双离合变速器技术浅析及应用前景本科毕业论文.doc

现代汽车新技术课程论文
双离合变速器技术浅析及应用前景

目 录

摘要 - 2 -
1引言 - 3 -
2.DCT的发展历史和应用现状 - 3 -
3．双离合变速器的结构特点 - 4 -
4双离合变速器的工作原理 - 5 -
5.双离合变速系统的优缺点 - 6 -
5.1 优点 - 6 -
5.2 缺点 - 7 -
6.DCT的换挡策略 - 7 -
7.结论 - 7 -
致 谢 - 8 -
参考文献 - 9 -

摘 要
介绍了双离合变速器（Double Clutch Transmission, DCT）技术的发展历史和应用现状，单独说明了双离合变速系统及其特点，阐述了双离合变速器的结构、工作原理和优缺点；简要分析了DCT换挡策略；分析了双离合变速系统的应用前景。

关键词：双离合器 自动变速器 换挡策略 结构原理

1引言
带传统变速箱的车按以下几种情况工作：
（1）手动变速箱：换挡时，要求驾驶员踩下离合器踏板，用档杆进行操作。
（2）自动变速箱：换的那个自动变速箱代替驾驶员进行所有操作，涉及的零件有离合器、变扭器和几组行星齿轮。
（3）也存在一种介于上述两者之间，又综合两者优点的变速箱——双离合变速箱（如图1），也被称为半自动变速箱、无离合的手动变速箱或者自动化的手动变速箱。[1]
双离合变速器（Double Clutch Transmission ,DCT）,有别于一般的自动变速器系统，它基于手动变数器而实现了自动变速器功能，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还提供无间断的动力输出。而传统的手动变速器使用一台离合器，当换挡时候，驾驶员必须踩下离合器踏板，使不同档的齿轮做出啮合动作，而动力就在换挡期间出现间断，令动力输出不连续。而双离合变速器的出现使得汽车变速换挡过程更加平顺，且无迟滞现象。

图1 双离合变速器
2.DCT的发展历史和应用现状
双离合变速器的构想最早于1939年由法国人阿道夫.加尔奇提出，但最终未能实施。1940年，Darmstadt大学教授Rudolph Franke第一个申请了双离合变速器专利，并在货车上进行了装车实验，但限于当时的控制技术，最终没能投入生产。随后保时捷发明了专用于赛车的双离合变速器（Porsche Doppel Kupp Lungen ,PDK）,但也未能投入批量生产。直到20世纪90年代末随着电子技术的迅猛发展，双离合控制技术才逐渐得以成熟。到了2003年，德国大众公司和美国博格华纳集团合作才开发出第一款实现量产的6速双离合变速器——直接换挡变速器（Direct Shifi Gearbox , DSG）。随后大众公司将它装在自己旗下的多款车中，这才让双离合变速器真正的被普通量产车所应用。双离合技术至今已有70多年历史，在技术方面已基本成熟。目前最常见的双离合变速器又大众DSG、福特Powershifi、三棱SST、保时捷PDK、宝马MDKG。[4]
3．双离合变速器的结构特点
双离合变速器主要有2个多片式离合器、机械部分变速箱、自动换挡机构、电子液压控制系统组成，其中2个多片式离合器和机械部分变速箱的结构与传统的变速器有较大的差异。如图2和图3所示，2个独立的离合器即 离合器1和离合器2， 离合器接合后动力分别传递给变速器的两根输入轴1、2，输入轴2空心，输入轴1从其中穿出。输入轴1上装有1挡/倒档，3挡，5挡齿轮，输入轴2上装有2挡，4/6挡齿轮。另有两根输出轴1、2，其中输出轴1上装有齿轮1及输出轴1上的2挡、4挡、3挡、1挡齿轮，并装有2/4挡同步器和1/3倒档同步器；输出轴2上装有输出齿轮2及输出2上的倒档、6挡、5挡齿轮，并装有倒档/6挡同步器和5挡同步器。还有一个倒档轴，其上装有倒档双联齿轮。

4双离合变速器的工作原理
装有双离合变速器的汽车在挂上奇数挡行驶时，离合器1接合，输入轴1工作，变速器在某以奇数档位工作；此时离合器2处于分离状态，输入轴2不工作，但有一偶数档位的同步器处于接合状态；当要进行换挡时，将离合器1分离的同时让离合器2接入，实现平稳、快速换挡，接着某奇数挡的同步器又处于接合状态，也就是说双离合变速器在工作过程中总有两个档位是接合的，一个正在工作，另外一个为下一步换挡做好准备。图4和图5列举了分别由输入轴1和输入轴2输出的2个档位动力传递路线。

双离合变速器相当于将两个手动变速的功能集成到一个变速器中，并建立在单一的系统内，包含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，同时控制2组离合器的运作。
5.双离合变速系统的优缺点
5.1 优点
（1） 双离合变速器不仅继承了手动变速器传动效率高的特点，并且比手动变速器换挡更快。通过两套动力传递路线进行交错传递。与传统的手动变速器比较DCT实用更方便同时大大改善了汽车的燃油经济性，DCT比手动变速器换挡更快速、流畅，动力输出不间断。
（2）并且和传统的自动变速器相比，DCT自动变速器有着明显的区别，DCT没有采用扭矩变换器，自动转换更灵活，而且也不是在传统概念自动变速器基础上开发出来的，因此与CVT比较，DCT可以承受更高的扭矩标准。
5.2 缺点
（1）DCT没有液力变矩器，更没有离合器踏板来实现“半联动”动作，尤其对于小排量发动机来说，在低转速范围，转矩不足的问题比较明显。
（2）DCT属于智能变速器。大量电子元件的使用，使得故障出现的概率大大增加。
（3）双离合变速器研制成本高，结构精密且复杂，质量大，本变速器的装车不仅使汽车价格上升，而且日后维护保养费偏高。
6.DCT的换挡策略
DCT在换挡过程中存在两个离合器扭矩传递的重叠阶段，因此在换挡过程中，对离合器的控制有较高的要求。为保证换挡品质及离合器工作寿命，必须对离合器切换时序进行精确的控制。 如果控制不当，则有可能直接影响到离合器和变速器的性能和寿命。
DCT的档位切换是由档位选择器来操作的，档位选择器会实际上是个液压马达，推动拨叉就可以进行相应的档位，由液压控制系统来控制它们的工作，以一个典型的6挡DCT为例，液压控制系统中有6个油压调节电磁阀，用来调节2个离合器和4个档位选择器中的油压压力，还有5个开关电磁阀，分别控制档位选择器和离合器的工作。[2]
7.结论
通过以上分析不难看出，作为汽车新技术上的双离合变速器技术已经很成熟了，而这一门成熟技术在实车上是否能运用自如还有待时间的考验，只能说科技在改变人们生活。
致 谢

参考文献
[1] 史文库 现代汽车新技术（第2版） .北京：国防工业出版社
[2] Sachs Z F. Dual clutch transmission system[J].Power train
System s for Passenger Cars,2004, (1): 22~23
[3] 孟兆辉，苏铁熊. 双离合自动变速器应用前景分析［Ｊ］．机械工程与自动化，２０１０（４）
[4] 牛铭奎，高炳钊，葛安林，等. 双离合器式自动变速器系. 统［Ｊ］. 汽车技术，２００４（６）

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