DCT汽车变速器的相对优势、结构原理、关键技术和研究方向_第1页
DCT汽车变速器的相对优势、结构原理、关键技术和研究方向_第2页
DCT汽车变速器的相对优势、结构原理、关键技术和研究方向_第3页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

DCT汽车变速器的相对优势结构原理关键技术和研究方向口陈殿领口唱焕波唐山齿轮集团有限公司技术中心河北唐山063000摘要DCT作为一种品质良好的汽车自动变速器受到国内外极大的关注。简述了DCT变速器结构原理以及相对于其它变速器的优势,总结了该变速器需解决的关键技术和研究方向为DCT变速器进行国产化的设计、制造和改进提供了一定的参考。关键词DCT变速器结构原理关键技术研究方向“中图分类号THL3246文献标识码A文章编号10004998201104004303双离合变速器DCT作为一种新兴的自动变速器已普遍受到世人的关注。通过对DCT结构原理和关键技术的分析说明RDCT的研发制造难点进而指出了DCT研究开发的改进方向。1DCT变速器的相对优势当今世界汽车变速器逐步从手动向自动方向过渡。有数据表明到2010年中国乘用车市场持续增长已超过1000万辆而到2014年左右自动换挡变速器的比例将达到4548这样自动变速器的装车数量将会迅速增长。国外自动变速器市场也是一个逐渐增加的趋势自动变速器市场容量的增大已成为一个不可抗拒的发展潮流。而DCT技术。有预测表明2015年之前其世界市场占有率将达到15一20。也就是说将会占有自动变速器市场容量的三分之一甚至有可能达到半壁江山之所以DCT具有这样巨大的发展潜力是由于它具有其它自动变速器或半自动变速器所无法比拟的优势主要表现在以下方面。1换挡品质优秀由于换挡是采用两个离合器交叉切换来实现且某个挡位齿轮工作时下一挡位齿轮已预先啮合所以换挡切换时间只取决于两个离合器的分离和接合时间一般只有0204S,驾驶员不易觉察到避免了手动变速器换挡时要较长时间切断动力从而产生顿挫感的缺点极大地提高了换挡舒适性保证了车辆良好的连续动力性和换挡品质。2制造成本较低由于其内部结构为平行轴式齿轮结构可以继续沿用原来的手动变速器生产设备收稿日期2010年12月加工齿轮、轴、外壳等国内变速器生产厂商大多为手动变速器生产商,生产继承性好、升级换代代价低。所以生产成本投入较AT、CVT等自动变速器要少得多。3扭矩范围较宽由于DCT变速器的输入轴一般为两个同心轴,从其强度、刚度和结构尺寸来考虑,则更适用于与大排量汽车匹配。而在小排量车上,两个输入轴不必再设计成两个同心轴可以直接设计成平行轴式结构。因而可使整个变速器的轴向尺寸更加紧凑也非常适合小排量汽车。所以DCT变速器的扭矩输出范围很宽,可以应用于大、中、小等各种车型上。4节油效果较好DCT没有自动变速器的液力变矩器和无级变速器的带链传动机构因而具有扭矩损失少、传动效率高的特点。而更高的传递效率,意味着更高的燃油经济性一个DCT变速器与匹配同类车型的手动变速器相比其节能效果相当甚至略高于手动变速器,当然比AT和CVT更加省油。5结构应用前景广阔国外研究表明。从动力性、经济性、排放性等方面考虑。机械式自动变速器应当成为当前新型汽车混合型动力汽车HEV的首选。因而研究这种DCT的结构、原理和技术难点及设计制造方法对于开发新型混合动力汽车也具有前瞻的、实用的重大意义。2DCT变速器的结构原理双离合变速器典型的结构和工作原理如图L和图2所示。DCT变速箱的回转机构仍然和手动变速箱一样为平行轴式齿轮回转机构但是其输入轴设计成两参考文献H。HMCL001、HMCL002数据手册Z,20031美国霍尼韦尔HONEYWELL公司用于低价位的罗盘系统3袁智荣三轴磁航向传感器的全姿态误差补偿J传感器的磁传感器的应用Z2003技术,2003,22934362美国霍尼韦尔H。NEYWELL公司一维、二维磁阻微电路芯编辑小前盛机械制造49卷第560期20114万方数据目2H0TM自M日F“6镕女2NL根,般分自自输轴和虾辅_凡轴内辅人轴在外辅轴内部靠轴雁支撑目时与离台器K1相连日自辅人轴有崩连轮I35挡分别与输M轴I和输M轴2上的L35捎齿轮匹配,构成奇数|粤位。丽2、4、61L;数捎;F倒挡齿轮与外输轴相连从外辅轴传递动力并且外输入轴和离台器K2相连I挡起步和升挡状忐此时离合器KL与R输轴接合发动机动JJ通过离合器K1、自输轴、辅M轴2上的1挡齿轮、输FU轴2和差速器向车轮输M此时2挡街轮拄程序B进预先啮台状卷但自于离音器12是分离的目此2挡传递路线中实际井无动力辅M只是2挡辅M齿轮与输M轴2被1挡齿轮带动空转只有到达2挡的换挡点时刻时离合器K2才逐渐接台离台嚣K1逐渐分离1挡退M2挡才有动输M此时3挡齿轮卫会预先进入啮台状态等待换3挡所“在DCT变速器的T作过程I一总是有2十齿轮档位是接合的一个止在工作另十划为下一步换挡作好准备两个离合器变特工作其降捎过程也是如此一个高台器和一挡齿轮正在T作另一个低挡齿轮预先啮舍作好准备这样的取音工作方式具有充足的齿轮同步时目换挡齿轮居顼先啮合的其动力转换时目完今取决F两十离台器的井离和接舍时间这个时问般在0204使换挡期目几乎没有动力中断有效碱少T换挡冲击提高T燃油经济性。其十对发动机、车速、油门开度等各个传感器信号接收对换挡时到的选择对抉挡机构和商音器的液压控制丑驾驶员意目判断都是由变速箱控制器TCU根据预先设计好的换挡规律和换挡程序来实现的,M它发控制指令来控制具体的执行机椅其功能相JFDCT自动业遣器大脑,丽离合器的接合和断扦换挡机构的动作具体的执行机构都是由液压系统或电动统来完成画201143DCT变速器的关键技术和研究方向从工作原理日看尽管DCT的创新之处在于其理离合器和取输人轴及奇偶挡位分开控制的奇妙构愚,但M千其日转机构都是纯机械的齿轮结构根据E往的手动变速器的多年制造经验避计和加工起来并平是很M堆真正开发双离台自动变速器的关键其宴应该是起步控制策略的确立、换档规律的制定和换挡目质的改善等关键技术的成熟过几十目索对装有DCT车辆的动力性、经济性自舒适性有着决定性的影响双离舍变速器在换挡时要求必须有所滑的换挡重叠特性。一个离台器要莲晰脱开同时另一十离舍器要逐渐接台二者分离、接合曲线要有恰当的叠加才能保证换挡白勺平顺性。其理想接舍状态下的输M扭矩和发动机转速曲线如围3中实线8所示如果两离合器换挡重叠不足第离台器过早断开第二离台嚣较晚接古则在此期间辑会M现传递功率变小发动机空载转速月高,扭矩冲击变大离舍嚣滑雎功较大甚至M现挡位的双锁死现象如图3虚线B所示。如果两离台器重叠太多则会M现发动机转速急剧下降扭矩冲击很大滑雎功目大离合器片磨损极其严重等现象,如目3点划线E所示。所H要对离合器的分离和接合时目进行精确白匀控制才能保证适合的换挡重叠特性继MI保证换捎的平顺性,但是由于系统本身存在的非线性、时滞、干扰、变参数等H紊的影响使离合器切按时序精确控制变得非常困难这也是双离台器换挡过程要解决的关键问题之一,为T保证装有DCT的汽车的起步或换挡品质目前国内有大批专家学者总结和提MTDCT控制的关键技术和控制理论井口趋完善。这些关键控制技术和理论要有“TN十方面1起步控制技术和研究方向DCT的起步控制技塑竺型堕竺堂苎竺塑16竖I万方数据术即指起步过程中双离合器的控制技术主要目标是保证车辆在不同环境下均可按照驾驶员的意图进行起步并使车辆的冲击度和离合器的滑摩功处于合理的范围在起步控制策略的研究中目前正在重点研究、制定、改善3个方面的问题一是建立良好的离合器起步的动力学模型二是制定完善的离合器接合速度的控制策略三是提高离合器执行机构的跟踪品质。总结目前起步控制的研究现状在基于优秀驾驶员的起步操纵经验不断丰富模糊控制规则的基础上探讨如何通过少量的调试次数即可获取较优控制参数的方法,是提高DCT起步性能的主要途径。2换挡规律的制定和研究方向换挡规律的制定就是制定在任何路况和驾驶状态下都能正确平顺地进行换挡的最优控制规律。换挡规律的制定目前有4种研究类型即基于经验、基于约束条件、智能修正和综合智能4种研究方法。其研究方向应从两方面着手一是完善基于约束条件的换挡规律的设计方法提高发动机模型的精度以使汽车在某一具体循环工况内燃油经济性最好二是丰富换挡决策的知识库,加强综合智能换挡规律的试验及推广研究使换挡规律的制定更加科学更加符合实际工况的要求。3换挡品质的优化和研究方向应直接以各离合器执行机构的控制指令为研究对象对比不同控制指令下的换挡品质最终得到换挡最优时各执行机构的控制指令数值表制定电子油门控制电动机控制指令的数值表通过发动机的供油调节实现换挡过程中动力传动系的综合控制以缩短换挡时间,优化换挡品质。因此基于以上理论和研究方向设计并制造出优秀的双离合器部件、液压控制系统和TCU控制系统并使它们逐渐地完善和妥善解决才能使DCT的优秀性能在整车中能够得以完美地体现。所以,双离合器模块、液压控制模块和TCU模块等零部件是双离合器自动变速器中的关键零部件是这种先进的自动变速器研究、开发、设计、制造必须要解决的问题所在。从零部件的角度讲具体主要有以下难点需要解决1变速器控制单元TCUTCU芯片作为DCT变盛机械制造49卷第560期速器的控制核心,它要接受和处理发动机转速、节气门开度、离合器转速、油液温度等传感器传来的各类型传感信号,这些传感信号一般分为3种类型即模拟量、数字量和脉冲量。同时TCU应具备全面的、良好的输出特性,用于驱动换挡机构和离合器电磁阀、电机等。还应有较好的软件编程特性以满足根据驾驶员需要和不同工况进行换挡的目的。它要解决两个方面的问题一是离合器接合规律程序的制定;二是要让控制机构很好地执行该接合规律。前一个要求控制器要有编程特性以满足根据离合器接合规律编制出相应的程序软件后一个要求控制器要有满足需要的输入输出特性以正确地接受输入的传感信号和适当地输出执行信号迅速精确地控制不同的执行机构。因为电控系统的好坏直接影响换挡过程中两离合器的交换时序如果时序交换不好DCT的实际效果也会受到很大影响所以构造一个优秀的TCU系统是DCT变速器需要解决的非常关键的凶素之一。2变速器中的双离合器DCT变速器在换挡过程中两个离合器均会产生滑摩。产生较大热量。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会烧结在一起严重影响离合器的性能和使用寿命。所以离合器摩擦片的材料、耐磨性、摩擦因数及其摩擦面的油槽设计形式都是需要解决的关键问题。31液压系统DCT变速器的换挡和离合器的分、合大多数采用液压形式通过电磁阀来控制精度非常高这就要求必须制造出高精度、高品质的液压元件满足使用要求。4总结总之,DCT变速器比其它类型的自动变速器AT、CVT等具有更好的动力传输性、燃油经济性和排放环保性而国内对此项技术的研究仍然处于起步阶段所以,分析和研究它的结构特点、工作原理、设计方法、制造方式中需

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论