双离合器自动变速器设计(含cad)
双离合自动变速器设计

本科毕业设计题目:双离合自动变速器设计学院: 汽车与交通工程专业: 车辆工程学号:学生姓名:指导教师:日期: 二〇一四年六月摘要双离合器式自动变速器(DualClutehTransmission,即DCT),是由双轴式手动变速器发展而来的。
它既保留了结构简单、传动效率高的优点,又具有电液控制方式的优点,改善了换档品质,降低了油耗、故障率和制造成本。
目前国内外有许多汽车大公司与学者在致力于双离合器式自动变速器的开发与研究,并已在多款车上应用。
因此研究双离合器式自动变速器的工作特性,并对其齿轮变速器进行设计,是非常重要和必须的。
本文设计研究了双离合器式自动变速器的六挡齿轮变速器,对变速器的工作原理做了阐述,对各种不同变速器的布置方案及变速器的倒档方案做了详细的分析后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、并且对变速器的挡位数、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、对变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算,并进行了强度校核,对一些标准件进行了选型。
变速器的传动方案设计。
简单讲述了变速器中各部件材料的选择。
关键字:双离合器;挡位数;传动比;齿轮;自动变速器ABSTRACTPair of dyadic clutch automatic transmission (DualClutehTransmission , namely DCT), is to come from biax style hand movement change gear by developing. Now that it having reserved the structure simplicity , efficient merit of drive, have had electricity liquid control mode merit , improvement shifting into quality , lessening oil consumes , the malfunction leads cost of manufacture to draw. And at present, there is a lot of important automobile company in home and abroad and the scholar is in exploitation and research concentrating efforts on dyadic Yu Shuang clutch automatic transmission, already have applied to much money vehicle. And automatic transmission performance data studying pair of clutches are dyadic therefore, change gear carries out design on it's gear wheel, be very important and necessary.This design double clutch type automatic transmission gear transmission, the six blocked for transmission principle of work done on various transmission, the layout and the transmission of reverse scheme after a detailed analysis of the transmission of the final selection for transmission, the layout of main parts including gear shift structure forms, expounds the choice, and the number of transmission gears and scope, the transmission, the center distance, preliminary design and choice. Transmission of transmission scheme design. Simply tells the transmission components of material selection.Key words:Pair of clutches; Number of Gear; Transmission Ratio; Gear; Automatic Transmission目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 课题研究的目的意义 (1)1.2 课题的研究现状 (3)1.3 双离合器式自动变速器的结构及其优点 (4)1.3.1 双离合器式自动变速器的结构 (4)1.3.2 双离合器式自动变速器的工作原理 (6)1.4 设计的主要内容与技术路线 (12)第2章双离合器式自动变速器方案的选择和基本尺寸的确定 (15)2.1 方案的选择 (13)2.1.1变速器的功用和要求 (13)2.1.2变速器结构方案的确定 (14)2.2 变速器主要零件结构的方案分析 (16)2.3 本章小结 (18)第3章变速器主要参数的选择与主要零件的设计 (19)3.1 变速器主要参数的选择 (19)3.1.1挡位数 (19)3.1.2传动比范围 (19)3.1.3中心距A (20)3.1.4轴向尺寸 (20)3.1.5齿轮参数 (20)3.2 变速器各挡传动比的选择 (23)3.2.1初选传动比 (23)3.2.2最大传动比的选择 (23)3.2.3其他各挡传动比的确定 (24)3.3 各挡齿轮齿数的分配 (24)3.3.1 一档齿轮参数 (25)3.3.2 确定二档齿轮参数 (26)3.3.3 确定三档齿轮参数 (28)3.3.4 确定四档齿轮参数 (29)3.3.5 确定五档齿轮参数 (31)3.3.6 确定六档齿轮参数 (32)3.3.7 确定倒档齿轮参数 (33)3.4本章小结 (35)第4章变速器齿轮的计算与校核 (36)4.1 齿轮的损坏原因及形式 (36)4.2 齿轮材料的选择 (36)4.3 齿轮材料的强度计算与校核 (36)4.4 各轴上的转矩的计算 (38)4.5 各挡齿轮弯曲强度计算 (39)4.6 各挡齿轮接触应力的计算 (40)4.7 本章小结 (42)第5章变速器轴的设计与校核 (43)5.1 轴的功用与类型 (43)5.1.1 轴的功用 (43)5.1.2 轴的分类 (43)5.1.3 轴的材料 (43)5.1.4 轴的工艺要求 (44)5.2 轴的结构设计 (44)5.2.1 轴的加工工艺性 (44)5.2.2 轴的装配工艺性 (44)5.2.3 轴的设计 (44)5.3 轴的校核 (46)5.3.1 第一输出轴的校核 (46)5.3.2 第二输出轴的校核 (48)5.4 本章小结 (50)第6章轴承的选择与校核 (51)第7章变速器同步器设计 (51)6.1 同步器的结构 (51)6.2 同步器的主要参数确定 (52)6.3 本章小结 (53)结论 (54)参考文献 (55)致谢 (56)附录 (57)附录A 外文文献原文 (57)附录B 外文文献原文中文翻译 (63)第1章绪论1.1变速器的类型及发展方向汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给车轮,一般来说,车轮由外力负载决定的转矩、转速与发动机所提供的有大的偏差,因此传动系的功用可概括为:通过变换传动比来调节或变换发动机的性能,将动力经济而方便的传给车轮,以适应外界道路和负载的变化。
双离合器式自动变速器DCT-课件(演示)

4. 多片湿式双离合器的滑磨热,利用自动变速器的 ATF油来吸收,使摩擦片得到良好的冷却,接合柔 和,磨损均匀,使用寿命长,扭矩传递能力好。
驾驶员的体验是DCT很多优点的一个。少于8 毫秒的升档时间使很多人感觉到在市面上所 有的整车中装备DCT的能提供最价的动态加 速性。当然通过减少换档冲击,DCT也提供 了更为平顺的换档。
二、DCT电控液动换档系统的组成:
DCT电控液动换档系统与传统的ECT控 制系统类同,也分为两部分:
二、DCT电控液动换档系统的组成:
1、电控部分—电脑DCT/ECU和EFI/ECU联网 工作,进行自动换档逻辑控制,并发令使换 档电磁阀动作,完成档位的自动转换。本系 统的传感器信号和开关信号,进行信息反馈, 监控双离合器的工作质量,如:换档控制、 柔和控制、同步控制、报警自诊等内容。
三、DCT电控液动换档系统的原理:
4、汽车升档时—当需要升档时,电磁阀A通电 开启泄油,B阀断电关闭充油,液压滑阀左移, 离合器C2充油接合,同步器A2也向前接合, 换入二档行驶。
5、其他档位的升档和降档过程和同步器的控制 原理,皆类同故略。
四、DCT系统各档工作过程:
利用电控液动方式,使双离合器和同步 器的液压缸自动交替充油、泄油而离合,将 动力输入相关档位的同步器和齿轮组,即: 前一档位泄油、后一档位充油,反复交替, 依次的升档或降档,这一过程在1s内完成, 动力衰减的时间极短,保证了行驶的平稳性。
第一离合器C1—控制1、3、5、R档位; 第二离合器C2—控制2、4、档位或6档位。ຫໍສະໝຸດ 一、DCT系统的结构特点:
(完整版)项目三.双离合器式自动变速器DCT

汽车新技术
二 DCT系统的结构特点:
7. 变速手柄的档位排列方式,仍是:P、R、N、D、S 传统方式。有的车系还加装了手动换档开关,在D档 位时,手柄也可利用手动通道上下微动,手动依次升 档或降档行驶。
19
汽车新技术
20
汽车新技术
21
Hale Waihona Puke 汽车新技术二 DCT系统的结构特点:
8. 两个不同尺寸的离合器,同轴心的套装在一起,以相同的摩 擦力矩Mc,交替传递发动机的转矩。 因离合器的最大摩擦力矩Mc为下式: Mc=ZPμRc (n.m) Z—摩擦面数;P—压盘上的油压作用力; μ—摩擦系数;Rc—摩擦片的平均摩擦半径。 所以,两个尺寸不同的离合器套装在一起,控制油压相 同,因平均摩擦半径不同,压盘的压紧力不同,最终摩擦力 矩Mc是相同的,都能单独传递发动机的最大扭矩Memax,即: Mc>Memax。
汽车新技术
双离合器式自动变速器DCT
1
汽车新技术
自动变速器
AT 技术非常成熟
市场占有量大
AT关键制造技术与 控制系统十分复杂
CVT 燃油经济性好
其关键部件(金属 带)受国外公司技术 垄断
适用动力范围有限
AMT
DCT
结构简单、成本低, 具有AT的舒适性和
传动效率高
操作方便性
换挡过程动力中断 , 拥有AMT结构简单、
40
汽车新技术
换挡过程离合器控制 DCT动力换档特性 DCT通过两个离合器的匹配切换实现换挡动作,换挡迅
速平稳,换挡时间可以达到0. 04s~0. 03s,驾驶者不会有任 何感觉。在换挡过程中,发动机的动力始终不断地被传递到 车轮上,实现动力换挡,保证车辆具有良好的加速性能。
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 designAbstract 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)4.1.1 传动比范围 (11)4.1.2 变速器各档传动比的确定 (11)4.1.3 中心距的选择......................... 错误!未定义书签。
双离合器自动变速器的七档齿轮变速器设计

开题报告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ABSTRACTDCT 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 of transmission gear ratio, center distance a preliminary selection and design. The gear on the transmission module, pressure angle, helix angle, were calculated gear selection and other relevant parameters and checking on the gear. Structural dimensions of the shaft and bearing design and its selection was checked.Key words: Dual Clutch Transmission;Automatic transmission;Transmission Ratio;Gear ;Axis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2课题的研究现状 (3)1.3课题的研究内容及技术路线 (5)第2章双离合器自动变速器传动方案的确定 (7)2.1DCT结构的分析 (7)2.2DCT双离合器形式的分析 (11)2.2.1 干式双离合器性能分析 (11)2.2.2 湿式双离合器性能分析 (12)2.3DCT基本结构方案的确定 (13)2.4本章小结 (13)第3章双离合器自动变速器的设计与计算 (14)3.1变速器主要参数的选择 (14)3.1.1 传动比范围 (14)3.1.2 变速器各档传动比的确定 (14)3.1.3 中心距的选择 (16)3.1.4 变速器的外形尺寸 (17)3.1.5 齿轮参数的选择 (17)3.1.6 各档齿轮齿数的分配 (19)3.1.7 变速器齿轮的变位 (21)3.2变速器齿轮强度校核 (26)3.2.1 齿轮材料的选择原则 (26)3.2.2计算各轴的转矩 (27)3.2.3 变速器齿轮弯曲强度校核 (27)3.2.4 轮齿接触应力校核 (32)3.3轴的结构和尺寸设计 (34)3.3.1 初选轴的直径 (34)3.4轴的强度验算 (36)3.4.1 轴的刚度计算 (36)3.4.2 轴的强度计算 (42)3.5轴承选择与寿命计算 (50)3.5.1 输出一轴轴承的选择与寿命计算 (50)3.5.2 输出二轴轴承的选择与寿命计算 (55)3.6本章小结 (58)第4章变速器同步器及结构元件设计 (59)4.1同步器设计 (59)4.1.1 同步器的功用及分类 (59)4.1.2 锁环式同步器 (59)4.1.3 锁环式同步器主要尺寸的确定 (61)4.1.4 主要参数的确定 (62)4.2变速器壳体 (64)4.3本章小结 (64)结论 (65)参考文献 (67)致谢 (69)第1章绪论汽车自动变速技术是人们长期以来一直努力追求的目标,是车辆改进和完善传动系统的重要方向。
双离合自动变速器课件

下面以挂入1档为例。
传动部分1压力调节阀N436 1、3档 N433
档位调节液压缸体
准备位置 档位调节活塞在1、3档档位调节电磁阀N433的控 制下保持在空档“N”位置。这个时候没有挂入任 何档位。阀N436调节传动部分1的油压。
活塞腔 同步环
档位调节活塞
拨叉
换 档
机电控制单元
挂入1档
要挂入1档,档位调节阀提高左侧活塞腔 的压力。这样档位调节器活塞就被向右移
档位间的力传递
2档 离合器K2 驱动轴2 输出轴1 差速器
3档
离合器K1
驱动轴1 输出轴1 差速器
4档 离合器K2 驱动轴2 输出轴1 差速器
档位间的力传递
6档 5档 离合器K1 驱动轴1 输出轴2 离合器K2 驱动轴2 输出轴2 差速器
差速器
7档 离合器K1
驱动轴1
输出轴2 差速器
变速箱机动控制J743-机电控制模块
传动部分2 驱动轴3
6
4
2
R
驱动轴2 K2 K1
发动机扭矩
输出轴1
7
5
3
1
驱动轴1 传动部分1
扭矩输入 扭矩从固定在曲轴上的飞轮传递到双离合上
在双质量飞轮里有一圈内齿。它们与双离合器支撑环上的外齿咬合。扭矩就是从这里继续传递到内部的 双离合器的。
支撑环 内齿 外齿 驱动轴1和2
双离合 双配重飞轮
变速箱的构成 双离合器和扭矩传递 双离合器被布置在钟形传动装置内。它由两个常规的离合器构成 离合器K1将扭矩通过插接齿轮传到驱动轴1上。通过驱动轴1,扭矩会继续传到输出轴1上的1、3档齿轮 及输出轴2上的5、7档齿轮上 离合器K2将扭矩通过插接齿轮传到驱动轴2上。通过驱动轴2,扭矩会继续传到输出轴1上的2、4档齿轮 及输出轴2上的6档和倒档齿轮上。通过倒档中间齿轮R1,扭矩可以继续传到输出轴3上的倒档齿轮R2 上。
图解2009款迈腾双离合器自动变速器_二_

2009/7·
47
六、变速器的控制系统
1. 换挡杆的操作与控制 换 挡 杆 的 操 作 方 式 和自动 变 速 器 换
挡杆一样,D S G变速器也提供Ti p t r o n ic 挡位模式,在换挡手柄上有明显的D S G标 识。其内部结构如图25所示。
P挡锁工作原理如图26所示,通电时 解锁,断电时候锁止,如果选挡杆位于 N 位置的时间超过2s, 控制单元将向电磁铁 供电,这样即可将锁销推入锁孔内。选 挡杆无法在无意间移动到其他位置,踩 下制动踏板时锁销自动松开。
2、4挡拨叉
1、3挡拨叉
行程传感器磁铁
选挡拨叉
R、6挡拨叉
挡位锁止
N、5挡拨叉
锁环 挡位传感器
活塞
输入轴毂
油压
拨叉 图23 换挡机构内部构造
输入轴1
油泵驱动轴
油泵
图24 变速器油泵
如图27所示,点火开关打开,F319闭 合,转向柱电子装置控制单元J527向电磁 铁 N 3 76 供电。电 磁 铁 克 服 弹 簧 力将 锁销 推到锁止位置,此时锁销可以防止点火钥 匙转回和拔下。
流回到油底壳
规定压力-工作压力
图30 变速器油路示意图
变速器运行参数运 算出来。
系统压力
(2)传感器G501
安全阀2
和G502 如图38所示,
安全阀 1
输入 轴 转 速传感 器
1(G501)和输入轴转
速传感器2(G502)分 别监测离合器K1和 K2的输出转速,识别
离合器压力阀 1
离合器压力阀 2
离合器的打滑率,与
N110选 挡杆锁止 电磁阀
锁销孔N
选挡杆传感器 控制单元J587
毕业设计汽车变速器设计含CAD图纸

毕业设计--汽车变速器设计(含CAD图纸)3 1绪论 (5)1.1高效节能变速箱与现有变速器的 (5)1.1.1高效节能变速箱的优点与关键技术 (6)1.1.2高效节能变速箱应用分析和市场前景 (6)2变速器的运动分析 (8)2.1高效节能变速器运动原理图 (8)2.2节能变速器的传动方案分析: (8)2.2.1后三个档位工作时所带动的后四根轴的传动方案 (9)2.2.2前三个档位工作时所带动的前四根轴的传动方案 (10)2.3传动比计算与分配 (11)2.3.1低档工作时的传动方案 (11)2.3.1高档工作时的传动方案 (13)2.3.1倒档工作时的传动方案 (15)3变速器参数的选择和分配 (16)3.1原动机的选择 (16)3.1.1传动比的选择原则 (16)3.1.2电动机的选择 (16)3.2计算传动装置的运动和动力参数 (17)3.2.1各轴的功率 (18)3.2.2各轴的转矩 (18)4轴与轴上零件的设计与选择 (20)4.1联轴器的选择 (20)4.2齿轮零件的校核 (20)4.3轴的设计与校核 (26)4.4离合器的设计 (36)4.5轴与轴上零件的结构与装配 (37)5变速箱的结构与润滑 (38)5.1变速器箱体的设计 (38)6结论 (39)参考文献 (40)谢辞 (41)第二部分摘要变速器是一种通用的传动装置,他能够将不同原动机构的输入参数转化为执行机构所需要的输出参数,因此传动装置的好坏往往决定这个机构的性能;而我们设计的这种变速器具有传动效率高、工作可靠、操作方便的显著高点并且能够根据工作情况的不同自动进行变速,因而它是一种节能且自动化水平较高的一种变速器;这种变速器能用到各种机动车辆和工程机械当中。
机械节能变速器的设计主要包括原动机的选择、传动装置的运动和动力参数计算、变速器箱体内各零件的结构设计、箱体整体的装配设计、轴键齿轮类零件的设计与校核、变速器的润滑密封及附件的选择与设计等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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 designAbstract 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)4.1.1 传动比范围 (11)4.1.2 变速器各档传动比的确定 (11)4.1.3 中心距的选择......................... 错误!未定义书签。
4.1.4 齿轮参数的选择....................... 错误!未定义书签。
4.1.5 各档齿轮齿数的分配................... 错误!未定义书签。
4.2 变速器齿轮强度校核.......................... 错误!未定义书签。
4.2.1 齿轮材料的选择原则................... 错误!未定义书签。
4.2.2 计算各轴的转矩....................... 错误!未定义书签。
4.2.3 变速器齿轮弯曲强度校核............... 错误!未定义书签。
.4.3 本章小结.................................... 错误!未定义书签。
结论.................................... 错误!未定义书签。
致谢................................... 错误!未定义书签。
参考文献................................ 错误!未定义书签。
引言汽车自动变速技术是人们长期以来一直努力追求的目标,是车辆改进和完善传动系统的重要方向。
自动变速技术始于1960年左右,到现在车辆的自动变速技术已取得了长足的进步。
装备自动变速器的汽车,具有操纵方便、起步平稳、乘坐舒适性好、燃油经济性高、安全可靠等一系列优点,使得市场上对装备自动变速器的汽车的需求日渐高涨。
汽车自动变速器的研究和应用有着更加重要的现实意义,各主要工业国家均在这方面投入了大量人力和财力,研制出种类繁多的各类自动变速器。
自动变速器技术越来越完善,在越来越多的车辆上得到应用,成为现代汽车与现代工业发展的标志之一。
随着我国的经济发展,家庭汽车的普及程度越来越高,且对乘用车的乘坐舒适性、燃油经济性和排放性能有了更高的要求。
因此研究和开发既有高质量、操纵方便又有经济实用等特点的车辆具有广阔发展前景,来满足日益增长的广大消费者的需求。
要实现这些功能,满足这些要求,就必须开发和研制出传动系中既能够高效传递发动机动力,又具有操纵方便的自动变速器[1]。
第一章课题研究的目的和意义由于汽车传动方式和控制方式的不同,汽车自动变速系统存在多种不同的类型。
根据传动方式的不同,可以分为以下五类:液力传动、液压传动、机械传动、储能传动、电传动。
汽车上应用较多的自动变速器主要有液力机械自动变速器(Automatic Transmission,AT)、无级变速器(Continuously Variable Transmission,CVT)和电控机械自动变速器(Automated Manual Transmission,AMT)以及最近发展的双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission,DCT)等四种。
AT具有起步平稳、柔和,以及换挡迅速、无冲击等优点。
除其装有的液力变矩器可以改善车辆性能外,还主要归功于它实现了动力换挡,即换挡过程中不切断动力传递,只是通过两个离合器(或制动器)间的切换完成,换挡时间极短,换挡品质与车辆性能好。
但是它也具有效率低、动力性略差、结构复杂、成本高等缺点[1];CVT虽具有速比无级变化的优点,可以实现转矩的无级传递,提高无级自动变速汽车的乘车舒适性、加速性以及燃油经济性。
但是其起动性能差,一般需另加起动装置,并且无级自动变速器的设备更换量大、制造困难和价格也较高等缺点。
AMT的工作原理决定了它在换挡过程中首先要分离离合器,然后将变速器摘空挡,再选挡、换挡,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,所以换挡过程中产生了动力传递的中断,这对车辆的动力性、舒适性以及燃油经济性和排放带来了一定的影响。
特别是在舒适性方面,由于换挡过程的动力中断,必然会产生动力传动系统的冲击,影响了汽车的行驶平顺性,使得其在对舒适性要求高的车型上的应用受到了限制。
同时动力中断也会造成一定的动力损失,影响了汽车的加速性能。
为了解决中断动力换挡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挡过程进行精确的控制。
特别是为了减少换挡过程中的冲击度,需要对发动机与变速器构成的动力总成在转速差、转矩等方面进行精确匹配和控制,但是这些仅在一定程度上改善其换挡性能,并不能从根本上解决问题。
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。
所以,电控机械式自动变速器在对车辆舒适性等方面要求不高的车型上,例如低挡轿车、军用车辆、公共汽车、载重车等,由于其具有结构简单、成本低等优点,仍具有优势,但是在对舒适性要求高的车型上,其应用就具有了局限性。
为了既可以充分利用AMT所具有的优点,又可以消除AMT中断动力换挡的缺点,双离合器式自动变速器(DCT)应运而生,它继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、重量轻、价格便宜等许多优点。
DCT的优点体现在对车辆性能的提高和对自动变速器生产成本的降低两个方面。
首先,因为DCT是按照动力换挡的原理来设计的,在换挡过程中避免了动力中断,保留了AT、CVT等换挡品质好的优点。
车辆在换挡过程中,发动机的动力始终可以传递到车轮,换挡迅速平稳,不仅保证了车辆的加速性,而且由于车辆不再产生由于换挡时动力中断引起的冲击,也极大的改善了车辆运行的舒适性。
而且,它大大缩短了换挡时间,两个离合器的切换时间通常在0.3~0.4秒左右,换挡完成时间非常短,所以不易被车辆乘客感觉到,极大的提高了换挡舒适性,保证了车辆具有良好的动力性与换挡品质[2]。
其次,由于双离合器式自动变速器是在传统的手动变速器基础上进行自动化的,从而以结构简单的平行轴式结构达到了结构复杂的旋转轴(行星齿轮)式自动变速器的效果,但结构更加紧凑,成本更低。
并且挡位是在离合器分离的情况下预先挂挡的,因此可以有较充分的转速同步时间,原来的同步器还可以改用啮合套,其结构更为简单,其成本远远低于AT、CVT等自动变速器。
所以它与AMT 一样、可以充分利用原有手动变速器的生产设备,只需增加少量的生产设备即可,生产继承性好,很适合现有的手动变速器生产厂,具有很高的经济效益和社会效益。
总之,双离合器自动变速器既继承了手动变速器传动效率高、结构紧凑、重量轻、价格便宜等许多优点,而且实现了自动变速器的动力性换挡,又保留了液力机械自动变速器和无级自动变速器换挡品质好的优点,使车辆具有很好的动力性和经济性,相对于电控机械式自动变速器,是一个巨大的进步。
第二章课题的研究现状2.1 课题的研究现状双离合器自动变速器的概念从产生到现在已经有七十年左右的历史。
RudolfFranke在上个世纪30年代末首先提出将手动变速器变为动力换挡变速器的概念,用于改善卡车变速器的换挡品质。
1939年德国人Kegresse.A第一个申请了双离合器变速器的专利,图1为Kegresse.A发明的双离合器自动变速器,其提出了将手动变速器分为两部分的设计概念。
即一部分传递奇数挡,另一部分传递偶数挡。