【正文】 SG）。算下來它也有近 70 年的歷史，但很長一段時間內(nèi)這種變速箱并不為人所知，而真正應用在量產(chǎn)車上也是不久以前的事情。雙離合變速箱優(yōu)勢很明顯，但其內(nèi)部結構相比下非常復雜。首先它有兩組離合器分別由電子控制并由液壓系統(tǒng)推動，而兩組離合器分別對應兩組行星齒輪，這樣傳動軸也相應復雜的被分為常州工程職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 6 兩部分，中心的實心傳動軸負責一組齒輪，而空心傳動軸負責另一 組。可見雙離合的內(nèi)部構造幾乎徹底顛覆了傳統(tǒng)的變速箱形式。 雙離合變速箱的工作原理可以簡單理解為一個離合器對應奇數(shù)擋，另一離合器對應偶數(shù)擋。當車輛掛入一個擋位時，另一個離合器及對應的下一個擋位已經(jīng)位于預備狀態(tài)，只要當雙離合變速箱 (DCT)前擋位分離就可以立刻接合下一個擋位，因此雙離合變速箱的換擋速度要比一般的自動變速箱甚至手動變速箱還快。此外雙離合變速箱雖然內(nèi)部復雜，但實際體積和重量相比自動變速箱而言并沒有比手動變速箱增加多少，因此裝備雙離合變速箱的車型不會為自己平添過多的負擔。 雙離合器是一個非常緊湊而精 密的部件，也是 DCT 的核心，外部稍大一些的離合器負責奇數(shù)擋的動力接合和中斷，內(nèi)部稍小一些的離合器負責偶數(shù)擋的動力接合和中斷。兩個離合器的分離和接合同時進行，因此傳遞到 驅(qū)動 輪的動力幾乎不會出現(xiàn)中斷。當奇數(shù)擋離合器分離的同時，接合偶數(shù)擋離合器，反之亦然?？刂齐娔X根據(jù) 發(fā)動機 轉(zhuǎn)速、車速和節(jié)氣門開度等信息對擋位進行預判，例如在二擋加速時，三擋已進入預備狀態(tài)，從二擋切換到三擋的過程只是偶數(shù)擋離合器分離和奇數(shù)擋離合器接合的過程，并且兩個動作同時間進行。因此 DCT 的換擋速度通常說來相比僅有一個離合器的 半自動 變速箱 (結構基于手動變速箱，用于高性能 轎跑車 和跑車 )更快。 自動變速器基本結構和工作原理 自動變速器基本組成 自動變速器的廠牌型號很多，外部形狀和內(nèi)部結構也有所不同，但它們的組成基本相同，都是由液力變矩器和齒輪式自動變速器組合起來的。常見的組成部分有液力變矩器、行星齒輪機構、離合器、制動器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調(diào)壓器等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩器、變速器齒輪機構、供油系統(tǒng)、自動換擋控制系統(tǒng)和換擋操縱機構等五大部分。 (1)液力變矩器。液力變矩器位于自動 變速器的最前端，安裝在發(fā)動機的飛輪上，其作用與采用手動變速器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環(huán)流動過程中動能的變化將發(fā)動機的動力傳遞自動變速器的輸入軸，并能根據(jù)汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動地、無級地改變傳動比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。 (2)變速齒輪機構。自動變速器中的變速齒輪機構所采用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。采用普通齒輪式的變速器，由于尺寸較大，最大傳動比較小，只有少數(shù)車型采用。目前絕大多數(shù)轎車自動變速器中的齒輪變速器采用的是行星齒輪式。 常州工程職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 7 變速齒輪機構主要包括行星齒輪機構和換 檔執(zhí)行機構兩部分。 行星齒輪機構，是自動變速器的重要組成部分之一，主要由于太陽輪 (也稱中心輪）、內(nèi)齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機構是實現(xiàn)變速的機構，速比的改變是通過以不同的元件作主動件和限制不同元件的運動而實現(xiàn)的。在速比改變的過程中，整個行星齒輪組還存在運動，動力傳遞沒有中斷，因而實現(xiàn)了動力換擋。 換擋執(zhí)行機構主要是用來改變行星齒輪中的主動元件或限制某個元件的運動，改變動力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動力傳給行星齒輪機構的某個元件使之成為 主動件。制動器的作用是將行星齒輪機構中的某個元件抱住，使之不動。單向超越離合器也是行星齒輪變速器的換擋元件之一，其作用和多片式離合器及制動器基本相同，也是用于固定或連接幾個行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速器組成不同傳動比的擋位。 (3)供油系統(tǒng)。自動變速器的供油系統(tǒng)主要由油泵、油箱、濾清器、調(diào)壓閥及管道所組成。油泵是自動變速器最重要的總成之一，它通常安裝在變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅(qū)動。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，不論汽車是否行駛，油泵都在運轉(zhuǎn)，為自動變速器中的變矩器、換擋執(zhí)行機構、 自動換擋控制系統(tǒng)部分提供一定油壓的液壓油。油壓的調(diào)節(jié)由調(diào)壓閥來實現(xiàn)。 (4)自動換擋控制系統(tǒng)。自動換擋控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動機的負荷 (節(jié)氣門開度 )和汽車的行駛速度，按照設定的換擋規(guī)律，自動地接通或切斷某些換擋離合器和制動器的供油油路，使離合器結合或分開、制動器制動或釋放，以改變齒輪變速器的傳動化，從而實現(xiàn)自動換擋。 自動變速器的自動換擋控制系統(tǒng)有液壓控制和電液壓 (電子 )控制兩種。 液壓控制系統(tǒng)是由閥體和各種控制閥及油路所組成的，閥門和油路設置在一個板塊內(nèi)，稱為閥體總成。不同型號的自動變速器閥體總成的安裝位置有所 不同，有的裝置于上部，有的裝置于側(cè)面，縱置的自動變速器一般裝置于下部。 在液壓控制系統(tǒng)中，增設控制某些液壓油路的電磁閥，就成了電器控制的換擋控制系統(tǒng)，若這些電磁閥是由電子計算機控制的，則成為電子控制的換擋系統(tǒng)。 (5)換擋操縱機構。自動變速器的換擋操縱機構包括手動選擇閥的操縱機構和節(jié)氣門閥的操縱機構等。駕駛員通過自動變速器的操縱手柄改變閥板內(nèi)的手動閥位置，控制系統(tǒng)根據(jù)手動閥的位置及節(jié)氣門開度、車速、控制開關的狀態(tài)等因素，利用液壓自動控制原理或電子自動控制原理，按照一定的規(guī)律控制齒輪變速器中的換擋執(zhí)行機構的工 作，實現(xiàn)自動換擋。 自動變速器功用 液力偶合器為什么沒有增矩效果 ：液力偶合器里只有泵輪和渦輪，而沒有改變渦輪油液流動方向的導輪。工作時泵輪油液傳給渦輪，然后又經(jīng)渦輪返回泵輪，經(jīng)渦輪返回泵輪的油常州工程職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 8 液改變了旋轉(zhuǎn)的方向，液流流向和泵輪旋轉(zhuǎn)方向正好相反。發(fā)動機曲軸在旋轉(zhuǎn)的同時，還需克服來自渦輪油液的反向阻力。發(fā)動機動力被削弱了。所以液力偶合器只有偶合工況，而永遠不會有增矩工況。 汽車在起步和低速行駛時需要有較大的轉(zhuǎn)矩，而液力偶合器無法滿足這一需要。所以早期生產(chǎn)的配液力偶合器的汽車具有起步慢，低速區(qū)域 提速慢的明顯缺點。 為了滿足汽車起步和低速行駛時需較大轉(zhuǎn)矩的需要，現(xiàn)代汽車已全部改用液力變矩器。 液力變矩器中泵輪快速運動時，渦輪受到載荷和行駛阻力限制轉(zhuǎn)速較慢，泵輪和渦輪間產(chǎn)生了轉(zhuǎn)速差。這個轉(zhuǎn)速差存在于整個變矩區(qū)。這個轉(zhuǎn)速差就形成了殘余能量。即由于泵輪轉(zhuǎn)數(shù)快于渦輪轉(zhuǎn)數(shù)，所以泵輪流向渦輪的油液除了驅(qū)動渦輪外，還剩余一部分能量，這就是殘余能量。泵輪和渦輪的轉(zhuǎn)數(shù)差越大殘余能量就越大。 液力偶合器里這種殘余能量成為阻礙曲軸旋轉(zhuǎn)的阻力，最后轉(zhuǎn)化為熱量，白白浪費了。 液力變矩器就不同了，泵輪和渦輪的 轉(zhuǎn)速差越大，殘余能量就越好只有在泵輪轉(zhuǎn)數(shù)高于渦轉(zhuǎn)數(shù)時才能產(chǎn)生殘余能量，才能使轉(zhuǎn)矩增大。在渦輪制動時（失速點和起步點時）其變矩比達到最大值。 油液由泵輪流向渦輪，而后經(jīng)導輪改變了方向后再返回泵輪，泵輪和渦輪間形成油液循環(huán)流動。只有存在油液的循環(huán)流動，才能產(chǎn)生變矩工況。 隨著渦輪轉(zhuǎn)數(shù)的升高，變矩化呈線性下降。過了臨界點后，渦輪和泵輪轉(zhuǎn)數(shù)相等，泵輪的油液除了驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)外，已沒有殘余能量，油液流動角度也變到了最小點，渦輪返回的油液沖向了導輪的背面。由于單向離合器只負責鎖止左轉(zhuǎn)，而不鎖止右轉(zhuǎn)，所以當油液沖擊固定在單 向離合器上導輪的背面時，導輪便開始旋轉(zhuǎn)，導輪開始旋轉(zhuǎn)的時刻叫臨界點。臨界點之前為變矩工況，臨界點之后為偶合工況。 液力變矩器的變矩比隨渦輪轉(zhuǎn)速的增大而減小，又隨著渦輪轉(zhuǎn)數(shù)的減小而增大。即隨行駛阻力矩的增大而增大，在低速區(qū)域內(nèi)能夠根據(jù)行駛阻力自動無級的變矩。 液力變矩器的傳動效率則是隨渦輪轉(zhuǎn)數(shù)的增大而增大：只有在泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速比較接近時，才會有偶合工況。偶合工況只在汽車中高速行駛才有，低速行駛時沒有偶合工況。 作為增矩裝置的導輪在變矩工況時保持不動，到了偶合工況便開始旋轉(zhuǎn)。如果導輪在便矩工況時旋轉(zhuǎn)，那就說明發(fā) 生了單向離合器打滑的故障。導輪在偶合工況時是必須旋轉(zhuǎn)的，如此時不旋轉(zhuǎn)，就說明單向離合器發(fā)生了卡滯故障。 電子控制自動換檔系統(tǒng) :很多現(xiàn)代汽車裝有電子控制的自動換擋裝置，能更有效地控制變速箱換擋，達到增進駕駛性能、節(jié)省燃油消耗的效果。 常州工程職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 9 自動變速器工作原理 自動變速器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動換擋是因為工作中駕駛員踏下油門的位置或發(fā)動機進氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動換擋系統(tǒng)工作，自動換擋系統(tǒng)中各控制閥不同的工作狀態(tài)將控制變速齒輪機構中離合器的分離與結合和制動器的制動與釋放，并改變變速齒輪機構的動力傳遞 路線，實現(xiàn)變速器擋位的變換。 傳統(tǒng)的液力自動變速器根據(jù)汽車的行駛速度和節(jié)氣門開度的變化，自動變速擋位。其換擋控制方式是通過機械方式將車速和節(jié)氣門開度信號轉(zhuǎn)換成控制油壓，并將該油壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥的位置，從而改變換擋執(zhí)行元件 (離合器和制動器 )的油路。這樣，工作液壓油進入相應的執(zhí)行元件，使離合器結合或分離，制動器制動或松開，控制行星齒輪變速器的升擋或降擋，從而實現(xiàn)自動變速。 電控液力自動變速器是在液力自動變速器基礎上增設電子控制系統(tǒng)而形成的。它通過傳感器和開關監(jiān)測汽車和發(fā)動機的運行狀態(tài)，接受駕駛員 的指令，并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號輸入到電控單元。電控單元根據(jù)這些信號，通過電磁閥控制液壓控制裝置的換擋閥，使其打開或關閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位的變換，以實現(xiàn)自動變速。 液力變矩器利用液體的流動 ,把來自發(fā)動機的扭矩增大后傳遞給行星齒輪機構 ,同時 ,液壓控制裝置根據(jù)行駛需要 (節(jié)氣門開度、車速 )來操縱行星齒輪系統(tǒng) ,使其獲得相應的傳動比和旋轉(zhuǎn)方向 ,實現(xiàn)升擋、降擋、前進或倒退。以上過程中 ,扭矩的增大、油門開度和車速信號對液壓控制裝置的操縱、行星齒輪機構傳動比和旋轉(zhuǎn)方向的改變 ,都是在變 速器內(nèi)部自動進行的 ,不需要駕駛員操作，即進行自動換擋 (變速 )。 自動變速器的優(yōu)缺點 自動變速器有點 1. 能根據(jù)行駛速度和加速踏板位置，自動地選擇最合適的擋位； 2. 消除了離合器操作和頻繁的換擋，使駕駛操作變得簡單而省力，同時，也提高了行車的安全性； 3. 大大降低了汽車傳動系統(tǒng)的動載荷，使發(fā)動機和傳動系相關零部件以及輪胎等的使用壽命大為提高； 4. 在外載荷突然增大的情況下，可防止發(fā)動機過載或熄火，從而保護發(fā)動機，并減少排氣污染； 常州工程職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 10 5. 有效地、平穩(wěn)地、持續(xù)地傳遞發(fā)動機所產(chǎn)生的扭矩，起步平穩(wěn)， 振動和噪聲減少，提高乘坐舒適性。 與普通的手動變速器相比，自動變速器存在著結構較為復雜，工藝要求及制造成本較高，以及傳動效率略低等缺點，從而使整車的制造成本和車輛在某些下況及場合下的運行油耗略有增高，維修難度加大。但由于其優(yōu)點遠遠超過了缺點，所以自動變速器在汽車上得到了越來越廣泛的應用。 自動變速器缺點 1. 對速度變化反應較慢，沒有手動檔靈敏； 2. 比較費油，傳動效率較低，變矩范圍有限，近年引入電子控制技術改善了這方面的問題； 3. 結構復雜，修理困難。在液力變矩器內(nèi)高速循環(huán)流動的液壓油會產(chǎn)生高溫 ，所以要