大众TSI+DSG的完美结合.doc

毕业论文题目：大众TSI+DSG的完美结合（了解、使用）所在院系：机电工程系目录摘要.1关键词.1引言.1一、TSI发动机的认识.2二、TSI发动机的技术特点及优势技术要点.2三、TSI发动机的使用及保养.5四、DSG双离合变速器的认识.6五、DSG变速箱的结构、特点和工作原理.6六、DSG双离合自动变速箱的优势.7七、DSG变速箱大众车型的应用及保养.7结论.8致谢.8参考文献.9摘要本文论述了TSI发动机和DSG变速箱的工作原理，技术特点及使用和保养通过在大众4S店的学习，下面介绍一下大众的两项亮点技术，并简单做出举例。关键词 TSI 发动机；涡轮增压；DSG变速箱；双离合引言科技以人为本，技术是为人类服务的，不过技术的进步也能够对我们的生活、理念产生很大的改变。发动机以及传动系统技术作为汽车的核心机构，对于车辆的行驶舒适性、动力性以及燃油经济性等多个方面有着至关重要的影响。一、TSI发动机的认识TSI从字面上理解T和S分别代表Turbo和Supercharger的意思，也就是涡轮增压与机械增压相结合习惯上叫“双增压”，T-涡轮增压，其原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，动机的输出功率就得到了较大的提升。I-缸内燃油直喷技术，燃油喷嘴安装与气缸内，直接将燃油喷入气缸内也进气混合。喷射压力也进一步提高，是燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例地控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。国内的TSI发动机并没有配备机械增压器，我们可以理解为缸内直喷涡轮增压技术。二、TSI发动机的技术特点及优势技术要点涡轮增压的特性是利用排放废气，装置本身基本不消耗发动机动力，增加进气效率提高动力；机械增压优点是发动起启动运转就开始介入，起步加速有力，没有涡轮的工作延迟，即时响应。缺点是通过发动机的动力输出来让增压器工作，消耗部分发动机动力。TSI燃油直喷技术在同等排量下实现了发动机动力性和燃油经济性的完美结合，是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、最先进的燃油直喷技术，并引领了汽油发动机的发展趋势。将燃油直接喷射入气缸的TSI发动机相比将燃油喷射至进气歧管的传统发动机，其优势在：发动机控制策略采用基于扭矩控制；增压器在发动机停止后有独立冷却系统；具有电子超速回流控制，防止增压器；连续可变进气配气相位（曲轴转角60），令油耗降低，提高功率；链条传动。寿命长，终身免换，可靠性远远高于以前的齿带传动。TSI发动机的新特点来自工程师们开发的大量关键组件，其中包括：- 为该技术专门设计的、单活塞高压泵的共轨高压喷射系统，负责提供充足的燃料，保证系统达到所需要的压力状态；- 全新设计的每气缸配有4气门的新气缸盖，气门由凸轮滚子从动件驱动；- 可持续控制进气的燃烧进程；- 排气循环回收系统；- 改进的排气控制系统，带有NOx存储型催化式排气净化器和NOx感应器，现在低硫汽油的供应日益普及，发动机全面节油的潜力逐渐得以实现。优势在设计上，TSI发动机与其他传统发动机的区别在于：与歧管喷射原理不同，TSI发动机配备了按需控制的燃油供给系统，每缸四气门，可变进气歧管以及进排气凸轮轴连续可调装置，汽油被直接喷入燃烧室，单活塞高压泵的共轨高压喷射系统负责提供精确的燃料，形成30到100巴之间的工作压力。同时，燃料室的几何设计以及毫秒级精确计算注入汽油量的功能大大提高了其压缩比，这也是高效新款发动机的必要先决条件。在进气道方面，TSI发动机采用可变进气歧由电子系统控制所需的空气流量，实现了无节流变质调节，提高了充气效率，从而获得更高的升功率，而发动机的动态响应也变得更为直接。推动这种进步的主要因素是部分负荷状态下的分层进气原理。直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于气缸内的电磁喷射器。喷油嘴将喷射时间控制在千分之一秒内，将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，通过对燃烧室内部形状的设计，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气，其他周边区域有较稀的混合气，保证了在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。这就是分层燃烧的精髓所在。两者的结合改善了起步加速，也具有充足的后劲，相对来说动力损耗减低到最小。直喷发动机的一个好处在于隔绝了已燃混合气向气缸壁和气缸盖的散热，从而降低了发动机的热损耗。从表面来看，TSI发动机与FSI相比减少了一个字母“F”，但名字的改变没有令其本质发生变化，加入增压器后与普通直喷技术相比，TSI发动机拥有更小的体积和更出色的动力表现和节油优势。燃油缸内直喷不同于传统多点喷射发动机采用进气岐管喷射技术，TSI 发动机采用了燃油缸内直喷技术，燃油经过精确计算、直接喷入燃烧室与空气混合燃烧。这样，不仅优化了进气混合效率，而且使燃烧更加充分、效率更高。水冷式涡轮增压器涡轮增压技术的应用使发动机充气效率提高，是又一提高发动机动力性能的重要技术手段。大众汽车的涡轮增压直喷汽油机采用了水冷式涡轮增压器，涡轮叶片经过空气动力学优化，使进气气流的分布状态有助于降低能量损耗，同时，又保证了汽油和空气均匀混合。燃油缸内直喷与涡轮增压技术的结合使TSI发动机较其他发动机动力表现更强，油耗更低，排放也更清洁。TSI发动机性能18TSI发动机技术参数：发动机排量 1.8升（1798cc）； 最大功率 118kW（5000rpm）； 最大扭矩250Nm（1500-4200rpm）； 排放标准 欧41.8TSI发动机在转速达到5000rpm时，可输出118kW的最大功率；并且这一最大功率输出可维持到发动机转速6200rpm；而220Nm的最大扭矩在发动机转速为1500rpm时即可产生，并可持续输出至发动机转速达到4200rpm。这种设定形成了低转速高扭矩、高转速高功率，并且在一个很宽的转速范围内持续提供高动力输出的特点。2.0TSI发动机技术参数：发动机排量 2.0升（1984cc ）；最大功率 147kW（5000rpm）； 最大扭矩280Nm（1800-5000rpm）；排放标准 欧42.0TSI发动机在1800-5000rpm转速区间内能够输出最大扭矩280Nm。一方面由于档位之间速比落差较小，大大提高了换档的平顺性，另一方面也意味着一点轻微的加速动作就能带来强劲的冲刺感和实在的推动力。2.0TSI功率储备丰沛，在5000-6000rpm转速区间内，2.0TSI可持续提供147kW的最大功率，令车辆保持出色的高速性能。三、TSI发动机的使用及保养目前大众1.4LTIS、1.8LTSI、2.0LTSI发动机以成功的运用到新宝来、速腾、高尔夫、迈腾、CC车型当中，取得了良好的成果，大众汽车对TSI发动机的冷却系统进行了优化，设计了独立的冷却系统，冷却效果显著提高。过去的涡轮增压装置在使用、维护和保养方面比较麻烦，比如高速长时间行车后不能马上熄灭发动机，否则涡轮增压器容易在冷却不好的情况下产生结焦，进而损害增压器，TSI发动机以充分考虑车主的使用便利性，润滑冷却系统采用更为先进的设计，很好的解决了上述问题，不会对车主的使用和维护增加额外的负担。使用方面由于涡轮增压器是由废气驱动增压，所以要在发动机达到一定转速才能启动，一次无论增压器存在一定的“滞后”，这是其固有的特点，大众汽车对涡轮进行了空气力学优化，使进气气流的分布状态有助于降低能量损耗令涡轮增压器能够更早更快地启动动态响应更加灵敏，所以大众汽车TSI发动机增压器的滞后感觉已大幅降低。TSI发动机个人建议使用方面：启动汽车后怠速运行，由于涡轮的转速极高涡轮增压器在2000r/min介入工作，由发动机油进行润滑，在怠速运行后发动机达到工作温度机油具有良好的流动性，发挥最佳的使用效果，进而更加呵护您的爱车。保养方面：建议每5000公里进行保养更换机油、机油滤清器。四、DSG双离合变速器的认识变速器是将发动机的动力传递到车轮的关键部件，从操作方式来讲，无外乎手动和自动变速箱两种形式。MT-即手动变速器，是应用历史最长的变速装置，它的有点是：结构简单，传动效率高，车速随档位变幻的响应表现直接，富有驾驶乐趣，给司机带还强烈的驾驭和掌控感。然而MT也存在一些缺点：换挡操作复杂，舒适性略差，并且在换挡过程中，离合器分离与结合的过程中会产生动力间断。AT-即自动变速器，其最大的好处是给人们带来方便的换挡操控、舒适的驾乘感受。但是AT换挡动作迟钝，因此提速慢，并且会产生顿挫感，是驾驶乐趣降低。另外，AT传动效率低，油耗高。五、DSG变速箱的结构、特点和工作原理DSG双离合自动变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的优点，以低油耗实现了更快换挡响应，带来更为强劲的动力，驾驶乐趣更多。DSG的核心部件“双离合器”分别与单数和双数档位齿轮相联。在一个单位运行的同时，下一个档位则预选下一档位的齿轮，并处于待命状态。达到换挡时，在瞬间完成2个档位之间“离”和“合”的切换，快速完成换挡。DSG变速箱最大的特点在于它采用了双离合器。DSG基本由几个大项组成：两个基本3轴的6前速机械变速箱、一个内含两套多瓣式离合片的电子液压离合器机构、一套变速箱ECU。不同于普通的双轴变速箱，或者单输入轴系统，DSG变速箱除了具有双离合器外，更具备同轴的双输入轴系统，而且将6个前进档分别置于两边各自的从动轴上。传统的手动变速箱使用一台离合器，当换挡时驾驶员须踩下离合器脚踏，令不同挡的齿轮作出齿合动作，而动力就在换挡其间出现间断，令输出表现有所断续。DSG则可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一，并建立在单一的系统内。DSG内含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，能同时控制两组离合器的运作。当变速箱运作时，一组齿轮被齿合，而接近换挡之时，下一组挡段的齿轮已被预选，但离合器仍处于分离状态；当换挡时一具离合器将使用中的齿轮分离，同时另一具离合器齿合已被预选的齿轮，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，令动力没有出现间断的状况。要配合以上运作，DSG的传动轴被分为两条，一条是放于内里实心的传动轴，而另一条则是在外面套着的空心传动轴；内里实心的传动轴连接了1、3、5及后挡，而外面空心的传动轴则连接2、4及6挡，两具离合器各自负责一条传动轴的齿合动作，引擎动力便会由其中一条传动轴作出无间断的传送，考虑到零件使用寿命，设计人员选择了油槽膜片式离合器，离合器动作由液压系统来控制。由于使用2套离合器并且在换挡之前下一档位已被预选齿合，因此DSG的换挡速度非常的快，只需不到0.2秒的时间，下一档已经进去了，比最好技术的专业车手的手动变速还快，因此使用同一辆车使用DSG比使用MT的加速成绩来得要快。在实际驾驶中，DSG给人的感觉是在整个换挡过程感觉不到一点点顿挫或推拉，仅仅是从转速表上可以反映出挡位在变动。此外，DSG还有多种驾驶模式，比如运动模式，在电子程序的帮助下该模式的加挡明显迟缓而减挡则有了很大的改进，换挡时间也调得更短，犹如驾驶跑车一般。驾驶员还可以通过搬动换挡杆或按一下方向盘上的按钮随时将自动模式切换到手动模式，提供富有动感的驾驶方式DSG的换挡过程极为迅速，因此不产生动力间断，其档位速度快过于手动变速箱，而且没有顿挫感。六、DSG双离合自动变速箱的优势DSG在换挡之前，已经预先将下一档齿轮齿合，因而在换挡时只有快如闪电的“双离合器”的切换动作，动作迅速而平顺，不产生动力间断-这为提高车辆的动力表现带来了直接好处，使车辆动力性能得以提升。已配备6-DSG的迈腾1.8TSI为例，其0到100公里/小时加速需时9.5秒，比配备AT（6档）变速箱的车型快了1.1秒，和手动挡车型的表现相差无几。同时，DSG的系统效率也更高，从而，使油耗降低。同样以配备6-DSG的迈腾1.8TSI车型为例，在动力表现提高的同时，其油耗却比配备AT（6档）变速箱车型的百公里油耗低。七、DSG变速箱大众车型的应用及保养大众6速DSG双离合自动变速箱采用“湿式”双离合器，双离合器为一大一小2组同轴安装在一起的多片式离合器，分别连接1、3、5档以及倒档和2、4、6档齿轮。“湿式”是指双离合器安装于一个充满液压油的封闭油腔里。这种“湿式”结构具有更好的调节能力和优异的热容性，因此能够传递比较大的扭矩。6-DSG可匹配最大扭矩350牛米的发动机。目前在中国市场，迈腾1.8TSI和2.0TSI两款国产车型以及CC都配备了6档DSG。大众7速DSG双离合自动变速箱采用“干式”双离合器，“双离合器”由3个尺寸相近的离合器同轴相叠安装组成。位于两侧的2个离合器片分别联接1、3、5、7档和2、4、6当以及倒档齿轮，中间盘在其间移动，分别于2个离合器片“结合”或“分离”，通过切换来进行换挡。因为它的“双离合器”不是像6-DSG那样安装于封闭油腔里，所以，被称为“干式”双离合器。“干式”双离合器结构简单因而效率更高。但是“干式”离合器自身结构的固有特性使它能够承受的最大扭矩比“湿式”离合器要低。7-DSG可匹配最大扭矩250牛米的“较小”的发动机。国内上市的高尔夫、速腾的1.4T