、，車輛向前行駛；10圖5.1.1 信號(hào)相同時(shí)Fig5.1.1 When signals appear the same如圖3（5.1.2）所示，車輛進(jìn)行調(diào)頭。10圖5.1.2 信號(hào)相反時(shí)Fig5.1.2 When signals shows the opposite signs5.2信號(hào)處理系統(tǒng) 系統(tǒng)的輸入信號(hào)主要有3種類型：模擬量、脈沖量和數(shù)字量信號(hào)處理的主要流程為比較簡(jiǎn)單的流程。模擬信號(hào)主要包含節(jié)氣門的變化情況、在工作狀態(tài)下的油的溫度情況、最工作狀態(tài)下的各個(gè)管路的壓力情況TCU主要負(fù)責(zé)處理其中的數(shù)字轉(zhuǎn)化的信號(hào)比如經(jīng)過(guò)模擬的AD轉(zhuǎn)化信號(hào)。脈沖信號(hào)的內(nèi)容主要是指變速器輸出軸的輸出轉(zhuǎn)速，同時(shí)也包

56、括經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪傳遞至變速器的輸入轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的整形處理，由繼承的計(jì)數(shù)器記錄了轉(zhuǎn)速脈沖的個(gè)數(shù)，從而在較短的時(shí)間內(nèi)完成了轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集。對(duì)于類似于光電隔離電路的布置部分，則相當(dāng)于采用了開(kāi)關(guān)信號(hào)如經(jīng)過(guò)I/O接口，通過(guò)檢測(cè)和計(jì)算，達(dá)到對(duì)數(shù)字信號(hào)的收集工作。信號(hào)處理模塊是TCU處理信號(hào)模塊中的一部分，對(duì)于輸入信號(hào)的不同類型而言，信號(hào)處理模塊的功能是將其進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)。系統(tǒng)的輸入信號(hào)主要有3種類型：模擬信號(hào)、脈沖信號(hào)、數(shù)字信號(hào)。其中，模擬信號(hào)主要是監(jiān)測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度、變速箱油溫、變速箱油壓等傳感器發(fā)送而來(lái)，此類信號(hào)比較簡(jiǎn)單，可以由傳感器進(jìn)行初步處理。對(duì)于脈沖信號(hào)而言，主要是監(jiān)測(cè)輸入、輸出軸轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)整形之

57、后，由計(jì)數(shù)器計(jì)算采集收集的脈沖個(gè)數(shù)。數(shù)字信號(hào)則是開(kāi)關(guān)模式信號(hào)，經(jīng)過(guò)光電隔離管直接傳遞至I/O接口，達(dá)到完成統(tǒng)計(jì)各種數(shù)字信號(hào)的設(shè)定的任務(wù)。圖5.2.1 傳感器工作示意Fig5.2.1 Working signs chart of sensors6液壓控制系統(tǒng)6.1 DCT液壓控制單元組成電子系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)組成了電液控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)中，最具有代表性和實(shí)用性的區(qū)分方式是由閥體來(lái)區(qū)分不同種類的液壓系統(tǒng)主要還是普通液壓系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的油管閥體不同，液壓控制單元主要由配油機(jī)構(gòu)組成，配油機(jī)構(gòu)中的孔和閥體之間聯(lián)通，從而使得液壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，布置體積小，能夠有效地讓變速器的總成達(dá)到一定程度的輕量化。液壓控制系統(tǒng)主要包括：液控定量泵、濾清器閥、