畢業(yè)論文設(shè)計dsg雙離合自動變速器新技術(shù)研究(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 G服務(wù),不像AT以及CVT等產(chǎn)品需要啟用完全不同的生產(chǎn)線,因此在中國開發(fā)和推廣DSG技術(shù),可以充分利用現(xiàn)有的手動變速器生產(chǎn)基礎(chǔ),這不僅能降低生產(chǎn)成本,而且大大縮短了產(chǎn)品上市時間,因此DSG非常符合目前中國國情。有關(guān)部門曾經(jīng)做過預(yù)測, 8年之內(nèi),DSG的銷量在世界范圍內(nèi)至少增長3倍,在中國甚至將增長8~10倍。2 DSG雙離合自動變速器系統(tǒng)原理 圖21 DSG三維視圖 DSG的總體組成DSG主要由多片濕式雙離合器、三軸式齒輪變速器、自動換擋機(jī)構(gòu)和電子控制液壓控制系統(tǒng)等組成，如圖22所示。圖22 DSG總體組成DSG有2根同軸心的輸入軸，輸入軸1空套在輸入軸2里面。輸入軸1與離合器1相連，輸入軸1上的常嚙齒輪分別與5擋齒輪相嚙合；輸入軸2為空心軸，與離合器2相連，輸入軸2上的常嚙齒輪分別與6擋齒輪相嚙合；倒擋齒輪通過倒擋軸齒輪與輸入軸1的常嚙齒輪嚙合。也就是說，離合器1負(fù)責(zé)5擋和倒擋，離合器2負(fù)責(zé)6擋。當(dāng)使用不同擋位時，相應(yīng)離合器接合。DSG的多片濕式雙離合器的結(jié)構(gòu)與液壓式自動變速器中的離合器相似，但尺寸要大很多。DSG的多片濕式雙離合器利用液壓缸內(nèi)的油壓和活塞壓緊離合器，油壓的建立由ECU指令電磁閥來控制。其2個離合器的工作狀態(tài)是相反的，不會發(fā)生2個離合器同時接合的情況。DSG的擋位轉(zhuǎn)換是通過擋位選擇器來操作的。擋位選擇器實際上是一個液壓馬達(dá)，推動撥叉就可以進(jìn)入相應(yīng)的擋位，由液壓控制系統(tǒng)來控制它們的工作。在液壓控制系統(tǒng)中，有6個油壓調(diào)節(jié)電磁閥，用來調(diào)節(jié)2個離合器和4個擋位選擇器中的油壓壓力；另有5個開關(guān)電磁閥，分別控制擋位選擇器和離合器的工作。圖23 DSG結(jié)構(gòu)示意圖 7擋DSG雙離合自動變速器的總體組成7檔DSG變速器由智能電子液壓換檔控制系統(tǒng)（采用機(jī)械電子技術(shù)）、雙離合器、雙（動力）輸入軸和3個輸出軸共同完成復(fù)雜的換檔操作過程。操控系統(tǒng)指揮換檔齒輪在比當(dāng)前運(yùn)行檔位高一級的檔位上“待命”，隨時進(jìn)入工作狀態(tài)，以實現(xiàn)快如閃電的換檔過程。例如：當(dāng)車輛以6檔行駛時，7檔齒輪就已經(jīng)嚙合處于“待命”狀態(tài)了，只是還沒有被“激活”（未與離合器結(jié)合）。當(dāng)達(dá)到理想的換檔速度時，與6檔結(jié)合的離合器2分離，同時控制7檔的離合器1迅速結(jié)合“激活”7檔，從而完成從6檔到7檔的換檔過程。在兩個離合器“分離”和“結(jié)合”的過程中，產(chǎn)生了一個瞬間交疊的過程，從而保證了發(fā)動機(jī)動力不間斷地輸出以及快速舒適的換檔感受。整個換檔過程僅在百分之幾秒內(nèi)即順利完成。DSG變速器的雙離合器雙離合器由兩個與普通手動變速器離合器相似的干式摩擦片式離合器和一個中間盤組成。通過處于結(jié)合狀態(tài)的離合器（另一個離合器處于分離狀態(tài)）將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞至DSG變速器的輸入軸。總體來講，干式雙離合器的外形尺寸比濕式雙離合器稍大，這是由雙離合器的布局和所選用的摩擦材料決定的。由于7檔DSG變速器的干式雙離合器的外形尺寸稍大，因此其余部分就設(shè)計得更為緊湊，以使它能夠裝備在波羅級別的小型轎車上。圖24 雙離合器DSG變速器的動力輸入軸動力輸入軸是DSG變速器的另一個關(guān)鍵部件，它被設(shè)計成一個由實心軸（輸入軸1）及空心套筒軸（輸入軸2）組合而成的同心雙傳動軸結(jié)構(gòu)，兩傳動軸之間有滾針軸承。輸入軸1驅(qū)動奇數(shù)檔位（7檔）齒輪，輸入軸2驅(qū)動偶數(shù)檔位（6檔）及倒車檔齒輪。1檔和倒車檔的設(shè)計布局，使得在泊車操作中很容易實現(xiàn)前進(jìn)檔和倒車檔之間的快速轉(zhuǎn)換。雙離合器由液壓系統(tǒng)控制，通過電磁閥來調(diào)節(jié)控制雙離合器的結(jié)合壓力。電磁閥直接與變速器的機(jī)電控制模塊相聯(lián)，機(jī)電控制模塊控制著整個變速器系統(tǒng)的運(yùn)行。DSG變速器的機(jī)電控制模塊DSG雙離合器變速器的“智能”，來自于應(yīng)用了機(jī)械電子技術(shù)的控制系統(tǒng)，它作為DSG變速器的控制核心，操控著快速而復(fù)雜的換檔過程。這一控制系統(tǒng)包括一個機(jī)電控制模塊、帶有多個獨(dú)立傳感器的控制閥組件及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。機(jī)電控制模塊收集并處理傳感器的信號數(shù)據(jù)，對雙離合器、換檔齒輪、液壓系統(tǒng)壓力等進(jìn)行控制。另外，該系統(tǒng)還應(yīng)用了調(diào)節(jié)閥、轉(zhuǎn)換閥等許多液壓閥。DSG變速器的數(shù)據(jù)信息通過一個插入式通訊接口在機(jī)電控制模塊和整車電氣系統(tǒng)之間進(jìn)行交換，通過這個接口，整車和發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)信息也傳遞到DSG變速器的控制系統(tǒng)。6檔DSG的電液控制需要借助變速器油的循環(huán)系統(tǒng)，而7檔DSG的電液控制則自成一個獨(dú)立的系統(tǒng)，即液壓系統(tǒng)獨(dú)立于變速器油循環(huán)系統(tǒng)之外。這樣的設(shè)計帶來許多好處：△液壓油可根據(jù)電液控制系統(tǒng)的需要單獨(dú)選用，而變速器油則與普通手動變速器使用的變速器油是一樣的。這樣，變速器油的粘度對于電液控制系統(tǒng)而言不再成為影響因素因此機(jī)電控制模塊的低溫工作性能非常好。△獨(dú)立的液壓系統(tǒng)采用了高純度液壓油，從而使系統(tǒng)得以采用裝配極為精密的插裝式液壓閥，大幅度地減小了液壓系統(tǒng)的滲漏，電動泵的使用也更為經(jīng)濟(jì)。△與開放式液壓系統(tǒng)相比，獨(dú)立的液壓系統(tǒng)可以設(shè)定更高的系統(tǒng)工作壓力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的效率提高，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸就可以減小，從而使變速器的總體質(zhì)量減輕。△機(jī)電控制模塊可以獨(dú)立組裝，并可不用裝機(jī)而進(jìn)行充分的測試。△可獨(dú)立于發(fā)動機(jī)之外控制雙離合器和換檔機(jī)構(gòu)，因而可以應(yīng)用于采用了“起步/停車”功能的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。圖25 7擋DSG結(jié)構(gòu)示意圖 典型實例：大眾新一代7擋DSG在2008北京國際車展上，大眾汽車又將其最新產(chǎn)品，被譽(yù)為“自動變速器新的里程碑”的7檔DSG雙離合器自動變速器帶給了中國觀眾。這款由大眾汽車獨(dú)立設(shè)計開發(fā)的7檔DSG在原有6檔DSG的基礎(chǔ)上增加了一個前進(jìn)檔，并融入了有助于提高效率的全新技術(shù)與設(shè)計，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了DSG這一領(lǐng)先變速器技術(shù)兼具運(yùn)動性能與卓越燃油經(jīng)濟(jì)性的特性。DSG雙離合器自動變速器最重要的核心部件是它的雙離合器。與采用“濕式”離合器（即離合器在冷卻油槽中工作）的6檔DSG最大的不同之處是，7檔DSG采用了“干式”離合器，這也是世界首創(chuàng)。這一創(chuàng)新設(shè)計帶來了許多好處，最重要的一點是使得變速器系統(tǒng)的效率得以顯著提高。新一代DSG變速器省去了吸濾器、油冷器以及變速器殼體中的高壓油管，與普通手動變速器一樣，變速器油只用于變速器齒輪和軸承的潤滑和冷卻。因而。7檔DSG的雙離合器由液壓系統(tǒng)控制，發(fā)動機(jī)動力通過曲軸和一個雙質(zhì)量飛輪傳遞到雙離合器。離合器1負(fù)責(zé)控制奇數(shù)檔，離合器2負(fù)責(zé)控制偶數(shù)檔和倒車檔，本質(zhì)上相當(dāng)于將兩套變速系統(tǒng)合二為一，交替?zhèn)鬏敯l(fā)動機(jī)動力。精確而復(fù)雜的雙離合器操控系統(tǒng)實現(xiàn)了換檔過程中發(fā)動機(jī)動力不間斷的傳遞，操控便利、駕乘舒適，為駕駛者提供了更富動感的駕駛感受。7檔DSG長369mm，質(zhì)量僅為70kg，而6檔DSG為93kg。先進(jìn)的設(shè)計與技術(shù)應(yīng)用使7檔DSG的效率得以提高，并降低了油耗。通過對裝備7檔DSG和未裝備7檔DSG的高爾夫轎車的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對比，其結(jié)果顯示了這一技術(shù)所取得的優(yōu)異成就。以裝備90kW TSI發(fā)動機(jī)的高爾夫轎車為例，（這已優(yōu)于那些小排量、低功率車型的油耗水平），而裝備7檔DSG的相同車型。同時，二氧化碳的排放量也從149g/km降低到139g/km。這樣的數(shù)據(jù)，在不久前還被認(rèn)為是“不可能完成的任務(wù)”。另一對比試驗的結(jié)果顯示， TDI車型，節(jié)油效果明顯。圖26 大眾新一代7擋DSG DSG的工作原理DSG可以理解為兩個獨(dú)立的雙軸變速器并列工作,每個變速器又通過各自的濕式離合器實現(xiàn)與發(fā)動機(jī)輸出端的力矩傳遞(圖28)。這也正是DSG也被稱為雙離合器式變速器的原因。奇數(shù)擋5,倒擋R和離合器K1組成變速器1,偶數(shù)擋6和離合器K2組成變速器2。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩通過閉合的離合器K1或K2傳遞至相應(yīng)的變速器,再由該擋輸出至主減速器驅(qū)動車輪。圖28 DSG工作原理示意圖由于奇數(shù)擋和偶數(shù)擋被安置在不同的子變速器中,當(dāng)某擋嚙合時,與其相鄰的兩擋齒輪處于自由狀態(tài),此時由變速箱控制邏輯判斷下一擋位,提前將處于自由軸的目標(biāo)擋嚙合,待車輛達(dá)到最佳換擋點時,當(dāng)前離合器分離,同時目標(biāo)離合器閉合,從而實現(xiàn)不中斷力矩傳輸?shù)膿Q擋。 DSG工作原理分析下面以1擋升2擋為例,詳細(xì)介紹DSG的換擋過程:1擋為當(dāng)前擋,離合器K1閉合(圖29),發(fā)動