项目三.双离合器式自动变速器DCT课件

1、双离合器式自动变速器DCT自动变速器 AT 技术非常成熟 市场占有量大 AT关键制造技术与控制系统十分复杂 CVT 燃油经济性好 其关键部件（金属带）受国外公司技术垄断 适用动力范围有限 AMT 结构简单、成本低，传动效率高 换挡过程动力中断，动力性和舒适性较差 DCT 具有AT的舒适性和操作方便性 拥有AMT结构简单、成本低和效率高的优点 DCT是最具潜力的新型自动变速器，具有巨大的市场前景。 一 概述 双离合器式自动变速器简称：DCT。是基于双轴式常啮齿轮，手动变速器Mt演变而成，保留了结构简单、传动效率高的优点，并升华为电控液动换档控制，改善了换档品质，降低了油耗及制造成本，它己在大众车

2、系和福特车系中成功的使用。降低了加工设备的投资，适合国情需要，前景十分可观。 基本原理相当于采用两套变速器和两个离合器，一个变速器处于工作状态时另一变速器空转，通过两个离合器的切换来实现两变速器交替进入工作状态，可在动力切断时间很短的情况下完成换挡。基本结构：装置在一起的两个离合器定轴式齿轮机构例如： Golf-R32轿车性能参数比较表如下：大众公司对Golf-R32分别装用手动变速器MT与DCT自动变速器进行了性能对比试验，结果证明：DCT式自动变速器，具有优良的燃油经济性和动力性能。 湿式多片式DCT 干式单片式DCT 按照采用的离合器形式，DCT通常分为湿式多片双离合器和干式单片双离合器

3、两种结构型式。DCT主要型式： 湿式离合器的可控性和控制品质好，具有压力分布均匀、磨损小且均匀、传递扭矩容量大、不用专门调节摩擦片间隙等特点。由于采用液压油强制冷却，允许起步时较长时间的打滑和高挡起步时不会烧损摩擦衬面，离合器的寿命比较长。然而，在分离状态中的多片式离合器的主、从动摩擦片之间因经过润滑油相互滑转，产生较大的摩擦阻力，使变速器的传动效率降低，且工作时需要辅助液压动力源，增加了系统的复杂程度及制造成本。湿式双离合器特点分析 与湿式离合器相比，干式单片双离合器与传统手动变速器采用的膜片弹簧离合器相似，区别在于干式单片双离合器可看作两个离合器的叠加，且考虑安全因素采用的是常开式设计。干

4、式双离合器具有结构简单、传动效率高、不需要辅助动力、成本相对较低等优点。但是，由于干式离合器的热容量有限，因此在大功率输入的情况下，系统很快就会达到热容极限，其热容极限明显低于液力变矩器或湿式离合器。另外，干式离合器摩擦片的磨损也一直是关系到其使用寿命的焦点问题。因此，干式双离合器在性能稳定性、承载能力方面存在一定的局限性。干式双离合器特点分析DCT国内外应用情况 国外发展现状 1940年德国Darmstadt大学教授Franke第一个申请了双离合器变速器(DCT)专利，曾经在载货车上试验过，但没有投入批量生产。随后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器(PDK)，然而未能成功将DCT技术投入

5、批量生产。DCT国内外应用情况 20世纪90年代末期，大众公司和博格华纳携手合作生产第一个适用于大批量生产和应用于主流车型的湿式双离合变速器。 国外发展现状2004年大众6档湿式双离合器变速器投入市场 双离合器车型渐成市场主流 奥迪TT、A3大众途安、尚酷、速腾、迈腾、高尔夫已经或将要装备DCT的车型如下：宝马 M DKG 三菱 Twin Clutch SST 福特福克斯 powershift 沃尔沃S40 保时捷 PDKDCT国内外应用情况国内发展现状菲亚特动力科技计划在中国与欧洲市场同步推出C635DDCT（干式） 华晨集团与上汽汽车变速器有限公司合作开发DCT国内863项目：青山（干式）

6、、杭维柯、吉利（湿式）博格华纳、中发联 DCT控制模块大连合资厂年产能目标50万套 中发联：一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、华晨、江淮、 长丰、吉利、广汽、中顺、长城 二 DCT系统的结构特点：1. 两个油浴湿式摩擦式离合器C1和C2，通过扭转减振盘连接飞轮，其输出端分别驱动齿轮组的奇数档和偶数档。用C1和C2的分离与接合，交替转换传力档位，满足自动换档的需求。 即： 第一离合器C1控制1、3、5、R档位；第二离合器C2控制2、4、档位或6档位。二 DCT系统的结构特点：2. 和手动式变速器MT一样，用三个锁环式惯性同步器A1、A2、A3分别控制各档位常啮齿轮的连接，组成五个或六个前进档和一个倒

7、档R。3. 离合器C1和C2的离合控制，和同步器与常啮齿轮的连接控制，采用电控液动方式，通过液压缸充油或泄油进行快速继动换档控制。4. 多片湿式双离合器的滑磨热，利用自动变速器的ATF油来吸收，使摩擦片得到良好的冷却，接合柔和，磨损均匀，使用寿命长，扭矩传递能力好。二 DCT系统的结构特点：5. 离合器在换档时的滑磨热量和传动件的运动摩擦热量，使控油温升高，仍需通过冷油器进行散热冷却。并用油温传感器监测报警，正常油温应为+30+90。二 DCT系统的结构特点：6. 取消了结构复杂和传动效率低的液力式变矩器，采用扭转减振盘的弹簧来传递动力，并吸收传动系统的扭转振动和噪声，形成了一个“双质量扭转减

8、振系统。 因减振弹簧的位置半径大、刚度小、压缩转角大，使多自由度传力系统的扭转振动，得到有效地衰减。所以，动力传递柔和、平稳、可靠，传动效率高， 故障率少。二 DCT系统的结构特点：7. 变速手柄的档位排列方式，仍是：P、R、N、D、S传统方式。有的车系还加装了手动换档开关，在D档位时，手柄也可利用手动通道上下微动，手动依次升档或降档行驶。二 DCT系统的结构特点：8. 两个不同尺寸的离合器，同轴心的套装在一起，以相同的摩擦力矩Mc，交替传递发动机的转矩。因离合器的最大摩擦力矩Mc为下式：Mc=ZPRc （n.m） Z摩擦面数；P压盘上的油压作用力；摩擦系数；Rc摩擦片的平均摩擦半径。 所以，

9、两个尺寸不同的离合器套装在一起，控制油压相同，因平均摩擦半径不同，压盘的压紧力不同，最终摩擦力矩Mc是相同的，都能单独传递发动机的最大扭矩Memax，即：McMemax。 二 DCT系统的结构特点：9. 故障率低和使用寿命长的原因？有三：（1）离合器与齿轮组前后布局，相距较远，滑磨热影响量小，比传统的行星齿轮式合理。（2）少了液力变矩器，简化了系统结构，提高了传动效率，ATF油温低。（3）省略了多个换档用的制动器和离合器，减少了密封件和漏油点。二 DCT变速器特点 传动效率高，大大提高了车辆的燃油经济性 反应灵敏，具有很好的操纵性 加速过程中无动力中断的感觉，使车辆的加速更加强劲 采用定轴式结

10、构，生产继承性好 只能顺序换挡，跳跃降挡时只能跳三级降挡（6挡降3挡， 5挡降2挡）三 DCT电控液动换档系统的组成： DCT电控液动换档系统与传统的ECT控制系统类同，也分为两部分：三 DCT电控液动换档系统的组成：1、电控部分电脑DCT/ECU和EFI/ECU联网工作，进行自动换档逻辑控制，并发令使换档电磁阀动作，完成档位的自动转换。本系统的传感器信号和开关信号，进行信息反馈，监控双离合器的工作质量，如：换档控制、柔和控制、同步控制、报警自诊等内容。三 DCT电控液动换档系统的组成：2、液动部分完成继动换档控制，液压动力源为：油泵、油路板、液压换档滑阀、双离合器和三个同步器的液压缸。三 D

11、CT电控液动换档系统的原理： 1、发动机不运转时液压换档系统无油压，电磁阀断电关闭，液压滑阀在F力的作用下，处在中间位置，两个离合器都是泄油状态。三 DCT电控液动换档系统的原理：2、发动机运转时液压油作用在液压滑阀的两端，油压平衡，滑阀不动，仍为泄油状态。三 DCT电控液动换档系统的原理：3. 汽车起步时变速手柄在D档，电脑接到节气开度TPS起步信号，使电磁阀B通电开启泄油，液压滑阀右移，离合器C1充油接合，同步器A1也向前接合，换入一档行驶。三 DCT电控液动换档系统的原理：4、汽车升档时当需要升档时，电磁阀A通电开启泄油，B阀断电关闭充油，液压滑阀左移，离合器C2充油接合，同步器A2也向

12、前接合，换入二档行驶。5、其他档位的升档和降档过程和同步器的控制原理，皆类同故略。 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，离合器摩擦面会生局部高温，导致摩擦片的破坏。所以离合器摩擦片材料、耐磨性、摩擦系数及其摩擦面的油槽设计形式是需要解决的关键问题。 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。通常采用DCT专用油（价格较高）。四 DCT主要关键技术双离合器设计制造 湿式离合器工作环境对外全封闭，免受外界湿度、粉尘及内部机油的影响，工作性能稳定；2. 湿式离合器摩擦副间有油膜存在，结合过程中为混

13、合摩擦状态，接合过程平顺；3. 湿式离合器在不增大径向尺寸前提下，改变摩擦副数即可调节传递转矩，易于实现传动摩擦副的系列化、标准化；4. 湿式离合器冷却散热效果好，特别是在频繁接合和半接合工况，散热效果明显好于干式离合器, 使用寿命一般为干式离合器的34倍；干式与湿式离合器的性能对比5. 湿式离合器磨损甚微，使用寿命期间一般免调整；6. 湿式离合器摩擦衬片及对偶钢盘较薄，其损坏型式多为瞬时温升过高或温度分布不均导致的烧损或翘曲，而不是摩擦衬片的磨损；7. 湿式离合器结构比干式离合器复杂，价格高于干式离合器；8. 干式离合器结构尺寸较大；在离合器片磨损后，需要定期更换摩擦片；9. 干式离合器没有

14、强制冷却系统，功率损失小；湿式离合器由于油的作用，不能彻底分离，产生功率损失。 DCT的起步控制与AMT的控制相同，其控制目标是保证起步过程离合器结合的平顺性，延长离合器使用寿命，减小发动机的转速波动。 为了使两个离合器具有基本相同的寿命，且外形尺寸基本相同，可采用两离合器分担起步力矩的方法，既起步时同时挂上1、2档，两离合器同时结合。 由于起步过程中离合器处于滑磨状态，因此没有档位干涉。根据路面条件和起步意图设定离合器1的滑转率值，当达到该值后，一个离合器分离，另一离合器继续结合完成起步过程。起步过程离合器控制 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.

15、04s0. 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，增加了驾驶乐趣。DCT动力换档特性换挡过程离合器控制 DCT换挡过程动力切断的时间很短，又不带液力变矩器，因此对换挡过程离合器的控制有较高的要求。 为减小动力中断时间，离合器切换过程中必然存在两个离合器扭矩传递的重叠或中断阶段，必须对离合器切换时序进行精确的控制，这是保证换挡品质及离合器工作寿命的关键。 如果切换时间控制不当，可能造成两个挡位之间的互锁干涉及换挡冲击，造成

16、离合器滑摩等，导致摩擦片变形甚至烧蚀破坏，直接影响离合器的分离接合特性和寿命。 受系统本身多因素的影响，使离合器切换时序的精确控制较为困难。 离合器切换过程转速与传递的扭矩 在换档过程中，理想状态下换出档离合器扭矩逐渐降低的同时，换入档离合器扭矩应同步增加，使两个离合器扭矩之和等于发动机扭矩。 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图。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

17、制是核心技术。五 DCT系统各档工作过程： 利用电控液动方式，使双离合器和同步器的液压缸自动交替充油、泄油而离合，将动力输入相关档位的同步器和齿轮组，即：前一档位泄油、后一档位充油，反复交替，依次的升档或降档，这一过程在1s内完成，动力衰减的时间极短，保证了行驶的平稳性。 五 DCT系统各档工作过程：1、一档C1充油接合，同步器A1向前接合，动力从Z1齿轮组输出，其他齿轮空转。2、二档C2充油接合，同步器A3向前接合，动力从Z2齿轮组输出，其他齿轮空转。3、三档C1充油接合，同步器A1向后接合，动力从Z3齿轮组输出，其他齿轮空转。 五 DCT系统各档工作过程：4、四档C2充油接合，同步器A3向

18、后接合，动力从Z4齿轮组输出，其他齿轮空转。 5、五档C1充油接合，同步器A2向前接合，动力从Z5齿轮组输出，其他齿轮空转。6、R档C1充油接合，R档齿轮与主、被齿轮啮合，动力从ZR齿轮组输出，其他齿轮空转。五 DCT系统各档工作过程：1. 一档C1充油接合，同步器A1向前接合，动力从Z1齿轮组输出，其他齿轮空转。五 DCT系统各档工作过程：2. 二档C2充油接合，同步器A3向前接合，动力从Z2齿轮组输出，其他齿轮空转。五 DCT系统各档工作过程：3. 三档C1充油接合，同步器A1向后接合，动力从Z3齿轮组输出，其他齿轮空转。 五 DCT系统各档工作过程：4、四档C2充油接合，同步器A3向后接合，动力从Z4齿轮组输出，其他齿轮空转。五 DCT系统各档工作过程：5. 五档C1充油接合，同步器A2向前接合，动力从Z5齿轮组输出，其他齿轮空转。五 DCT系统各档工作过程：6. R档C1充油接合，R档齿轮与主、被齿轮啮合，动力从ZR齿轮组输出，其他齿轮空转。六 双离合器变速器案例分析大众DQ250双离合器自动变速器机械变速传动部分 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