动力传递路线
• 倒挡传输路线： 发动机－K1离合 器 • －输入轴1－1/R 挡主动齿轮－倒 挡轴－ • 倒挡从动齿轮－ 输出轴2－输出齿 轮－ • 差速器－驱动车 轮。
动力传递路线
• 1挡传输路线： 发动机－K1离 合器 • －输入轴1－1 挡主动齿轮－1 挡从动齿 • 轮－输出轴1－ 输出齿轮－差 速器－驱 • 动车轮。
• 在每种操作情况下，离合器必须被控 制在一个相对稳定的状态下，并且贯 穿整个使用周期。因而离合器控制阀 的控制电流与离合器扭矩之间的必须 进行不断的调整、适应。离合器经常 被控制在大约10r/m i n的微量打滑状 态，这种极低的打滑量，叫做“微量 打滑”，这有利于改善离合器的状态， 并且用于调节离合器控制。
●
知识点一 双离合器变速器的基础知识
(3) 关键技术
换档控制策略及电控技术：
变速器在换挡过程中,一个离合器由结合到滑摩再 到分离状态,另一个离合器由分离到滑摩再到结合状态, 为了使动力不中断,两个离合器必然存在工作重叠的部 分,切换过程中离合器控制压力的变化规律如下图所示。 如果两个离合器重叠量过大,则会出现挂双挡的情况, 容易导致发动机熄火;如果两个离合器重叠量过小,则 仍会出现少量动力切换中断的情况。所以,在换挡过程 中如何控制好离合器分离、接合的配合时序,是双离合 器换挡控制策略中最重要的问题之一,而对离合器操纵 油压的精确控制是核心技术。
动力传递路线
• 2挡传输路线：发 动机－K2离合器 • －输入轴2－2挡 主动齿轮－ 2挡 从动齿 • 轮－输出轴1－输 出齿轮－差速器 －驱 • 动车轮。
动力传递路线
• 3挡传输路线： 发动机－K1离 合器 • －输入轴1－3 挡主动齿轮－ 3挡从动齿 • 轮－输出轴1－ 输出齿轮－差 速器－驱 • 动车轮。
• 变速器的4个换挡轴由液压控制单元控制，由控制单元内 的4个电磁阀完成(下文详述)，通过为换挡轴施加压力来 控制拨叉动作。每个拨叉轴的两端通过1个有轴承的钢制 圆筒支撑，圆筒的末端被压入活塞腔(如图23所示)。换挡 油压通过油道传输到活塞腔内作用在圆筒后端，形成推力， 完成换挡。换挡轴压力通过保持换挡轴持续的时间进行调 节。当一个挡位工作时，其相应推力一直存在。同时在每 个拨叉上面都有一个独立的拨叉行程传感器，用以监测、 反馈拨叉的行程以及所处的状态。为了保证挡位的固定， 在每组拨叉的主臂上还有一个挡位锁止机构，用来锁止 • 所在挡位。
• 输入轴2为空心，套在 输入轴1的外部，通过 花键和离合器片组K2 相连，在二挡齿轮附 近还有输入轴2转速传 感器G502的靶轮。不 难看出，多挡共用齿 轮的设计大大减少了 变速器的体积和质量。
• 输出轴1上有如下元件：1、2、3挡同步器(3件式)，4挡同 步器(单件式)，1、2、3、4挡换挡齿轮，与差速器相连的 输出齿轮。
●
知识点一 双离合器变速器的基础知识
(3) 基本特性
高效率特性：
变速器的传动效率对车辆的经济性和动力性影响 很大。DCT 是基于平行轴式手动变速器发展起来的,它 影响继承了手动变速器传动效率高的优点,试验研究表 明,装用DSG变速器(即DCT) 的高尔夫R32 车百公里油 耗仅为10. 2L (按MVEG 的99/ 100EG 标准试验) ,0～ 100km/ h 的加速时间仅为6. 0s ,而相应装用手动变 速器的R32 车百公里油耗为加速时间为11. 5L ,0～ 100km/ h 的加速时间为6. 4s , 最高车速同样是 247km/ h。可见,DSG变速器与手动挡变速器相比,可使 整车具有优良的燃油经济性和动力性能。
●
知识点一 双离合器变速器的基础知识
(3) 关键技术
换档控制策略及电控技术：
DCT 变速器需要解决的另一个问题是防止在换挡 临界点频繁升降挡。假如车辆在加速过程中,刚换到一 个高挡位,因道路阻力等因素,车速稍有下降,并在换挡 临界点左右摆动,控制系统必须能够根据车速、发动机 油门开度信号以及挡位状况,决定是降挡还是维持挡位 不变,防止出现两个离合器及换挡操纵机构频繁切换的 情况。 此外,DCT 在减挡过程中实现跳挡换挡比较困难。 例如,当车辆在五挡高速行驶时,遇紧急情况突然减 速,降到三挡工况,此时,通常的换挡逻辑便不适用,必 须有特殊情况处理的能力。
博格华纳公司预测双离合器自动变速器欧洲的市场份额将 在2010年将达到20%。
●
知识点一 双离合器变速器的基础知识
(2) 基本工作原理
双离合器自动变速器的结构如上图所示。图中双离合器 自动变速器拥有六个前进档和一个倒档。两个液压驱动的湿 式离合器采用同心布置结构，使得整个变速器总成具有较短 的轴向长度。图中外侧标记为红色的离合器为奇数档位离合 器，简称离合器C1。离合器C1连接一档、三档、五档。图中 内侧标记为绿色的离合器为偶数档位离合器，本文简称离合 器C2。离合器C2连接二档、四档、六档和倒档。两个离合器 分别通过花键与两个输入轴连接，奇数档位输入轴为输入一 轴，偶数档位输入轴为输入二轴，为了实现两个平行的输入 路径，输入二轴被设计成空心轴，两输入轴之间通过轴承支 撑。与两个输入轴对应的是两个输出轴，两输出轴通过前端 的齿轮与差速器输入齿轮连接，使得两输出轴都通过差速器 输出。各个档位的换档则通过传统手动变速器所广泛使用的 同步器实现。同步器则通过支撑在变速器壳体上的拨叉来推 动。两个离合器的结合分离以及拨叉的移动均由液压执行机 构完成。
●
知识点一 双离合器变速器的基础知识
(3) 基本特性
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。
DCT 变速器还可以很容易地实现手自一体功能, 驾驶者可以通过触摸式按钮实现手动强制换挡(Tip2 tronic) ,增加了驾驶乐趣。
●
知识点一 双离合器变速器的基础知识
(4) 发展前景
DCT是基于平行轴式手动变速器发展而来的,它 继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、质量 轻、价格低等许多优点,而且实现了动力换挡,这不仅 保证了车辆的加速性,而且由于车辆不再产生由于换 挡引起的急剧减速情况,也极大地改善了车辆运行的 舒适性。
动力传递路线
• 4挡传输路线： 发动机－K2离 合器 • －输入轴2－4 挡主动齿轮－ 4挡从动 • 齿轮－输出轴1 －输出齿轮－ 差速器－ • 驱动车轮。
动力传递路线
• 5挡传输路线： 发动机－K1离 合器 • －输入轴1－5 挡主动齿轮－5 挡从动齿 • 轮－输出轴2－ 输出齿轮－差 速器－驱 • 动车轮。
第六章 双离合器变速器结构与原理
●
知识点一 双离合器变速器的基本知识
(1) 发展历史
上个世纪三十年代末RUDOLF FRANKE首先提出了将手动变 速器变为动力换档变速器的想法。
德国大众汽车公司和博格华纳公司合作于1999年制造出 直接换档变速器(DIRECT SHIFT GEARBOX,即DSG)。因为其特 殊的结构中使用了两个平行输入离合器，所以又称为双离合 器自动变速器(DUAL CLUTCH TRANSMISSION,即DCT)。
●
知识点一 双离合器变速器的基础知识
(4) 发展前景
DCT 在推广使用方面的一个显著的优点是它几乎不受传递功 率的限制,应用范围很广,它既可以应用在大型载重汽车、城市公 共汽车、工程机械、中型货车等大中型车辆上,使驾驶员免于频 繁的换挡操作,而且由于它的换挡时间很短,也可以应用在运动型 车辆上。通常在功率较大的车辆中,它的应用更为有利。这是因 为,一般情况下它有两根传动轴是同心的,即中间的一根传动轴是 实心的,而套在它外面的则是一根空心的,由于轴的刚度、强度以 及结构尺寸等方面的原因,较大的传动轴轴径有利于双离合器式 自动变速器的设计,多适合功率较大的车辆。对于小功率车辆,如 果要开发设计双离合器式自动变速器,也可以采用双中间轴的布 置方案。这种方案不再采用轴套轴的方式,而是采用了两个独立 的中间轴,其刚度和强度都不再有问题,而且这样设计的双离合器 式自动变速器轴向尺寸非常紧凑。
●
知识点一 双离合器变速器的基础知识
(3) 关键技术
离合器：
DCT 变速器在换挡过程中,两个离合器都要滑摩, 产生大量的热量,如果不及时散热,离合器摩擦面会产 生局部高温,导致摩擦片的翘曲变形甚至烧结在一起, 严重影响离合器的性能和寿命。所以离合器摩擦片的 材料、耐磨性、摩擦系数及其摩擦面的油槽设计形式 都是需要解决的关键问题。另外,起润滑冷却作用的工 作介质应具有良好的热稳定性和较高的抗剪切能力, 具有适当的粘度和良好的粘温特性,保证离合器的正 常工作。
假设双离合器自动变速器以一档位运行，动力通过离 合器的主动部分经过离合器C1传递到输入一轴，再经过输 入一轴上的一档齿轮传递到一档同步器，然后传递到输出 轴。变速器电控单元可以根据当前的传感器的信号判断变 速器是否进入二档，如果判断将进入二档，则可以提前结 合二档的同步器。因为此时二档对应的离合器C2处在分离 状态不传递动力，所以二档的同步器是在空载条件下进入 同步的。当控制器决定从当前的一档换到二档时，换档的 操纵实质就是将离合器C1传递的动力平滑的过度到离合器 C2上，这就是双离合器自动变速器换档过程中最为关键的 离合器交替过程。当离合器C1完全分离，离合器C2就完全 进入工作，车辆即在二档行驶。工作在其他档位时，其操 纵过程相似，只是存在升档和降档的不同。 在换档过程中，发动机的动力始终不间断的被传递到 车轮，所以这样完成的换档过程为动力换档。当车辆实现 了动力换档，将极大的提高乘坐舒适性，同时也能够改善 车辆的经济性及排放特性。
机械变速传动部分
机械变速传动部分
• 发动机扭矩通过离合 器输入变速器内部， 在变速器中通过输入、 输出轴及齿轮啮合形 成动力传递路线并将 扭矩输出到驱动桥。 输入轴1和输入轴2空 套在一起。 • 输入轴1在空心的输入 轴2的内部，通过花键 与离合器K1相连；在1 挡和3挡齿轮之间还有 输入轴1的转速传感器 G501的靶轮。