双离合自动变速器.docx

干式双离合器自动变速器的工作原理分析XXX指导教师：XX 副教授（汽车工程学院 车辆工程5班）摘要：干式双离合器具有轴向尺寸小、结构简单、效率高、成本低和不需辅助动力等特点，它是双离合自动变速器的重要组件。文章介绍了干式双离合器自动变速器的工作原理和干式双离合器的结构特点。关键词：双离合自动变速器，干式双离合器，结构，工作原理0 引言双离合器自动变速器(Dual-Clutch Transmission，简称DCT)是一种基于手动变速器原理而进行自动控制的变速器。它综合了液力机械式自动变速器和电控机械式自动变速器的优点, 又有手动变速器的传动效率高、安装空间紧凑等优点，在换档过程中不存在动力中断，换档迅速平稳，不仅保证了车辆的加速性，而且极大地改善了车辆的舒适性，成为国内外汽车制造企业科研机构和高校的研究热点。双离合器为 DCT 中的重要部件,其主要功能为控制起步、传递动力、切换档位、减震降噪和过载保护等,其性能直接影响自动变速器的动力传递性和换档品质。目前，DCT 的双离合器系统通常采用“湿式”和“干式”两种形式。湿式离合器和干式离合器的优缺点如表1所示：表1 干式与湿式离合器优缺点比较类型优点缺点干式离合器1、机械效率高2、轴向长度小3、结构简单1、直径大2、长时间滑摩时控制困难3、控制难度大4、滑摩过程中摩擦特性变化较大5、结合点随着温度和磨损量的变化而变化湿式离合器湿式离合器1、直径小2、摩擦特性稳定3、控制较容易1、轴向长度大2、液压系统导致效率降低3、离心压力对活塞有影响对于离合器的选择依据对负荷性能进行计算，再将计算结果纳入负载指数，根据德国 LuK 公司对离合器负荷性能的研究，如图 1 所示，可知道离合器性能与能力指数对比图。能力指数由离合器的规格大小决定，又和其磨损、冷却和热性能相关，从图 1 可知，干式双离合器自动变速器较适合于中、小型轿车。图1 从负载指数和能力指数选择离合器1工作原理式双离合器自动变速器（DDCT）相当于采用两套手动变速器，当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，它可在动力切断时间很短的情况下完成换档,换档过程非常迅速,换档时间不会超过 0.2s。DDCT的系统结构示意图如图 2 所示，其特征在于动力输入轴上设置有两个离合器，变速器各档位主动齿轮按奇、偶数档位分别与两个离合器连接，两个离合器交替传递动力以实现档位切换。如图2所示，以I档换II档的过程说明DCT换档过程及其动力传递路线。当DCT处于I档时，奇数档离合器K1接合，动力经过发动机飞轮→奇数档离合器K1→奇数档传动轴→I档主动齿轮→I档从动齿轮→从动轴Ⅰ→差速器→半轴→车轮的传递路径驱动车轮。与此同时，在DCT偶数档传动轴上，II 档的主动齿轮与 II 档的从动齿轮进入挂接啮合状态，但此时由于偶数档离合器 K2 没有接合，所以相互啮合的II档齿轮只是空转。车辆运行过程中，DCT的控制器实时监测奇数档传动轴转速、偶数档传动轴转速、发动机转速、当前档位、行驶车速等相关信息，一旦控制器判断进入换档阈值，DCT立即进行换档操作。换档时，只需控制奇数档离合器以一定速度分离，同时，控制偶数档离合器以与奇数档离合器分离相适应的速度接合就完成了换档操作。图2 双离合自动变速器原理图2干式双离合器结构特点干式双离合器具有从动部分转动惯量小、结构简单、轴向尺寸小、散热性好、换档快而稳、分离彻底、传力稳定、过载保护能力强、成本相对较低、不需辅助动力等特点。干式双离合器包含：两组离合器的压盘、两组从动盘总成、弹簧、中间压盘、扭转减振装置等，其典型结构如图 3 所示。根据从动盘总成的结构布置形式，又可以将干式双离合器的结构分为轴向平行式和径向堆叠式，如图 4 所示。图 3 干式双离合器结构图（a）轴向平行式 (b)径向堆叠式图 4 干式双离合器两种结构布置形式如图 4a 所示,以现今市场的两种产品为例。应用于大众车型的 7 速双离合器自动变速器（DSG——DQ200），它的结构布置形式为轴向平行式，双离合器由 3个尺寸相近的离合器片同轴相叠安装组长，位于两侧的 2个离合器片分别连接 1、3、5、7 档和 2、4、6、倒档，中间盘在其间移动，分别与 2个离合器片“结合”或者“分离”通过切换来进行换档。换档过程的双离合器在传递动力切换过程中存在着 2个离合器同时处于接触的状态，而在接触滑摩阶段，会产生较多的热量，因此所承受扭矩也就相对较小，一般应用小排量发动机，如高尔、宝来。由福特集团与变速箱大厂格特拉克 (Getrag) 共同研发的干式双离合器变速箱（Powershift——6DCT250）同样采用轴向平行布置方式，因为其离合器和换档采用电机来驱动，这就从根本不采用液压油、没有滑阀箱