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径向
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毕业设计（论文）开题报告题目：径向嵌套式双离合器的设计1 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 1.1 题目背景、研究意义双离合器自动变速器（DCT）在二十世纪九十年代末期兴起于欧洲，是继液力机械式自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)和无级自动变速器(CVT)之后的又一种新型的自动变速器。双离合器自动变速器由电控机械式自动变速器发展而来，继承了手动变速器的许多优点，而且具有良好的起步换档和燃油经济性能而得到迅速的发展 1。双离合器自动变速器 DCT 是一种具有双离合器结构的新型自动变速器，它克服了机械手动变速器 MT 换挡时动力中断的缺点，可以像自动变速器 AT 那样实现动力换挡。由于 DCT 有机地集成了舒适性和经济性方面的优点，具有很好的换挡品质和车辆动力性、经济性，具有宽广的发展前景 2。 1.2 国内外相关研究情况1.2.1 国外双离合器的研究现状国外对双离合器自动变速器的研究较早。1940 年，德国 Darmstadt 大学教授Rudolph Franke 第一个申请了 DCT 专利；20 世纪 90 年代末，大众公司和博格华纳携手合作生产出第一个适用于大批量生产的和应用于主流车型的双离合器变速器 3。- 1 -2002 年，美国人 Thomas C.Bowen 发明了一种双离合器中间轴自动变速器。2005 年，Andreas Hegerath,Bergheim 为双输入轴变速器发明了一种轴向平行式湿式双离合器。2006 年，包括奥迪 A3、奥迪 TT 等在内的近十款德国大众公司的轿车配备了双离合器自动变速器。1.2.2 国内双离合器研究与应用现状与国外相比，国内对双离合器自动变速器的研究较晚、较少，也比较片面。2002年，牛铭奎、金伦在导师葛安林教授的指导下对双离合器自动变速器的结构和工作原理进行了分析，并对其换档特性和控制规律进行了研究。2005 年，荆崇波，苑士华，郭晓林对双离合器自动变速器的结构、工作原理、工作特性以及关键技术进行了分析，并预测其将来在欧洲和中国一定会的到迅速的发展。2005 年，刘振军，秦大同，叶明等对双离合器自动变速传动系统的换挡控制、离合器控制等关键控制问题进行了分析。2006 年，国家将双离合器自动变速器列为“十一五”国家 863计划重点项目进行研究，从此其在国内得到了迅速发展 4。2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 主要内容（1）了解径向嵌套式双离合器的性能要求； （2）了解径向嵌套式双离合器的工作原理，进行结构设计和计算分析； （3）设计指标：最大扭矩 135Nm，转速 3000r/min； （4）应用 CAD 系统对系统零件和装配的设计。 2.2 拟采用的研究方案、研究方法- 5 -2.2.1 径向嵌套式双离合器结构图径向嵌套式双离合器结构图如图 1 示： 1-外离合器；2-内离合器；3-第二个驱动活塞；4-第二个修正活塞；5-第二个修正腔；6-第二个压力腔；7-离合器摩擦片公共支撑体；8-第一个修正腔；9-第一个驱动活塞；10-第一个压力腔；11-导向圆筒；12-内离合器外摩擦片支撑体；13-离合器毂；14-公共离合器摩擦片支撑体上的开口；15、16-内离合器内摩擦片支撑体；17-外离合器内摩擦片支撑体；18、19-弹簧片；20-外离合器外摩擦片；21-内离合器外摩擦片；22-外离合器内摩擦片；23-内离合器内摩擦片；24-发动机驱动轴；25-转矩输入片；26-齿；27-开口；28-花键；29-花键；30-第一根输入轴；31-第二根输入轴；图 1 径向嵌套式双离合器结构图 2.2.2 湿式离合器与干式离合器的选择目前,在双离合器自动变速器 DCT 系统中通常采用干式单片或湿式多片两种结构型式 5，干式单片离合器或湿式多片离合器主要有以下几方面的不同点：表1 湿式离合器和干式离合器比较湿式离合器 湿式离合器1.结构复杂，价格较贵；2.摩擦系数稳定、磨损小和使用寿命高；3. 结构尺寸较小，易于布置，可控性、操作性和控制品质好；4.用油冷却，可长时间滑摩；1.结构简单，价格便宜；2.摩擦系数不稳定、磨损较大和使用寿命低；3.结构尺寸大,操纵机构布置困难；4.适用于在短时间内接合；5.换档冲击大，换挡品质差；- 6 -5.换挡冲击小，换挡品质好；6.传递效率低；7.储备系数小6.传递效率高；7.储备系数大。对湿式离合器和干式离合器进行了比较，确定双离合器自动变速器 DCT 适合使用湿式离合器。2.2.3 径向嵌套式湿式双离合器的结构设计（1）径向嵌套式湿式双离合器的结构布置形式径向嵌套式湿式双离合器的结构如图 2 所示图2 径向嵌套式双离合结构布置形式（2）确定压盘的结构型式和驱动方式压盘作为湿式双离合器主动部分的一部分，一般直接连接在离合器毂或者连接在某种固定在离合器毂的支撑体上 6。湿式双离合器一般采用活塞驱动压盘驱动方式，即液压缸通过充油和增压推动活塞轴向移动，活塞再推动压盘轴向移动 9。湿式双离合器一般采用活塞驱动压盘驱动方式，即液压缸通过充油和增压推动活塞轴向移动，活塞再推动压盘轴向移动。这种驱动方式的好处是能自动补偿压盘与压盘和压盘与摩擦片之间的间隙，当摩擦元件磨损后也能由相应活塞的行程自行补偿15。（3）活塞缸的结构型式湿式离合器可分为柱塞式，活塞式，隔膜式三种形式，湿式双离合器一般都属于活塞式。湿式离合器的活塞缸按照活塞缸是否随离合器旋转，可分为缸体旋转式和缸体固定式 13。由于刚体固定式湿式双离合器的结构比较复杂，其安装布置也较困难，而缸体旋转式能非常容易的布置在离合器主动部分上，并且结构非常紧凑，外形尺寸也小，所以湿式双离合器一般使用缸体旋转式活塞缸 7。（4）摩擦片的回位结构从结构形式上看，回位装置主要有螺旋弹簧和碟形弹簧两种，径向嵌套式湿式双离合器一般使用碟形弹簧作为回为装置，但若布置合理也可采用螺旋弹簧。- 6 -（5）主动摩擦片支撑体的结构型式对于径向嵌套式湿式双离合器来说，为了简化结构，一般使用如图 3 所示的结构。图 3 主动摩擦片支撑体的结构（6）从动摩擦片连接件的结构型式从动摩擦片连接件通过法兰将自动变速器输入轴和从动摩擦片连接起来，带动自动变速器输入轴随从动摩擦片一起转动 8。从动摩擦片连接件固定连接在法兰上，而法兰通过花键与自动变速器连接。为了使从动部分的转动惯量尽量的小，从动摩擦片连接件的结构应该尽量的简单。（7）扭转减振器的结构型式有的湿式双离合器主动部分的质量较大，为了避免湿式双离合器产生振动和冲击，必须安装扭转减震器。湿式双离合器的两个从动部分直接与自动变速器的两个输入轴连接，在从动部分布置两个扭转减震器不仅困难，而且结构复杂。因此湿式双离合器一般在发动机曲轴和湿式双离合器主动部分之间安装一个双质量飞轮，飞轮的一侧与发动机曲轴连接，扭转减震器一侧与离合器主动部分连接。这样既能防止湿式双离合器直接与发动机直接刚性的连接，又能起到飞轮的作用 12。（8）油路和密封圈的布置湿式双离合器摩擦片结合需要液压油的驱动，湿式双离合器摩擦片的润滑和冷却，所以在湿式双离合器中，油路和密封圈的布置非常重要 12。湿式双离合器中的油路主要布置在离合器轴和离合器毂中，其中液压缸中的液压油与起润滑和冷却摩擦片的油是不同的，所以他们的油路也是分开布置的。2.2.4 径向嵌套式湿式双离合器的尺寸设计（1）选择摩擦副材料和摩擦副系数；（2）计算摩擦表面的尺寸；（3）摩滑功的计算。3 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作- 6 -本课题的重点和难点：了解径向嵌套式双离合器的工作原理，进行结构设计和计算分析。前期已开展的工作：查阅各种学术文献，期刊杂志，科技报纸等资料深入了解本课题内容了解径向嵌套式双离合器的性能要求，分析各部件的工作原理。4 完成本课题的工作方案及进度计划（1）1-3 周：调研并收集径向嵌套式双离合器的具体资料，并了解其性能要求；（2）3-6 周：确定径向嵌套式双离合器设计方案和整体结构特点；（3）7-11 周：完成径向嵌套式双离合器结构设计计算；（4）12-15 周：应用 CAD 系统对其系统零件和装配的设计；（5）16-18 周：完成径向嵌套式双离合器论文撰写，准备答辩。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日- 6 -参考文献1 牛铭奎，葛安林，金伦，徐彩琪.双离合器式自动变速器简介J.汽车工艺材料,2002,(12):36-38.2 荆崇波，苑士华，郭晓林.双离合器自动变速器及其应用前景分析J.北京理工大学机械与车工程学院学报,2005,(3)：56-58.3 康海涛.双离合器式自动变速器的研究D.吉林：吉林大学，2004.4 王琳.双离合器技术有望成为未来变速器的主流技术J.汽车维修,2009， （5）:6.5 李大胜，吕明，石怀荣.径向嵌套式湿式双离合器设计方法的研究J.湖南工程学院学报, 2011,(2)：20-22.6 牛铭奎.双离合器式自动变速器换挡特性研究J.汽车工程,2004， （4）:452-457.7 邓在标.湿式双离合器自动变速器设计方法的研究D.湖北：华中科技大学，2007.8 操剑锋.湿式双离合器自动变速器仿真技术研究D.吉林：吉林大学，2007.9 张展.联轴器、离合器与制动器设计选用手册M.北京：中国劳动社会保障出版社,2000.10 段文汗,舒森茂,王传贤,莫兆其.离合器结构图册M.北京：国防工业出版社,1985.11 杨昭.双离合器自动变速器动力学建模及仿真研究D.吉林：吉林大学,2007.12 王保华，张同宝.DCT 离合器结构探索性设计与分析J.湖北汽车工业学院学报,2009（2）:2-4.13 Chao Jiang, Mingli Huang, Gold Eckart, Xiaoning Xiang，Development of a New 6-Speed,Dual Clutch Transmission for the China MarketJ.Lecture Notes in Electrical Engineering，2013,193:261-270.14 Yonggang Liu, Datong Qin, Hong Jiang, Charles Liu, Yi Zhang. Clutch torque formulation and calibration
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