【正文】 ............................................................................................. 72 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 ............................................................................. 73 主要參數(shù)的確定 ..................................................................................................... 74 變速器殼體 .................................................................................................................... 76 本章小結 ........................................................................................................................ 76 結論 ......................................................................................................................................... 77 參考文獻 ............................................................................................................................... 78 致謝 ......................................................................................................................................... 80 附錄 ........................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 A 外文文獻原文 ........................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 B 外文文獻翻譯 ........................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 1 第 1 章 緒 論 汽車自動變速技術是人們長期以來一直努力追求的目標，是車輛改進和完善傳動系統(tǒng)的重要方向。自動變速 技術始于 1960 年左右，到現(xiàn)在車輛的自動變速技術已取得了長足的進步。裝備自動變速器的汽車，具有操縱方便、起步平穩(wěn)、乘坐舒適性好、燃油經濟性高、安全可靠等一系列優(yōu)點，使得市場上對裝備自動變速器的汽車的需求日漸高漲。汽車自動變速器的研究和應用有著更加重要的現(xiàn)實意義，各主要工業(yè)國家均在這方面投入了大量人力和財力，研制出種類繁多的各類自動變速器。自動變速器技術越來越完善，在越來越多的車輛上得到應用，成為現(xiàn)代汽車與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的標志之一。隨著我國的經濟發(fā)展，家庭汽車的普及程度越來越高，且對乘用車的乘坐舒適性、燃油經濟 性和排放性能有了更高的要求。因此研究和開發(fā)既有高質量、操縱方便又有經濟實用等特點的車輛具有廣闊發(fā)展前景，來滿足日益增長的廣大消費者的需求。要實現(xiàn)這些功能，滿足這些要求，就必須開發(fā)和研制出傳動系中既能夠高效傳遞發(fā)動機動力，又具有操縱方便的自動變速器 [1]。 課題研究的目的和意義 由于汽車傳動方式和控制方式的不同，汽車自動變速系統(tǒng)存在多種不同的類型。根據(jù)傳動方式的不同，可以分為以下五類：液力傳動、液壓傳動、機械傳動、儲能傳動、電傳動。汽車上應用較多的自動變速器主要有液力機械自動變速器（ Automatic Transmission， AT）、無級變速器（ Continuously Variable Transmission， CVT）和電控機械自動變速器（ Automated Manual Transmission， AMT） 以及最近發(fā)展的雙離合器自動變速器（ Dual Clutch Transmission， DCT） 等 四 種。 AT 具有起步平穩(wěn)、柔和，以及換擋迅速、無沖擊等優(yōu)點。除其裝有的液力變矩器可以改善車輛性能外，還主要歸功于它實現(xiàn)了動力換擋，即換擋過程中不切斷動力傳遞，只是通過兩個離合器 (或制動器 )間的切換完成， 換擋時間極短，換擋品質與車輛性能好。但是它也具有效率低、動力性略差、結構復雜、成本高等缺點 [1]； CVT 雖具有速比無級變化的優(yōu)點，可以實現(xiàn)轉矩的無級傳遞，提高無級自動變速汽車的乘車舒適性、加速性以及燃油經濟性。但是其起動性能差，一般需另加起動裝置，并且無級自動變速器的設備更換量大、制造困難和價格也較高等缺點。 AMT 的工作原理決定了它在換擋過程中首先要分離離合器，然后將變速器摘空擋，再選擋、換擋，最后 2 接合離合器。這樣，當離合器分離后，直到離合器再重新接合之前，發(fā)動機的動力將不能被傳遞到車輪去驅動車輛運行，所以 換擋過程中產生了動力傳遞的中斷，這對車輛的動力性、舒適性以及燃油經濟性和排放帶來了一定的影響。特別是在舒適性方面，由于換擋過程的動力中斷，必然會產生動力傳動系統(tǒng)的沖擊，影響了汽車的行駛平順性，使得其在對舒適性要求高的車型上的應用受到了限制。同時動力中斷也會造成一定的動力損失，影響了汽車的加速性能。 為了解決中斷動力換擋給車輛性能帶來的影響，需要對電控機械式自動變速器的換擋過程進行精確的控制。特別是為了減少換擋過程中的沖擊度，需要對發(fā)動機與變速器構成的動力總成在轉速差、轉矩等方面進行精確匹配和控制，但是這些僅 在一定程度上改善其換擋性能，并不能從根本上解決問題。如果要進一步提高電控機械式自動變速器的性能，則需要增加發(fā)動機起、停等一些其它控制手段，反而增加了車輛的復雜程度和成本，得不償失。所以，電控機械式自動變速器在對車輛舒適性等方面要求不高的車型上，例如低擋轎車、軍用車輛、公共汽車、載重車等，由于其具有結構簡單、成本低等優(yōu)點，仍具有優(yōu)勢，但是在對舒適性要求高的車型上，其應用就具有了局限性。為了既可以充分利用 AMT 所具有的優(yōu)點，又可以消除 AMT 中斷動力換擋的缺點，雙離合器式自動變速器（ DCT）應運而生，它繼承了手動 變速器傳動效率高、安裝空間緊湊、重量輕、價格便宜等許多優(yōu)點。 DCT 的優(yōu)點體現(xiàn)在對車輛性能的提高和對自動變速器生產成本的降低兩個方面。 首先，因為 DCT 是按照動力換擋的原理來設計的，在換擋過程中避免了動力中斷，保留了 AT、 CVT 等換擋品質好的優(yōu)點。車輛在換擋過程中，發(fā)動機的動力始終可以傳遞到車輪，換擋迅速平穩(wěn)，不僅保證了車輛的加速性，而且由于車輛不再產生由于換擋時動力中斷引起的沖擊，也極大的改善了車輛運行的舒適性。而且，它大大縮短了換擋時間，兩個離合器的切換時間通常在 ～ 秒左右，換擋完成時間非常短， 所以不易被車輛乘客感覺到，極大的提高了換擋舒適性，保證了車輛具有良好的動力性與換擋品質 [2]。 其次，由于雙離合器式自動變速器是在傳統(tǒng)的手動變速器基礎上進行自動化的，從而以結構簡單的平行軸式結構達到了結構復雜的旋轉軸（行星齒輪）式自動變速器的效果，但結構更加緊湊，成本更低。并且擋位是在離合器分離的情況下預先掛擋的，因此可以有較充分的轉速同步時間，原來的同步器還可以改用嚙合套，其結構更為簡單，其成本遠遠低于 AT、 CVT 等自動變速器。所以它與 AMT 一樣、可以充分利用原有手動變速器的生產設備，只需增加少量的生產設 備即可，生產繼承性好，很適合現(xiàn)有的手動變速器生產廠，具有很高的經濟效益和社會效益。 3 總之，雙離合器自動變速器既繼承了手動變速器傳動效率高、結構緊湊、重量輕、價格便宜等許多優(yōu)點，而且實現(xiàn)了自動變速器的動力性換擋，又保留了液力機械自動變速器和無級自動變速器換擋品質好的優(yōu)點，使車輛具有很好的動力性和經濟性，相對于電控機械式自動變速器，是一個巨大的進步。 課題的研究現(xiàn)狀 雙離合器自動變速器的概念從產生到現(xiàn)在已經有七十年左右的歷史。RudolfFranke 在上個世紀 30 年代末首先提出將手動變速器變?yōu)閯恿Q擋變 速器的概念，用于改善卡車變速器的換擋品質。 1939 年德國人 第一個申請了雙離合器變速器的專利，圖 為 發(fā)明的雙離合器自動變速器，其提出了將手動變速器分為兩部分的設計概念。即一部分傳遞奇數(shù)擋，另一部分傳遞偶數(shù)擋。且其動力傳遞通過兩個離合器聯(lián)結兩根輸入軸，相鄰各擋的從動齒輪交錯與兩輸入軸齒輪嚙合，配合兩個離合器的控制，能夠實現(xiàn)在不切斷動力的情況下，改變傳動比，從而縮短了換擋時間，有效地提高換擋品質，并在載貨車上進行過相關的試驗，但這種變速器并沒有投入批量生產。 圖 1939 年 Kegresse 發(fā)明的雙離合器自動變速器 上世紀 80 年代，保時捷公司重新設計發(fā)明了專用于賽車的雙離合變速器 (PDK Porsche Doppel Kupplungen)，如圖 所示，消除了換擋時的動力傳遞停滯現(xiàn)象，但也未能將 DCT 技術投入批量生產 [3]。 隨著電子控制技術的飛速發(fā)展，雙離合器自動變速器的研究開發(fā)取得了很大的突破，并且其量產和大范圍的應用于普通轎車也成為可能性。 2021 年，由 Ricardo 公司研發(fā)的 7 擋 DCT 已經裝配于 Bugatti Veyron 上； 2021 年 4 月，配備 LuK 干式雙離合器的 7 擋 DSG 變速器在德國大眾汽車公司進入量產，這款變速器有較強的抗疲勞強度的能力，在結構緊湊型、燃油經濟性方面比濕式雙離合器更勝一籌；截至 2021 年 4 底，除大眾公司外，另有保時捷、寶馬、尼桑、福特、沃爾沃、奧迪等多家公司向市場推出了配備 DCT 的車型。預計到 2021 年底歐洲生產的車輛約 %采用雙離合器傳動技術，而福特汽車將成為采用雙離合器傳動汽車的第二大汽車生產商。 圖 1985 年保時捷應用于賽車上的雙離合器自動變速器 與 國外相比，國內對雙離合器自動變速器的研究較晚、較少。 2021 年， 國家將雙離合器自動變速器列為“十一五”國家 863 計劃重點項目進行研究，從此其在國內得到了迅速發(fā)展； 2021 年杭齒集團等研究結構研究的 6 擋干式 DCT 獲得重大突破；上汽集團 2021 年開始 DCT 的研究，并于 2021 年生產出樣機； 2021 年吉利集團推出其研究的 DCT 樣機。 在渝舉行的“中國工程科技論壇 —— 2021 中國汽車自主創(chuàng)新”上獲悉，上汽正加速研發(fā)我國自主創(chuàng)新、擁有國際領先技術的濕式雙離合器自動變速箱，并表示該項產品將于不久正式面世。同時， 2021 年 2 月比亞迪也 推出自主研發(fā)的雙離合器式自動變速器。 課題 的 研究內容 及技術路線 我國是以平行軸式變速器生產為主的國家，生產雙離合器自動變速器可以充分利用原有手動變速器的生產設備，只需增加少量的生產設備即可，生產繼承性好，可以大大的減小成本，因此發(fā)展和研究雙離合器自動變速器將是實現(xiàn)汽車自主創(chuàng)新的一個重要方向。所以本課題旨在通過對雙離合器自動變速器的結構、工作原理的分析與比較，為以后的設計工作提供一定的參考。主要進行以下工作： 首先以 DCT 系統(tǒng)的工作原理為基礎，總結歸納出各種可能的雙離合器自動變速器的結構和布置型式，以及其各個結構的優(yōu)缺點，從中選擇適合原型車的布置 形式，同時對換擋執(zhí)行機構方案進行比較分析。 根據(jù)對雙離合器自動變速器的分析，提出齒輪軸系的參數(shù)選擇原則和結構設 5 計方法。 根據(jù)原型車參數(shù)，應用已經確定的 DCT 結構和尺寸的設計原則與方法，設計干式雙離合器自動變速器的基本結構。 技術路線 圖如圖 所示 。 圖 技術路線圖 雙離合器自動變速器的原理分析 雙離合器自動變速器的結構分析及確定 雙離合器結構 形式 分析及確定 雙離合器自動變速器的主要參數(shù)計算 齒輪參數(shù)計算 各軸的結構尺寸計算 齒輪校核 各軸的校核 軸承的選用及校核 雙離合器自動變速器的原理分析 雙離合器自動變速器的結構分析及確定 雙離合器結構 形式 分析及確定 雙離合器自動變速器的主要參數(shù)計算 齒輪參數(shù)計算 各軸的結構尺寸計算 齒輪校核 各軸的校核 軸承的選用及校核 6 第 2 章 雙離合器自動變速器傳動方案的確定 雙離合器自動變速器既可以充分利用 AMT 的一系列的優(yōu)點，又可以消除中斷動力換擋的缺點。目前各大汽車公司研制的 DCT 采用的結構 不盡相同，每種結構類型都有其適用的傳動結構，所以對不同的 DCT 結構方案進行分析，以確定傳動方案合理性是 DCT 設計開發(fā)的重要基礎。雙離合器自動變速器系統(tǒng)主要由雙離合器、變速器、雙離合器執(zhí)行機