【正文】 合器自動(dòng)變速器起步的控制研究；北京理工大學(xué)郭曉林[12]、馬彪[13]等對(duì)濕式離合器充放油過程動(dòng)態(tài)特性的研究。其中Volkswagen公司主要對(duì)變速器主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行制造并對(duì)變速器進(jìn)行初步組裝；而Borg Warner公司主要供應(yīng)雙離合器和機(jī)電控制部件，這些部件可以把手動(dòng)變速器升級(jí)為雙離合自動(dòng)變速器。這種變速器實(shí)現(xiàn)了換擋時(shí)因動(dòng)力斷開產(chǎn)生的停滯現(xiàn)象，它也沒有在賽車之外的車輛上得到廣泛應(yīng)用。這是人類汽車史上重大變革，他第一次把手動(dòng)變速箱改為兩大部分來進(jìn)行設(shè)計(jì)。雙離合式自動(dòng)變速箱的主要優(yōu)勢(shì)有兩方面：第一是對(duì)車輛性能的提高，包括對(duì)換擋時(shí)間、換擋沖擊、燃油經(jīng)濟(jì)性、加速性能方面都得到了提高；第二方面是能降生產(chǎn)成本，包括采用平行軸式的布置代替結(jié)構(gòu)復(fù)雜的行星輪和液力變矩器，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造復(fù)雜程度降，同時(shí)因其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的機(jī)械齒輪傳動(dòng)相似，只需要在原有手動(dòng)變速器的生產(chǎn)設(shè)備基礎(chǔ)上再購(gòu)入一些特定設(shè)備即可生產(chǎn)，生產(chǎn)繼承性好，這對(duì)于國(guó)內(nèi)很多車企如何解決剛起步就面臨轉(zhuǎn)型的壓力具有借鑒學(xué)習(xí)的意義[23]。最終由德國(guó)工程師設(shè)計(jì)出世界上第一種采用雙離合器結(jié)構(gòu)的機(jī)械式自動(dòng)變速器（DCT）。為了滿足更多的不同種類的需求，汽車需要有更好的操縱系統(tǒng)，車輛操縱系統(tǒng)已從最開始的手動(dòng)變速發(fā)展到現(xiàn)在的多種自動(dòng)化變速。如今越來越多汽車公司將生產(chǎn)出來的車輛裝備自動(dòng)變速箱，先后出現(xiàn)了多種自動(dòng)變速器?，F(xiàn)在主流車輛上應(yīng)用的變速箱有手動(dòng)和自動(dòng)兩種變速箱，他們各有優(yōu)缺點(diǎn)，在不同的駕駛者手里存在不同的感覺。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)開始意識(shí)到能否掌握自動(dòng)變速箱技術(shù)的自主研發(fā)在未來汽車發(fā)展中將起到重要影響。其動(dòng)力通過雙個(gè)離合器分別傳遞到與他們相連的兩根輸入軸上，相鄰各擋的從動(dòng)齒輪分別布置在中間軸上，換擋時(shí)，通過控制兩個(gè)離合器的分離與閉合帶動(dòng)要換擋齒輪交錯(cuò)與兩輸入軸上主動(dòng)齒輪嚙合，不用切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間連接就能實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)換。隨著電腦集成控制技術(shù)快速發(fā)展，對(duì)雙離合式自動(dòng)變速器的控制方法有了更大的進(jìn)步空間，并將電子控制的DCT應(yīng)用到越來越多的車輛上。截至2008年底，除Volkswagen公司外，已有Porsche、BMW、NISSAN、Ford Motor Company、Volvogroup、AudiAG等多家汽車公司生產(chǎn)裝備DCT 的車型[6]。我國(guó)在“十一五”863項(xiàng)目中關(guān)于“汽車開發(fā)先進(jìn)技術(shù)”重大項(xiàng)目中變速器的開發(fā)占了重要比重。奇瑞汽車經(jīng)過近十年的研究，在國(guó)家863計(jì)劃的部分DCT成功得到展示，奇瑞第一款干式雙離合式自動(dòng)變速器裝在車A520上。通過查閱文獻(xiàn)資料，確定總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，分析校核計(jì)算，選擇合適的零部件，并繪制裝配圖即零件圖。確定本文設(shè)計(jì)的變速箱是否合理。 DCT的組成和工作原理雙離合式自動(dòng)變速器大體可分為：雙離合器部分、齒輪箱和機(jī)電控制部分。駕駛者在換擋時(shí)要先踩下離合器踏板，使離合器斷開接觸，再另所掛擋齒輪嚙合，完成齒合后再松開離合器，再接通發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，這就不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的連續(xù)性。在車輛形式過程中，每個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換始終都會(huì)有一個(gè)擋位的齒輪在輸出動(dòng)力，從而不會(huì)發(fā)生動(dòng)力傳遞中斷的情形。，車輛在行駛時(shí)需要從2擋掛到3擋時(shí)的換擋過程的動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)輸入軸—離合器2—2擋主動(dòng)齒輪—2擋被動(dòng)齒輪—同步器—中間軸—差速器—輸出軸。[1617]。一種是倒擋只用一個(gè)惰輪傳遞動(dòng)力，這就造成這個(gè)惰輪要同時(shí)承受來自主動(dòng)齒輪與中間軸上所帶來的彎曲應(yīng)力影響。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。車輛行駛時(shí)，高擋位使用時(shí)間更久，而兩軸式?jīng)]有直接擋，因此長(zhǎng)時(shí)間使用高擋位工作會(huì)造成齒輪和軸承均受較大負(fù)荷，噪聲大，也增加了磨損。如圖 。（2）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。應(yīng)用：常見于較寬的車型上。奇偶擋從動(dòng)齒輪分別布置在兩根中間軸上，能有效減小軸向尺寸。相對(duì)于單中間軸和兩軸式布置的變速器，雙中間軸布置使軸向長(zhǎng)度大大減小，有效的提高了軸強(qiáng)度。每一擋位的動(dòng)力輸出都要經(jīng)過至少兩對(duì)齒輪嚙合才能將動(dòng)力輸出，每一級(jí)齒輪傳動(dòng)都會(huì)使傳動(dòng)效率變低，在三種布置中，它的效率最低。 負(fù)載指數(shù)和能力指數(shù)對(duì)比分析在選擇雙離合器用干式還是濕式時(shí)，[19]。② 通過對(duì)常見的三種DCT結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)及其適用的乘用車的布置形式的分析，確定了采用雙中間軸式DCT的布置形式：1擋、2擋、3擋和4擋布置在中間軸1上，5擋和6擋以及倒擋布置在中間軸2上，外加一根倒擋軸用于布置倒擋的兩個(gè)惰輪。雙離合器自動(dòng)變速器的基本工作原理相當(dāng)于采用了兩個(gè)機(jī)械式自動(dòng)變速器交替工作，使車輛在行駛換擋過程中實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的不中斷傳遞。兩根輸入軸分別與雙離合器相連，換擋時(shí)通過對(duì)兩個(gè)離合器的離合，控制兩根輸入軸傳遞動(dòng)力。箱體兩部分采用密封圈密封，也用調(diào)整軸向間隙。 前橫置布置的發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱目前在所有小型和中型的車輛通常都采用前橫置傳動(dòng)系，前橫置傳動(dòng)布置能夠?yàn)槌擞密噦鬟f更大轉(zhuǎn)矩，同時(shí)能提高其強(qiáng)度與剛度?！?。汽車爬坡為最大角度時(shí)，需要用最大轉(zhuǎn)矩，即掛1擋行駛，此時(shí)行駛速度很慢，忽略空氣阻力，轉(zhuǎn)化成物理受力分析，則最大驅(qū)動(dòng)力要大于等于輪胎與地面間的滾動(dòng)摩擦力及汽車重量在沿斜面的分力。驅(qū)動(dòng)輪上的動(dòng)力要大于附著力。即： (36)五檔為直接檔，傳動(dòng)比為,根據(jù)式（35）得q=由式（35）和式（36）： 各擋傳動(dòng)比檔位123456傳動(dòng)比1本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比范圍，～。本文設(shè)計(jì)的雙中間軸式DCT采用了共用齒輪設(shè)計(jì)，因?yàn)辇X輪模數(shù)相同但齒數(shù)不同，所以要使兩組齒輪正常嚙合，兩個(gè)中間距不能相等，即。 齒輪形式和材料現(xiàn)在生產(chǎn)的雙離合器自動(dòng)變速器為實(shí)現(xiàn)具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、壽命長(zhǎng)等突出的特點(diǎn)，全部采用斜齒輪傳動(dòng)方案。① 齒輪模數(shù)的確定模數(shù)是齒輪的重要參數(shù)，它能影響齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝等。選=。~25176。則齒寬b=22mm④ 齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)的選擇：汽車變速器齒輪的齒頂高系數(shù)規(guī)定為=。中心距確定，則1擋、2擋、3擋和4擋齒輪應(yīng)采用高度變位，5擋和6擋齒輪確定后計(jì)算出中心距，也可以使用高度變位齒輪。的最小齒數(shù)受到中間軸軸徑的限制，盡可能取小些，的選定應(yīng)與中間軸軸徑統(tǒng)一考慮，=12，=39。由式（34）計(jì)算出1擋齒輪的螺旋角β③ 中間軸1上其他擋位齒輪副計(jì)算1) 2擋齒輪副齒數(shù)計(jì)算2擋齒輪的齒數(shù)和式中：—2擋主動(dòng)齒輪齒數(shù)—2擋從動(dòng)齒輪齒數(shù)齒數(shù)和選51。由初選的，根據(jù)式（38）可計(jì)算出。④ 6擋齒輪副齒數(shù)的計(jì)算因?yàn)?擋與4擋共用空心輸入軸上的主傳動(dòng)齒輪，已計(jì)算出和初選的，根據(jù)式（38）可計(jì)算出。核算5擋傳動(dòng)比大小：⑦ 惰輪齒數(shù)的計(jì)算1) 倒擋齒數(shù)的計(jì)算倒擋齒輪模數(shù)為。擋位123456R1R2傳動(dòng)比主動(dòng)齒輪齒數(shù)1216202322231215從動(dòng)齒輪齒數(shù)3935312821192723 DCT軸的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的結(jié)構(gòu)分析雙中間軸式DCT的布置由兩根輸入軸，兩根中間軸，一根倒擋軸組成，它們成平行軸式的分布。實(shí)心輸入軸在空心輸入軸中轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根軸都采用階梯軸的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)。具體軸長(zhǎng)尺寸要考慮安裝在實(shí)心輸入軸的尺寸和安裝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算初選軸徑，用以確定軸的階梯。實(shí)心輸入軸上有兩個(gè)花鍵軸分別與5擋和3擋主動(dòng)齒輪嚙合，選擇的花鍵為45176?？招妮斎胼S上4擋、6擋共用的主動(dòng)齒輪和2擋主動(dòng)齒輪都為齒輪軸，這樣設(shè)計(jì)能夠提高軸的強(qiáng)度。 中間軸1 空心輸入軸。倒擋與6擋的空轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪通過同步器與中間軸2連接，5擋單獨(dú)用一個(gè)同步器。倒擋軸上只有兩個(gè)倒擋齒輪通過花鍵與軸相連。由于安裝空間狹小，用沖壓外圈滾針軸承，具體選擇型號(hào)根據(jù)軸的尺寸確定后選擇。應(yīng)用到的圓錐滾子軸承都為30000型：倒擋軸選用型號(hào)：30302；中間軸2選用型號(hào)：30203；中間軸1選用型號(hào)：30204；輸入軸選用型號(hào)：30205。箱體是能夠安裝支撐軸承，為齒輪傳動(dòng)提供保證，還可以起到密封作用，保證內(nèi)部的齒輪軸不會(huì)進(jìn)塵，同時(shí)還能保證內(nèi)部的潤(rùn)滑不外漏。變速箱箱體材料一般用鑄件，材料為ZL107，ZL107為鑄造鋁合金。 箱體蓋（a）主視圖；（b）俯視圖；（c）剖切面cc（a）（b）（c） 變速箱的密封和潤(rùn)滑汽車變速器是整個(gè)汽車傳動(dòng)過程中重要部分，它能把發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按不同的速度傳遞到車輪上，也能把發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩按不同的需要傳遞到車輪上。對(duì)于軸承的潤(rùn)滑可以通過齒輪側(cè)的油槽使濺射的油潤(rùn)滑軸承，從而實(shí)現(xiàn)軸承的潤(rùn)滑。密封一般為軸透蓋部分加密封毛氈，根據(jù)空心軸的外徑尺寸和轉(zhuǎn)速計(jì)算出線速度小于3m/s，選擇的粗毛氈密封。斜齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算斜齒彎曲應(yīng)力: (41)式中：—圓周力（N），；為計(jì)算載荷（N?mm）d—節(jié)圓直徑（mm），—應(yīng)力集中系數(shù),=b—齒面寬度（mm） t—法向齒距（mm），y—齒形系數(shù)， 齒形系數(shù)y—重合度影響系數(shù)，將上述參數(shù)代入式（41），計(jì)算得： (42)計(jì)算載荷按發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算，乘用車許用應(yīng)力在180~350MPa范圍選取。1擋從動(dòng)齒輪的彎曲應(yīng)力計(jì)算同1擋主動(dòng)齒輪當(dāng)量齒數(shù)計(jì)算一樣，1擋從動(dòng)齒輪當(dāng)量齒數(shù)：，選擇齒形系數(shù)y=，1當(dāng)從動(dòng)齒輪的計(jì)算著載荷：=105N?m，將數(shù)據(jù)代入式（42），可計(jì)算出1擋從動(dòng)齒輪彎曲應(yīng)力在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，齒輪彎曲強(qiáng)度符合要求。下面兩節(jié)分別計(jì)算軸的剛度和強(qiáng)度。 (47) (48) (49)式中：E—彈性