【正文】 SG）。算下來它也有近 70 年的歷史，但很長一段時(shí)間內(nèi)這種變速箱并不為人所知，而真正應(yīng)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(shì)很明顯，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相比下非常復(fù)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(dòng)，而兩組離合器分別對(duì)應(yīng)兩組行星齒輪，這樣傳動(dòng)軸也相應(yīng)復(fù)雜的被分為常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 兩部分，中心的實(shí)心傳動(dòng)軸負(fù)責(zé)一組齒輪，而空心傳動(dòng)軸負(fù)責(zé)另一 組?？梢婋p離合的內(nèi)部構(gòu)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(gè)離合器對(duì)應(yīng)奇數(shù)擋，另一離合器對(duì)應(yīng)偶數(shù)擋。當(dāng)車輛掛入一個(gè)擋位時(shí)，另一個(gè)離合器及對(duì)應(yīng)的下一個(gè)擋位已經(jīng)位于預(yù)備狀態(tài)，只要當(dāng)雙離合變速箱 (DCT)前擋位分離就可以立刻接合下一個(gè)擋位，因此雙離合變速箱的換擋速度要比一般的自動(dòng)變速箱甚至手動(dòng)變速箱還快。此外雙離合變速箱雖然內(nèi)部復(fù)雜，但實(shí)際體積和重量相比自動(dòng)變速箱而言并沒有比手動(dòng)變速箱增加多少，因此裝備雙離合變速箱的車型不會(huì)為自己平添過多的負(fù)擔(dān)。 雙離合器是一個(gè)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(fù)責(zé)奇數(shù)擋的動(dòng)力接合和中斷，內(nèi)部稍小一些的離合器負(fù)責(zé)偶數(shù)擋的動(dòng)力接合和中斷。兩個(gè)離合器的分離和接合同時(shí)進(jìn)行，因此傳遞到 驅(qū)動(dòng) 輪的動(dòng)力幾乎不會(huì)出現(xiàn)中斷。當(dāng)奇數(shù)擋離合器分離的同時(shí)，接合偶數(shù)擋離合器，反之亦然?？刂齐娔X根據(jù) 發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速、車速和節(jié)氣門開度等信息對(duì)擋位進(jìn)行預(yù)判，例如在二擋加速時(shí)，三擋已進(jìn)入預(yù)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(gè)動(dòng)作同時(shí)間進(jìn)行。因此 DCT 的換擋速度通常說來相比僅有一個(gè)離合器的 半自動(dòng) 變速箱 (結(jié)構(gòu)基于手動(dòng)變速箱，用于高性能 轎跑車 和跑車 )更快。 自動(dòng)變速器基本結(jié)構(gòu)和工作原理 自動(dòng)變速器基本組成 自動(dòng)變速器的廠牌型號(hào)很多，外部形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(dòng)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(jī)構(gòu)、離合器、制動(dòng)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(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)和換擋操縱機(jī)構(gòu)等五大部分。 (1)液力變矩器。液力變矩器位于自動(dòng) 變速器的最前端，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，其作用與采用手動(dòng)變速器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環(huán)流動(dòng)過程中動(dòng)能的變化將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞自動(dòng)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(dòng)地、無級(jí)地改變傳動(dòng)比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。 (2)變速齒輪機(jī)構(gòu)。自動(dòng)變速器中的變速齒輪機(jī)構(gòu)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(dòng)比較小，只有少數(shù)車型采用。目前絕大多數(shù)轎車自動(dòng)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(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 變速齒輪機(jī)構(gòu)主要包括行星齒輪機(jī)構(gòu)和換 檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分。 行星齒輪機(jī)構(gòu)，是自動(dòng)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(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)變速的機(jī)構(gòu)，速比的改變是通過以不同的元件作主動(dòng)件和限制不同元件的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。在速比改變的過程中，整個(gè)行星齒輪組還存在運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力傳遞沒有中斷，因而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換擋。 換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是用來改變行星齒輪中的主動(dòng)元件或限制某個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)，改變動(dòng)力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動(dòng)器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動(dòng)力傳給行星齒輪機(jī)構(gòu)的某個(gè)元件使之成為 主動(dòng)件。制動(dòng)器的作用是將行星齒輪機(jī)構(gòu)中的某個(gè)元件抱住，使之不動(dòng)。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(dòng)器基本相同，也是用于固定或連接幾個(gè)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(dòng)比的擋位。 (3)供油系統(tǒng)。自動(dòng)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(dòng)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(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不論汽車是否行駛，油泵都在運(yùn)轉(zhuǎn)，為自動(dòng)變速器中的變矩器、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、 自動(dòng)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(shí)現(xiàn)。 (4)自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)。自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷 (節(jié)氣門開度 )和汽車的行駛速度，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，自動(dòng)地接通或切斷某些換擋離合器和制動(dòng)器的供油油路，使離合器結(jié)合或分開、制動(dòng)器制動(dòng)或釋放，以改變齒輪變速器的傳動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。 自動(dòng)變速器的自動(dòng)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(shè)置在一個(gè)板塊內(nèi)，稱為閥體總成。不同型號(hào)的自動(dòng)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(dòng)變速器一般裝置于下部。 在液壓控制系統(tǒng)中，增設(shè)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(jì)算機(jī)控制的，則成為電子控制的換擋系統(tǒng)。 (5)換擋操縱機(jī)構(gòu)。自動(dòng)變速器的換擋操縱機(jī)構(gòu)包括手動(dòng)選擇閥的操縱機(jī)構(gòu)和節(jié)氣門閥的操縱機(jī)構(gòu)等。駕駛員通過自動(dòng)變速器的操縱手柄改變閥板內(nèi)的手動(dòng)閥位置，控制系統(tǒng)根據(jù)手動(dòng)閥的位置及節(jié)氣門開度、車速、控制開關(guān)的狀態(tài)等因素，利用液壓自動(dòng)控制原理或電子自動(dòng)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(jī)構(gòu)的工 作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。 自動(dòng)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(dòng)方向的導(dǎo)輪。工作時(shí)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(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(dòng)機(jī)曲軸在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，還需克服來自渦輪油液的反向阻力。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力被削弱了。所以液力偶合器只有偶合工況，而永遠(yuǎn)不會(huì)有增矩工況。 汽車在起步和低速行駛時(shí)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(diǎn)。 為了滿足汽車起步和低速行駛時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(gè)轉(zhuǎn)速差存在于整個(gè)變矩區(qū)。這個(gè)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(dòng)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(fèi)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(shí)才能產(chǎn)生殘余能量，才能使轉(zhuǎn)矩增大。在渦輪制動(dòng)時(shí)（失速點(diǎn)和起步點(diǎn)時(shí)）其變矩比達(dá)到最大值。 油液由泵輪流向渦輪，而后經(jīng)導(dǎo)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(dòng)。只有存在油液的循環(huán)流動(dòng)，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(diǎn)后，渦輪和泵輪轉(zhuǎn)數(shù)相等，泵輪的油液除了驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)外，已沒有殘余能量，油液流動(dòng)角度也變到了最小點(diǎn)，渦輪返回的油液沖向了導(dǎo)輪的背面。由于單向離合器只負(fù)責(zé)鎖止左轉(zhuǎn)，而不鎖止右轉(zhuǎn)，所以當(dāng)油液沖擊固定在單 向離合器上導(dǎo)輪的背面時(shí)，導(dǎo)輪便開始旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)輪開始旋轉(zhuǎn)的時(shí)刻叫臨界點(diǎn)。臨界點(diǎn)之前為變矩工況，臨界點(diǎn)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(dòng)無級(jí)的變矩。 液力變矩器的傳動(dòng)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(shí)，才會(huì)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(shí)沒有偶合工況。 作為增矩裝置的導(dǎo)輪在變矩工況時(shí)保持不動(dòng)，到了偶合工況便開始旋轉(zhuǎn)。如果導(dǎo)輪在便矩工況時(shí)旋轉(zhuǎn)，那就說明發(fā) 生了單向離合器打滑的故障。導(dǎo)輪在偶合工況時(shí)是必須旋轉(zhuǎn)的，如此時(shí)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(dòng)換檔系統(tǒng) :很多現(xiàn)代汽車裝有電子控制的自動(dòng)換擋裝置，能更有效地控制變速箱換擋，達(dá)到增進(jìn)駕駛性能、節(jié)省燃油消耗的效果。 常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 自動(dòng)變速器工作原理 自動(dòng)變速器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)換擋是因?yàn)楣ぷ髦旭{駛員踏下油門的位置或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動(dòng)換擋系統(tǒng)工作，自動(dòng)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(jī)構(gòu)中離合器的分離與結(jié)合和制動(dòng)器的制動(dòng)與釋放，并改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳遞 路線，實(shí)現(xiàn)變速器擋位的變換。 傳統(tǒng)的液力自動(dòng)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(dòng)變速擋位。其換擋控制方式是通過機(jī)械方式將車速和節(jié)氣門開度信號(hào)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(dòng)器 )的油路。這樣，工作液壓油進(jìn)入相應(yīng)的執(zhí)行元件，使離合器結(jié)合或分離，制動(dòng)器制動(dòng)或松開，控制行星齒輪變速器的升擋或降擋，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。 電控液力自動(dòng)變速器是在液力自動(dòng)變速器基礎(chǔ)上增設(shè)電子控制系統(tǒng)而形成的。它通過傳感器和開關(guān)監(jiān)測(cè)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)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(hào)輸入到電控單元。電控單元根據(jù)這些信號(hào)，通過電磁閥控制液壓控制裝置的換擋閥，使其打開或關(guān)閉通往換擋離合器和制動(dòng)器的油路，從而控制換擋時(shí)刻和擋位的變換，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。 液力變矩器利用液體的流動(dòng) ,把來自發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩增大后傳遞給行星齒輪機(jī)構(gòu) ,同時(shí) ,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(yīng)的傳動(dòng)比和旋轉(zhuǎn)方向 ,實(shí)現(xiàn)升擋、降擋、前進(jìn)或倒退。以上過程中 ,扭矩的增大、油門開度和車速信號(hào)對(duì)液壓控制裝置的操縱、行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比和旋轉(zhuǎn)方向的改變 ,都是在變 速器內(nèi)部自動(dòng)進(jìn)行的 ,不需要駕駛員操作，即進(jìn)行自動(dòng)換擋 (變速 )。 自動(dòng)變速器的優(yōu)缺點(diǎn) 自動(dòng)變速器有點(diǎn) 1. 能根據(jù)行駛速度和加速踏板位置，自動(dòng)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(shí)，也提高了行車的安全性； 3. 大大降低了汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)載荷，使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系相關(guān)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(dòng)機(jī)過載或熄火，從而保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，并減少排氣污染； 常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 5. 有效地、平穩(wěn)地、持續(xù)地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的扭矩，起步平穩(wěn)， 振動(dòng)和噪聲減少，提高乘坐舒適性。 與普通的手動(dòng)變速器相比，自動(dòng)變速器存在著結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，工藝要求及制造成本較高，以及傳動(dòng)效率略低等缺點(diǎn)，從而使整車的制造成本和車輛在某些下況及場合下的運(yùn)行油耗略有增高，維修難度加大。但由于其優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了缺點(diǎn)，所以自動(dòng)變速器在汽車上得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 自動(dòng)變速器缺點(diǎn) 1. 對(duì)速度變化反應(yīng)較慢，沒有手動(dòng)檔靈敏； 2. 比較費(fèi)油，傳動(dòng)效率較低，變矩范圍有限，近年引入電子控制技術(shù)改善了這方面的問題； 3. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，修理困難。在液力變矩器內(nèi)高速循環(huán)流動(dòng)的液壓油會(huì)產(chǎn)生高溫 ，所以要