【正文】 了可靠的利用離合器中的摩擦傳遞發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，離合器靜摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，其數(shù)學(xué)表達式為： 式 ()式中：離合器的后備系數(shù),必須大于1。 F－壓盤加于摩擦片的工作壓力； －摩擦片平均摩擦半徑。 當時，可相當準確地由下式計算： 式（）壓盤工作壓力F為摩擦面單位壓力與一個摩擦面的面積A之積： 式（）將上式與式（）代入式（）可得： 式（）式中：C—摩擦片內(nèi)、外徑之比，C=d/D 。后備系數(shù)反映離合器傳動發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度， ~，此處選擇=。摩擦片材料選用3類3號銅基燒結(jié)金屬摩擦材料，靜摩擦系數(shù)，取。 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇及有關(guān)設(shè)計問題的考慮 ： 膜片彈簧結(jié)構(gòu)簡圖圖中，H—膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)截錐高度； h—膜片彈簧鋼板厚度； R—碟簧部分大端半徑。本論文中選取h=3mm，取H/h=2，故H=6mm；（2）H主要影響特性曲線極小值出現(xiàn)的位置；（3）h主要影響特性曲線的整體位置； （4）R主要影響特性曲線的整體位置。其特征在于動力輸入軸上設(shè)置有兩個干式離合器CC2，變速器各擋位主動齒輪按奇、偶擋位分別與離合器CC2連接，離合器CC2交替?zhèn)鬟f動力以實現(xiàn)擋位切換[7]。 本論文以長安鈴木SC7130轎車為對象進行研究，根據(jù)標準傳動系的變速器性能要求。 干式雙離合器自動變速器結(jié)構(gòu)圖因I擋和R擋傳動比較大且基本接近，傳遞的扭矩較大，分別布置在變速器的兩側(cè)靠近軸承支撐的位置，有利于改善傳動軸的受力情況，在一定情況下也使變速器的傳動噪音有所降低。同樣能夠?qū)崿F(xiàn)動力性換擋。 長安SC7130轎車MT變速箱傳動比 本章小結(jié) （1）在分析濕式和干式兩種雙離合器自動變速器特點的基礎(chǔ)上，確定了本文的研究對象—膜片彈簧雙離合器自動變速器，并根據(jù)膜片彈簧離合器設(shè)計標準，確定了雙離合器的基本參數(shù)。 （3）以自動變速器對結(jié)構(gòu)復(fù)雜性及安裝空間的要求為前提，確定了雙離合器自動變速器的結(jié)構(gòu)型式和傳動比。這種設(shè)計使得液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，集成化程度高，大大減小了變速器的體積。 DSG液壓控制系統(tǒng)1. 油箱；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；； DSG液壓系統(tǒng)控制原理分析 液壓控制系統(tǒng)主要有三部分組成：離合器壓力控制部分、同步器壓力控制部分和潤滑冷卻控制部分。通過泵排出的油液首先通過主油道壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)主油道油壓，在主油壓的基礎(chǔ)上安全閥對系統(tǒng)壓力進行二次調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的油液通往換擋閥控制撥叉的運動以實現(xiàn)不同擋位之間的切換，該油液同時通往離合器壓力控制閥提供動力傳遞所需的壓力。通過改變高速開關(guān)閥一個周期T內(nèi)閥開啟時間與脈沖周期的比值來控制流量，即通過改變占空比實現(xiàn)對輸出口壓力的控制。 圖 高速開關(guān)閥占空比與壓力關(guān)系 主油路油壓調(diào)節(jié) DSG主油路油壓是經(jīng)主壓滑閥調(diào)節(jié)后的油泵輸出油壓。在發(fā)動機大負荷工況下，為了使離合器接合可靠，必須增大主油路油壓；在換擋時同步器接合過程中，必須適當減小主油路油壓，以減小換擋沖擊。主油壓的調(diào)節(jié)過程類似于溢流閥調(diào)節(jié)過程，先導(dǎo)油壓類似于溢流閥中彈簧力，先導(dǎo)油壓與作用在閥芯另一端的主油壓壓力和彈簧力共同決定主壓滑閥閥芯位置，通過控制主壓滑閥閥芯的位置控制主油道油壓。當占空比為零時主油道壓力最大。兩個安全閥分別用于控制兩條傳動支路中的安全滑閥，安全滑閥工作時能在主油壓的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)進入離合器壓力調(diào)節(jié)閥的油壓。同時當傳動支路出現(xiàn)重要故障時，安全閥會使該支路失去壓力，從而達到保護相應(yīng)傳動支路的目的。先導(dǎo)油壓壓力與彈簧力、工作油壓壓力分別作用在滑閥的兩端，通過調(diào)節(jié)閥芯位置控制進入離合器閥及換擋油路的壓力。占空比大時先導(dǎo)油壓高，進入離合器及換擋油路的油壓高。比例閥輸出的力作用在滑閥閥芯一端，工作油壓通過兩個孔徑不同的節(jié)流口反饋到閥芯的兩端，阻孔1直徑小于阻尼孔2直徑，閥芯左端面積大于閥芯右端面積，閥芯在這三個力的作用下經(jīng)過一個動態(tài)調(diào)節(jié)過程最后達到平衡狀態(tài)。 DSG液壓系統(tǒng)AMESim仿真AMESim是專門用于液壓/機械系統(tǒng)的建模、仿真分析的優(yōu)秀軟件，用戶可以采用基本元素法按照實際物理系統(tǒng)來構(gòu)建自定義模塊或仿真模型，不需要去推導(dǎo)復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，因此用戶可以將更多的精力投入到實際物理模型 的 研 究 中。本文利用AMESim/HCD庫建立了DSG液壓系統(tǒng)中主要的壓力控制滑閥模型，通過仿真結(jié)果進一步闡述了DSG液壓系統(tǒng)油壓調(diào)節(jié)過程。DSG采用的是與發(fā)動機固連的定量泵，油道中油液的流量與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比[12]。 主油壓模型 發(fā)動機轉(zhuǎn)速突變時主油道壓力變化從仿真結(jié)果可以看出，發(fā)動機轉(zhuǎn)速突然變化時，主壓滑閥經(jīng)過一個震蕩階段后很快穩(wěn)定下來，主油道壓力調(diào)節(jié)過程類似于溢流閥調(diào)節(jié)過程，主油壓不會因發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化而變化很大，保證主油道油壓基本穩(wěn)定，滿足主油路油壓調(diào)節(jié)要求。從仿真結(jié)果可以看出通過調(diào)節(jié) 不同的先導(dǎo)油壓可以得到不同的主油道油壓，應(yīng)根據(jù)工況要求及時調(diào)節(jié)主壓閥占空比。安全滑閥在主油路油壓的基礎(chǔ)上二次調(diào)節(jié)油液壓力，進一步提高離合器供油油壓和換擋油壓的控制精度。當先導(dǎo)油壓為5 bar，主油道起始壓力為10 s時加入一個8 bar的階躍信號，即使主油道壓力階躍變化時安全閥調(diào)節(jié)后油壓也只有一個較小的波動，進一步保證了離合器供油油壓的穩(wěn)定。當離合器輸入油壓分別為8 bar、10 bar，電磁力為10 N時，經(jīng)離合器滑閥調(diào)節(jié)后的壓力變化如圖9所示。電磁力相等時，在滿足動力傳遞需要的情況下可適當降低供油油壓，以減小離合器油壓超調(diào)量及調(diào)整時間。仿真結(jié)果驗證了對DSG液壓控制系統(tǒng)分析的正確性，為DSG控制系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。在DSG的換擋過程之中，為了實現(xiàn)好的換擋品質(zhì)，實現(xiàn)換擋過程平穩(wěn)、無沖擊，需要對發(fā)動機輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，以及離合器的結(jié)合過程實現(xiàn)精確控制。但因動力傳動系統(tǒng)是多轉(zhuǎn)動慣量系統(tǒng)，換擋過程遠非瞬時可以完成，所以對于有級變速器，其傳動比變化過程都會有不同程度的沖擊。對平順性的具體要求是，換擋過程中車速變化平順，不出現(xiàn)過高的瞬時加速度或減速度，使乘客無不舒適感并降低動力傳動系統(tǒng)零部件的動載荷。顯然,這兩方面的要求是矛盾的。要評價換擋過程品質(zhì)，應(yīng)當綜合考慮矛盾的兩個方面，建立合理的目標函數(shù)，尋求其綜合最優(yōu)解。以升擋為例，由下式確定： 式（）式中：—換擋開始，低擋離合器從完全結(jié)合到控制油壓為零的時間 —高擋離合器從開始滑摩到完全結(jié)合的過程換擋過程中, 和有部分的重疊。車輛行駛過程中，TCU根據(jù)采集到的狀態(tài)參數(shù)判斷換擋時間，在即將達到換擋時刻時，高擋齒輪的同步器開始接合；高擋轉(zhuǎn)矩相結(jié)束之后，低擋齒輪的同步再退出接合。國外的研究表明，～。它不僅可易于與人的舒適性好壞一致，而且也把道路條件，駕駛員的非換擋因素的操作影響排出在外。它可以把道路條件引起的彈跳和顛簸加速度影響排除在外，從而真實反映了人對換擋沖擊的感受。為了提高DSG系統(tǒng)的換擋平順性，我們必須減小的變化速率[16]。以升擋為例，升擋時高擋離合器接合，低擋離合器分離。顯然，低擋離合器和高擋離合器中的摩擦元件完全分離和接合，都需要經(jīng)過一段打滑過程，不可避免地伴有扭矩擾動，產(chǎn)生相應(yīng)的換擋沖擊。可實際上，兩者往往不是重疊過多，就是動作間斷。 （2）慣性能量低擋升到高擋時，傳動比瞬時變小很多，由于車輛較大的慣性使換擋過程中車速基本不變，則將使發(fā)動機轉(zhuǎn)速急劇下降，而與發(fā)動機剛性相聯(lián)的部件的慣性能在升擋時轉(zhuǎn)變成巨大的反作用扭矩傳遞給汽車，形成換擋正沖擊。發(fā)動機慣量越大[17]，擋位間的公比q越大，沖擊越嚴重。 式（）式中：—濕式離合器的靜摩擦系數(shù) 當≥ T時，離合器處于接合狀態(tài)，由動力學(xué)關(guān)系確定，其中是儲備系數(shù)，通常；當時，離合器開始滑摩?？梢钥闯觯Σ僚ぞ氐脑鲩L速度及作用力的大小，主要與動摩擦系數(shù)及油壓有關(guān)[18]。這些都使不是平穩(wěn)增長而是伴隨扭矩擾動。換擋過渡過程主要分為兩種狀態(tài),即轉(zhuǎn)矩相和慣性相。（2）慣性相：該狀態(tài)下兩個摩擦元件都打滑，故不僅有扭矩變化，同時伴有轉(zhuǎn)速或傳動比的急劇變化，它是產(chǎn)生的主要階段。換擋過程的模型大致分為兩種：詳細模型和簡化模型。另一種是簡化模型,它通過對系統(tǒng)的適當簡化獲得直接的分析結(jié)果。本節(jié)建立的就是一個動力傳動系統(tǒng)的簡化模型。 根據(jù)以上假設(shè),將系統(tǒng)簡化為一個離散化的當量系統(tǒng)。因此,得到DCT 自動變速器系統(tǒng)的換擋動力學(xué)模型簡圖。升擋前離合器C1被足夠的油壓壓緊，而沒有相對滑轉(zhuǎn)，換擋時，離合器C1被切斷供油并開始逐漸泄油，卸壓分離，與此同時，離合器C2的油路接通，隨油壓不斷升高，其摩擦片間隙被消除，主、被動片受壓滑轉(zhuǎn)，直至壓緊，停止打滑成為整體傳遞扭矩[20]。為了建立動力學(xué)模型。一般情況下，雙離合器式自動變速器的升擋過程要經(jīng)歷五個階段：低擋→低擋轉(zhuǎn)矩相→慣性相→高擋轉(zhuǎn)矩相→高擋。（1）變速器抵擋運行此時車輛是處于穩(wěn)態(tài)，所以此時，離合器C2處于分離狀態(tài)，所以離合器C1處于結(jié)合狀態(tài)，對車輛輸出為（2）抵擋轉(zhuǎn)矩相 在這個階段，離合器C1開始放油，離合器C2開始充油，但離合器C1仍然處于接合狀態(tài)，離合器C2則開始打滑[22]。離合器C2的傳遞扭矩為： 式（） 此時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速基本不變，此外從運動學(xué)的角度分析，離合器C2傳遞的扭矩與輸送功率方向一致，則離合器C1傳遞扭矩為。而這時為： 式（）則 式（）此時，由于兩個離合器傳遞的扭矩值與發(fā)動機的驅(qū)動能力不一定匹配，導(dǎo)致發(fā)動機輸出扭矩與轉(zhuǎn)速發(fā)生變動，因而有慣性相的產(chǎn)生，具體關(guān)系如下：根據(jù)式（），有或 式（） 把式（）與式（）聯(lián)立，可得（）的另一種表達式 式（）分析式（）可以看出，為常數(shù)，則輸出扭矩與四個變化因素有關(guān)：換擋過程中，因車輛慣性很大，一般假設(shè)車速不變，因此換擋前后發(fā)動機轉(zhuǎn)速必然發(fā)生變化，有 式（）式中：－換擋前發(fā)動機轉(zhuǎn)速 －換擋后發(fā)動機轉(zhuǎn)速升擋時，由于慣性相的時間很短，因此很大。而同時也使下降，亦收到大大下降的效果。（4）高擋轉(zhuǎn)矩相在這個階段，隨著離合器C2油壓的升高，離合器C2轉(zhuǎn)速逐漸開始同步，而離合器C1也逐漸開始停止滑磨分離，進入高擋轉(zhuǎn)矩相，一直到為止[23]。此時，對車輛輸出扭矩為（5） 變速器高擋運行此時車輛是處于穩(wěn)態(tài)，而且離合器C1處于分離狀態(tài)，所以。過渡過程變速器輸出扭矩變動計算比較繁瑣，可將有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)、發(fā)動機特性以及執(zhí)行元件的充放油過程的油壓特性等輸入計算機進行數(shù)值計算[24]。 由于沖擊度是正比于得擾動，限制的途徑可從產(chǎn)生的起因中找。（2）從執(zhí)行機構(gòu)本身設(shè)計改進的品質(zhì)控制 可以模擬單向離合器的工作原理，設(shè)計一個控制器，限制反方向負扭矩的產(chǎn)生，同時自動適時地發(fā)出正扭矩，以保證換擋瞬間既不會發(fā)生功率中斷，也不會出現(xiàn)“雙鎖止”現(xiàn)象，扭矩擾動減至最小，換擋速度和平順性更為理想，這可由軟件來完成。（3）從動力源控制 由上述分析可知，換擋沖擊主要發(fā)生在慣性相，在換擋過渡過程中，反饋控制發(fā)動機，通過減小油門，或點火滯后，或停止向部分氣缸供油等方法，自適應(yīng)地降低扭矩，從而控制變速器的輸入扭矩和輸出扭矩，并可將與控制在最佳值上，以實現(xiàn)平穩(wěn)換擋[25]。在換擋過渡過程的兩種狀態(tài)即轉(zhuǎn)矩相和慣性相中，轉(zhuǎn)矩相狀態(tài)下，各構(gòu)件間只有扭矩的分配與變動，無急劇的轉(zhuǎn)速變化；慣性相狀態(tài)下兩個摩擦元件都打滑，故不僅有扭矩變化，同時伴有轉(zhuǎn)速或傳動比的急劇變化，是產(chǎn)生最大的階段。解決的方法有兩個，一是要控制離合器的結(jié)合過程，使通過離合器傳遞的扭矩平穩(wěn)變化，盡量產(chǎn)生小的波動；二是控制發(fā)動機的輸出扭矩，使其隨著離合器的扭矩傳遞能力的變化而變化，實現(xiàn)整個動力傳動系統(tǒng)輸出扭矩的平穩(wěn)變化。，分離低擋離合器和接合高擋離合器的聯(lián)合控制在升擋過程中是關(guān)鍵。在此過程中，兩個離合器分離與接合過程配合情況不同時，輸出扭矩的變化情況也不相同（）。當離合器分離與接合的控制壓力配合較好時（如圖中實線所示），輸出扭矩波動幅值較小，而且振蕩次數(shù)少，也就是離合器的主、從動部分很快達到了同步。所以，對離合器分離接合這樣控制所實現(xiàn)的換擋平順性好。根據(jù)前面對車輛換擋品質(zhì)評價指標的分析，我們知道，這時所達到的車輛換擋品質(zhì)不好。從圖中可以看出，當離合器分離、接合配合良好時，輸出扭矩的脈動較小，換擋品質(zhì)好，如圖中實線所示；當接合離合器的控制壓力發(fā)生滯后時，即離合器分離、接合配合不好，其輸出扭矩也與升擋類似，發(fā)生了較大的波動，降低了換擋品質(zhì)，如圖中點劃線所示。由于濕式離合器中存在摩擦片的彈性、離合器活塞的運動阻力、離合器摩擦片的片間運動間隙、離合器分離彈簧的作用力、以及油液的不可壓縮性、油液的粘溫特性等問題，對離合器壓力的精確控制問題是DSG自動變速器控制的核心問題。 仿真分析根據(jù)前文數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用MatlabSimulink建立了DSG動力系統(tǒng)仿真模型，這里以1擋換2擋為例對仿真過程進行分析。圖 仿真結(jié)果（1） 介紹DSG換擋品質(zhì)，提出了以換擋時間和沖擊度做為換擋品質(zhì)的評價指標；從三個方面分析了影響換擋品質(zhì)的因素；詳細分析了DSG換擋的過渡過程，表明慣性相是產(chǎn)生沖擊最大的階段；提出了三種改善換擋品質(zhì)的控制途徑；最后就DSG升、降擋特性曲線進行了分析，表明DSG在換擋時離合器分離、接合配合情況對換擋品質(zhì)的影響。5 總結(jié)與展望雙離合器自動變速器以其獨特的雙離合器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了動力性換擋，使車輛具有良好的動力性、燃油經(jīng)濟性和舒適性，是一款非常具有發(fā)展前途的汽車自動變速器。（1）