DCT自动变速器

DCT自动变速器双离合器自动变速器特点•双离合器自动变速器(DualClutchTransmission)，简称DCT•综合了液力机械自动变速器和电控机械自动变速器的优点，传动效率高、结构简单、生产成本低、不仅保证了车辆的动力性和经济性，而且极大的该善了车辆运行的舒适性。由于传动结构依然是齿轮变速箱，所以传动效率高。•传动功率大、结构简单等优点被良好的保存下来。与有级自动变速器相比，双离合器式变速器最大可将燃油效率提高15％。还可以提高最高时速，在加速性能方面也要胜过自动变速器一筹。双离合器自动变速器特点•与手动变速器(MT)、液力自动变速器(AT)、无级自动变速器(CVT)和电控机械式自动变速器速器(AMT)相比，6速DCT具有以下：•(1)燃油经济性好，比4档AT提高18％，比CVT提高8％，比6档MT提高2％；•(2)起步性能和换档品质好，增加驾驶乐趣；•(3)紧凑的安装空间，与AT相比重量轻；•(4)扭矩传递能力大；•(5)有竞争力的价格，MTAMTDCTATCVT。双离合器自动变速器特点DCT的发展及研究现状•1940，Darmstadt大学教授RudolphFranke申请了双离合器自动变速器(DCT)专利，曾在载货车上试验，但是未能批量生产。随后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器(PDK），也没有投入批量生产。到了20世纪90年，随着电子控制技术的迅速发展，双离舍器自动变速器才被应用于普通轿车上。•德国大众、ZF公司、福特、戴姆勒克莱斯勒等都在投入较大的力量对其进行开发，并已经取得了成功。其中，较为突出的是由德国大众公司与美国博格华纳公司(BorgWarner)合作开发的DCT变速器。DCT的发展及研究现状•大众公司主要负责变速嚣设计和系统的集成工作；博格华纳公司负责开发、提供DCT的关键部件，主要包括双湿式离合器和变速器机电控制模块，这些部件可以把手动变速器变为DCT。•大众公司的DCT变速器已经应用于AudiTT、第五代高尔夫轿车等多种车型上，并较大程度地提高了车辆性能。大众公司对高尔夫R32分别装用手动变速器与DCT变速嚣进行了试验对比：装用DCT变速器的R32车，百公罩油耗仅l0.2L(按MVEG的99／100FEG标准试验)，0～100Km／h加速时间仅为6.0s；相应装用手动变速器的R32车百公罩油耗为11.5L，0～100Km／h加速时为64s；最高车速同样是247Km／h““。可见，DCT变速器与手动变速器相比，可使整车具有优良的燃油经济性和动力性能。DCT的发展及研究现状奥迪STronicS-Tronic技术被称为直接换档变速箱，S-Tronic采用两套离合器串联工作。这种变速箱换档速度极快与普通变速箱相比，搭载这种变速箱的汽车加速性和节油性大大提高。目前只有奥迪TT和奥迪A3配备了这项技术，可以使得它们在0.2秒内完成六个档位之间的任意切换，且不会切断动力输出。S-Tronic直接换档变器让你享受到不间断的动力传输以及众多的驾驶乐趣。这种创新性变速箱融合了手动变速箱的运动性以及自动变速箱的优势。因此，驾驶者可以自由体验非凡的运动性、经济性或者融合运动性和经济性的个性化组合。•保时捷PDK保时捷推出的双离合变速箱产品叫做PDK，保时捷双离合。事实上，保时捷在1983年便已经将PDK双离合器变速箱用于956赛车上，并在1984年与1985年以962赛车在赛道上获得了极大的成功。•保时捷重新推出2009款保时捷911卡雷拉这款产品。经过了技术更新，现款PDK产品有了根本性的区别，但其工作原理仍与DSG®基本一样。•宝马MDKG宝马MDKG七速自动变速箱和大众最新的七速自动变速箱最大的区别就是：宝马MDKG七速自动变速箱采用湿式变速箱，而大众的七速自动变速箱采用干式变速箱，两者可以说是各有所长。•配备DKG变速箱的宝马M3Coupe其从静止加速到100km/h缩短到了4.6秒，相比手动变速箱快了0.2秒，百公里油耗减少到11.9L。宝马M3Coupe的DKG变速箱拥有多达11种不同的控制模式，其中全自动模式有五种，手动换档模式有六种，新款宝马M3Coupe的420马力4.0LV8发动机输出的动力将得到更充分更及时的调配。•福特、沃尔沃PowershiftPowershift变速箱具备两片独立的湿式离合器，并以类似两组手动变速箱的方式平行运作。一组离合器负责控制奇数档位(1、3、5和倒档)，另一组则负责控制偶数档位(2、4、6档)。受益于两组湿式离合器的设计，Powershift变速箱可承受最高达450牛米的扭力输出，同时理论上也不存在档位齿比的限制；因此Powershift变速箱被原厂视为柴油引擎的最佳搭配选择。•三菱SST（SportShiftTransmission）三菱的跑车的运动性向来比较激烈。对于双离合变速箱这种高性能的设备，日本人自然不会轻易放过。2007年7月，三菱在东京也发布了自己研发的双离合变速箱——SST（SportShiftTransmission）。2008年6月，搭载这一变速箱的第十代EVO已经引入中国，售价高达48.8万元。SST给驾驶者提供了三种模式分别为正常、运动及超级运动，以满足各种路面的需求。DOT的发展及研究现状•目前在国内，双离合器自动变速器的研究还处于起步阶段。研究单位主要是以高校理论研究为主，高校企业相接合联合开发的现状；研究方向也主要集中在DCT的控制系统方面。如吉林大学的牛铭奎、程秀生、葛安林等啼和同济大学的杨伟斌、吴光强等对双离合器式自动变速器换档特性及换档品质的研究；重庆大学姚晓涛、秦大同等对干式双离合器自动变速器起步的控制研究；北京理工大学郭晓林、马彪舢等对湿式离合器充放油过程动态特性的研究。DOT的发展及研究现状•2007年11月，科技部公布的17项“十一五863计划现代交通技术领域“汽车开发先进技术重大项目中，变速器开发项目占了5项，其中3项均为轿车双离合器自动变速器技术开发项目(另外2项为重型商用车机械自动变速器开发项目)，分别由重庆青山工业有限责任公司、杭州前进齿轮箱集团有限公司和浙江吉利控股集团有限公司承担。DOT的发展及研究现状•2008年8月，由国家发改委牵头，国内十余家整车企业与博格华纳公司合作，引进双离合器自动变速器技术的中联发实业有限公司(简称中联发)成立。合资公司成立后将重点研发自动变速箱的双离合器、液压泵、电磁阀、电控单元等六大关键技术，形成一个共用的技术平台。届时，参与合资的国内企业都可以采用这些技术研发生产自己的变速箱。DOT的发展及研究现状•国内的几个大型汽车集团也陆续投入到了双离合器自动变速器技术的研发中来，并且投入了相当的人力、物力和财力。一汽集团在AMT的研发上已经积累了一定的经验，目前已决心要开发DCT，而且要能够攻克关键的控制器单元。上汽集团已经投入了近10亿元用于开发自己的DCT，争取2009年底批量生产，并且确立了用于匹配DCT的一系列自主品牌车型DOT的发展及研究现状DCT的结构及工作原理•由于DCT基于手动变速器发展而来的，根据齿轮轴布置方式的不同，DCT结构有两轴式和双中间轴式等多种型式。两种型式，由安装在一起的两个离合器——双离合器和常啮合定轴式变速器组成。变速器有两根输入轴，一根实心轴和一根空套在实心轴上的空心轴。两根输入轴分别与双离合器的两个输出盘相连，将传动齿轮分为奇数档齿轮组和偶数档齿轮组，通过两个离合器的切换交替工作。当一个档工作时，可预选下一个档位，换档时只是离合器的切换。所以，无论变速器档位数量的多少，DCT的工作原理都是基本相同的。•两轴式DCT结构及工作过程DCT的结构及工作原理•DCT的主要组成部分有Cl、C2两个湿式离合器，五个变速器档位及其相应的换档同步器，以及其它的换档控制系统。•两轴式DCT的具体结构特点是：输入轴2加工成空心轴，套在实心输入轴1上；输入轴1、2分别通过花键与多片式离合器C1、C2连接在一起。•1、3、5档与离合器C1联结在一起，2、4档联结在离合器C2上，即将变速器的档位按奇、偶数档位分别与两个离合器分开配置，变速器换档所用的同步器与原来的普通手动变速器完全相同。DCT的结构及工作原理•两轴式DCT的工作原理是：动力源的动力由输入轴传入，当离合器C1结合时，动力经由离合器C1传到l轴，而l轴上固定连接了两个同步器，这时，如果两个同步器分别与l、3、5档的齿轮接合，则可以将动力经由与同步器啮合在一起的1、3、5档主动齿轮Zl、Z3、Z5(为空套齿轮，与l轴间可以自由转动)，传递到与3轴固定在一起的被动齿轮Zl’、Z3’、z5’上，经3轴将动力输出。同样，2、4档主动齿轮Z2、Z4固定联结在离合器C2上，当离合器C2接合时，动力由离合器C2直接传递到2、4档主动齿轮Z2、Z4上，然后经与齿轮Z2、Z4啮合在一起的被动齿轮Z2’、Z4’，以及换档以后就与Z2’或Z4’联接在一起的同步器将动力传递至3轴，经输出轴输出，工作过程与离合器Cl部分基本相同。DCT的结构及工作原理•两轴式DCT的换档过程是：当汽车启动运行时，车辆首先要以l档起步，这时，控制换档机构首先将l档齿轮z1与同步器Al啮合，然后，离合器Cl被控制接合，而离合器C2保持分离。动力由Cl传到l轴后，因同步器与l轴固定在一起，同时，同步器也已经与l档齿轮zl啮合在一起，则动力经由输入轴一离合器C1—1轴一同步器一l档空套主动齿轮Zl一被动齿轮Z1’一3轴一输出轴。此时的功率流向如图2．2中粗线所示。DCT的结构及工作原理DCT结构与工作原理DCT的结构及工作原理DCT的结构及工作原理双中间轴式DCT结构及工作过程•如图所示，该方案有6个前进档和一个倒档，变速器档位按如下连接方式设置：在与离合器Cl相连接的实心轴l上固定设置l、3、5档主动齿轮Zl、Z3、Z5，与主动齿轮Zl、Z3常啮合的空套被动齿轮Zl’、Z3’设置在轴3上，并于固设在轴3上的换档同步器Al相邻，与主动齿轮Z5常啮合的空套被动齿轮Z5设置在轴4上，并于固设在轴4上的换档同步器A3相邻；2、4档主动齿轮Z2、Z4固定设置在与离合器C2相连接的空心轴2上，与主动齿轮Z2、Z4常啮合的空套被动齿轮Z2’、Z4’设置在轴3上，并于固设在轴3上的换档同步器A2相邻。与主动齿轮Z6常啮合的空套被动齿轮Z6’设置在轴4上，并于固设在轴4上的换档同步器A4相邻；轴3、轴4分别通过固设其轴上的齿轮与输出轴驱动连接。双中间轴式DCT结构及工作过程干湿式双离合器结构分析与比较•在双离合器自动变速器系统中，既可以采用干式离合器，也可以采用湿式离合器•干式离合器：可以通过压板和飞轮吸收较大热量，对滑摩产生热量的速度不敏感，但因为空气散热较慢，热量不易在短时内散发出去，因此它受滑摩产生的总热量的限制。干式离合器适于在短时间内结合，这样滑摩时间短，产生热量少。干湿式双离合器结构分析与比较•湿式离合器是通过液体粘性摩擦来传递扭矩的，其摩擦片间的正压力是通过油压推动活塞装置来施加。因此，湿式离合器的可控性和控制品质好，结构比较单一．具有压力分布均匀、磨损小且均匀、传递扭矩容量大、不用专门调整摩擦片间隙等特点。干湿式双离合器结构分析与比较干湿式双离合器结构分析与比较干式双离合器自动变速器湿式双离合器自动变速器双离合器执行机构•一般来说，离合器的执行机构主要有两种型式：高速开关阀控制液压缸机构和直流电机驱动离合器机构。通过与DCT的干、湿式两种类型离合器的组合，可以构成以下三种形式的双离合器执行机构，即：电控电动干式离合器型、电控液动干式离合器型和电控液动湿式离合器型三种。双离合器执行机构双离合器执行机构双离合器执行机构电控电动选换档执行机构•选档电机通过蜗轮蜗杆机构带动扇型齿轮旋转运动，实现选档动作；换档电机通过蜗轮蜗杆机构驱动齿轮齿条实现直线运动，实现换档动作。电控液动换档执行机构•电控液动换档执行机构采用液压泵作为动力源。液压系统根据电控单元的指令控制电磁换向阀，使执行机构自动地完成离合器分离、接合和变速箱选、换档等动作湿式DCT液