【正文】 動操縱。但由于AMT是切斷動力換檔,必須將離合器與發(fā)動機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,因而其控制難度大于AT和CVT。DSG既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(diǎn),而且實(shí)現(xiàn)了換檔過程的動力換檔,即在換檔過程中不中斷動力,這不僅對AMT來說是一個巨大的進(jìn)步,而且還保留了AT、CVT等換檔品質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn),因此是自動變速器的發(fā)展方向。BorgWarner公司所做的全球各地區(qū)自動變速器的市場現(xiàn)狀總結(jié)和預(yù)測分析，目前在北美，AT仍占有絕對的優(yōu)勢地位，其他的自動變速器和手動變速器占很小的市場份額；歐洲和其他地區(qū)則是手動變速器占主導(dǎo)地位，其他自動變速器到2011年也只占有大約20％的市場份額；日本和韓國市場，AT大約占70％，CVT的市場份額增加較大，大約占15％，仍有增長趨勢，其他類型的自動變速器份額很小。 課題背景（或引言）離合器位于發(fā)動機(jī)與變速器之間，是發(fā)動機(jī)與變速器動力傳遞的“開關(guān)”，它是一種既能傳遞動力，又能切斷動力的傳動機(jī)構(gòu)。在一般汽車上，汽車換檔時通過離合器分離與接合實(shí)現(xiàn)，在分離與接合之間就有動力傳遞暫時中斷的現(xiàn)象。 為了解決這個問題，早在上世紀(jì)80年代，汽車工程界就弄出了一個雙離合系統(tǒng)變速器，簡稱DSG（英文全稱：Direct Shift Gearbox），裝配在賽車上，能消除換檔離合時的動力傳遞停滯現(xiàn)象。現(xiàn)在，這種雙離合器已經(jīng)從賽車應(yīng)用到一般跑車上。這些汽車裝配DSG的目的是可以比自動變速器更加平順地?fù)Q檔，不會有遲滯現(xiàn)象。DSG變速箱綜合了傳統(tǒng)手動變速箱和自動變速箱的各自優(yōu)點(diǎn)，就像是兩個變速箱合而為一，一個離合器控制單數(shù)檔位齒輪，另外一個離合器控制雙數(shù)檔位齒輪。在此同時，由第一離合器所控制的三檔齒輪組也完成嚙合等待換檔指令。除了大眾集團(tuán)使用的DSG雙離合器變速器外，目前像日產(chǎn)新的超級跑車GTR也采用博格華納的雙離合器變速器，三菱新一代EVO也使用雙離合器變速器，還有寶馬將在自己的M系列運(yùn)動轎車上采用7速的M DKG的雙離合器變速器。雙離合變速器是目前比較先進(jìn)的變速箱技術(shù)，但是這種變速箱并不是最近幾年才出現(xiàn)的，這種巧妙的技術(shù)在上世紀(jì)三四十年代就已經(jīng)出現(xiàn)了。 DSG的國外發(fā)展概況1940年, Darmstadt大學(xué)教授Rudolph Franke第一個申請了DCT專利,隨后保時捷也發(fā)明了專用于賽車的雙離合變速器(PDK)。到了20世紀(jì)90年代末期,大眾公司和博格華納攜手合作生產(chǎn)第一個適用于大批量生產(chǎn)和應(yīng)用于主流車型的DCT。2003年,其相繼推廣到高爾夫等其他車型上。到2006年,搭載DCT的大眾車型累計(jì)達(dá)到70萬輛。同時,Recardo公司開發(fā)出了DCT樣機(jī),并裝備在BugattiVeyron跑車上。目前的DCT車型多為扭矩在350 Nm左右的中級車,現(xiàn)在正準(zhǔn)備向扭矩在150 Nm左右的小型車發(fā)展。 DSG的國內(nèi)發(fā)展與前景目前中國汽車行業(yè)的情況是,許多技術(shù)還依靠國外。在國家“863”重大專項(xiàng)中，轎車DSG的研發(fā)正式立項(xiàng),按照國家產(chǎn)學(xué)研一體化的方針政策,浙江吉利控股集團(tuán)有限公司、杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)有限公司、重慶青山工業(yè)有限責(zé)任公司等積極與國內(nèi)知名高校以及一些知名企業(yè)攜手合作,投入了相當(dāng)?shù)娜肆?、物力和?cái)力,其研發(fā)隊(duì)伍越來越大。一汽集團(tuán)在AMT的研發(fā)上已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn),目前已決心要開發(fā)DCT,而且要能夠攻克關(guān)鍵的控制器單元。目前該項(xiàng)目已經(jīng)具備了由上汽股份汽齒總廠、博格華鈉、GIF等組成的一個龐大的研發(fā)團(tuán)隊(duì),概念設(shè)計(jì)階段已經(jīng)初步完成,作為DCT的核心之一的TCU,博世、大陸、西門子作為TCU潛在的供應(yīng)商,都在積極爭取加入到這個跨國性的團(tuán)隊(duì)中來。從成本角度分析,與CVT和AT相比,DSG具有很大的價格優(yōu)勢,將成為變速器系統(tǒng)發(fā)展的主流。在重型卡車和商用車上,自動變速器的比例也在增加。DSG是在手動變速器基礎(chǔ)上開發(fā)的,其生產(chǎn)成本要低于自動變速器,目前售價與普通AT相當(dāng),但性能要好得多。DSG具有良好的生產(chǎn)繼承性,它與傳統(tǒng)的AMT一樣,可以充分利用原有手動變速器的生產(chǎn)設(shè)備,只需增加部分元件和控制單元,很適合對原有的手動變速器進(jìn)行改造。同時,所有用于手動變速器的技術(shù)和設(shè)備以及工程技術(shù)人員都可以為DSG服務(wù),不像AT以及CVT等產(chǎn)品需要啟用完全不同的生產(chǎn)線,因此在中國開發(fā)和推廣DSG技術(shù),可以充分利用現(xiàn)有的手動變速器生產(chǎn)基礎(chǔ),這不僅能降低生產(chǎn)成本,而且大大縮短了產(chǎn)品上市時間,因此DSG非常符合目前中國國情。2 DSG雙離合自動變速器系統(tǒng)原理 圖21 DSG三維視圖 DSG的總體組成DSG主要由多片濕式雙離合器、三軸式齒輪變速器、自動換擋機(jī)構(gòu)和電子控制液壓控制系統(tǒng)等組成，如圖22所示。輸入軸1與離合器1相連，輸入軸1上的常嚙齒輪分別與5擋齒輪相嚙合；輸入軸2為空心軸，與離合器2相連，輸入軸2上的常嚙齒輪分別與6擋齒輪相嚙合；倒擋齒輪通過倒擋軸齒輪與輸入軸1的常嚙齒輪嚙合。當(dāng)使用不同擋位時，相應(yīng)離合器接合。DSG的多片濕式雙離合器利用液壓缸內(nèi)的油壓和活塞壓緊離合器，油壓的建立由ECU指令電磁閥來控制。DSG的擋位轉(zhuǎn)換是通過擋位選擇器來操作的。在液壓控制系統(tǒng)中，有6個油壓調(diào)節(jié)電磁閥，用來調(diào)節(jié)2個離合器和4個擋位選擇器中的油壓壓力；另有5個開關(guān)電磁閥，分別控制擋位選擇器和離合器的工作。操控系統(tǒng)指揮換檔齒輪在比當(dāng)前運(yùn)行檔位高一級的檔位上“待命”，隨時進(jìn)入工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)快如閃電的換檔過程。當(dāng)達(dá)到理想的換檔速度時，與6檔結(jié)合的離合器2分離，同時控制7檔的離合器1迅速結(jié)合“激活”7檔，從而完成從6檔到7檔的換檔過程。整個換檔過程僅在百分之幾秒內(nèi)即順利完成。通過處于結(jié)合狀態(tài)的離合器（另一個離合器處于分離狀態(tài)）將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞至DSG變速器的輸入軸。由于7檔DSG變速器的干式雙離合器的外形尺寸稍大，因此其余部分就設(shè)計(jì)得更為緊湊，以使它能夠裝備在波羅級別的小型轎車上。輸入軸1驅(qū)動奇數(shù)檔位（7檔）齒輪，輸入軸2驅(qū)動偶數(shù)檔位（6檔）及倒車檔齒輪。雙離合器由液壓系統(tǒng)控制，通過電磁閥來調(diào)節(jié)控制雙離合器的結(jié)合壓力。DSG變速器的機(jī)電控制模塊DSG雙離合器變速器的“智能”，來自于應(yīng)用了機(jī)械電子技術(shù)的控制系統(tǒng)，它作為DSG變速器的控制核心，操控著快速而復(fù)雜的換檔過程。機(jī)電控制模塊收集并處理傳感器的信號數(shù)據(jù)，對雙離合器、換檔齒輪、液壓系統(tǒng)壓力等進(jìn)行控制。DSG變速器的數(shù)據(jù)信息通過一個插入式通訊接口在機(jī)電控制模塊和整車電氣系統(tǒng)之間進(jìn)行交換，通過這個接口，整車和發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)信息也傳遞到DSG變速器的控制系統(tǒng)。這樣的設(shè)計(jì)帶來許多好處：△液壓油可根據(jù)電液控制系統(tǒng)的需要單獨(dú)選用，而變速器油則與普通手動變速器使用的變速器油是一樣的?！鳘?dú)立的液壓系統(tǒng)采用了高純度液壓油，從而使系統(tǒng)得以采用裝配極為精密的插裝式液壓閥，大幅度地減小了液壓系統(tǒng)的滲漏，電動泵的使用也更為經(jīng)濟(jì)?！鳈C(jī)電控制模塊可以獨(dú)立組裝，并可不用裝機(jī)而進(jìn)行充分的測試。圖25 7擋DSG結(jié)構(gòu)示意圖 典型實(shí)例：大眾新一代7擋DSG在2008北京國際車展上，大眾汽車又將其最新產(chǎn)品，被譽(yù)為“自動變速器新的里程碑”的7檔DSG雙離合器自動變速器帶給了中國觀眾。DSG雙離合器自動變速器最重要的核心部件是它的雙離合器。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)帶來了許多好處，最重要的一點(diǎn)是使得變速器系統(tǒng)的效率得以顯著提高。因而。離合器1負(fù)責(zé)控制奇數(shù)檔，離合器2負(fù)責(zé)控制偶數(shù)檔和倒車檔，本質(zhì)上相當(dāng)于將兩套變速系統(tǒng)合二為一，交替?zhèn)鬏敯l(fā)動機(jī)動力。7檔DSG長369mm，質(zhì)量僅為70kg，而6檔DSG為93kg。通過對裝備7檔DSG和未裝備7檔DSG的高爾夫轎車的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對比，其結(jié)果顯示了這一技術(shù)所取得的優(yōu)異成就。同時，二氧化碳的排放量也從149g/km降低到139g/km。另一對比試驗(yàn)的結(jié)果顯示， TDI車型，節(jié)油效果明顯。這也正是DSG也被稱為雙離合器式變速器的原因。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩通過閉合的離合器K1或K2傳遞至相應(yīng)的變速器,再由該擋輸出至主減速器驅(qū)動車輪。 DSG工作原理分析下面以1擋升2擋為例,詳細(xì)介紹DSG的換擋過程:1擋為當(dāng)前擋,離合器K1閉合(圖29),發(fā)動機(jī)力矩通過離合器K1→心軸→1擋齒輪對→變速器1→主減速器(圖23中實(shí)線方向)的傳遞路徑輸出。當(dāng)達(dá)到最佳換擋工況時,K1逐漸脫開,K2逐漸閉合。借助這種雙離合器式結(jié)構(gòu),整個換擋過程非常迅速