汽车双离合器变速器研究毕业论文.doc

安徽机电职业技术学院毕业论文 目 录第一章 汽车双离合器的概述1第一节 双离合器变速器的产生及历史1第二节 各汽车品牌的DSG3第三节 双离合器变速器的进一步发展：从湿式到干式5第四节 双离合自动变速器在我国的应用现状7第二章 DSG变速器的结构和工作原理10第一节 DSG的结构组成10第二节 汽车双离合器变速器的工作原理12第三章 汽车双离合器的优缺点分析14第一节 DSG变速器的优点14第二节 DSG变速器的缺点14第四章 双离合器变速器的正确使用16第一节 双离合器变速器的换挡方法16第二节 双离合器变速器使用中的注意事项16第五章 双离合器变速器的故障诊断18第一节 故障案例118第二节 故障案例220参考文献23致谢24汽车双离合器变速器研究第一章 汽车双离合器的概述1.1双离合器变速器的产生及历史 汽车变速箱发展经历了100多年，从最初采用侧链传动到手动变速箱，及至液力自动变速箱和电控机械式自动变速箱，再到现在无级自动变速箱的普及，在汽车工业技术不断前进的同时，变速箱也向着更平顺、更省油、更富驾驶乐趣的方向不断发展。直至双离合自动变速箱的出现，变速箱技术又伴随着速度和梦想，迈向了一个全新的高度。双离合器变速器（DCT）的概念到目前已经有六七十年的历史。早在1939年德国的Adolphe Kgresse（阿道夫加尔奇）第一个申请了双离合器变速器的专利，Adolphe Kgresse（阿道夫加尔奇）以开发了半履带车而闻名于世，这是一种装备了橡胶履带的车辆，可以在各种地形中越野行驶。加尔奇提出了将手动变速器分为两部分的设计概念。一部分传递奇数档，另一部分传递偶数档，且其动力传递通过两个离合器联结两根输入轴，相邻各档的被动齿轮交错与两输入轴齿轮啮合，配合两离合器的控制，能够实现在不切断动力的情况下转换传动比，从而缩短换档时间，有效提高换文件质量。明双离合器变速器的人是汽车工程技术方面的先驱。1939年，加尔奇构思了双离合器变速器的设想，希望应用于具有传奇色彩的雪铁龙Traction（前驱）车上(如图1-1所示)。 不幸的是，当时不利的商业环境阻碍了这一设想的继续发展。 图11 加尔奇为雪铁龙设计的双离合器变速器的草图该变速箱曾经在卡车上试验过，但是没有投入批量生产。奥迪和保时捷都采用了双离合器的概念，但最初的应用只限于赛车上。956和962C赛车上就采用了“保时捷双离合器”（简称“PDK”）。然而，在那个时代，未能成功将DCT/PDK技投入批量生产。1985年，奥迪将双离合器技术应用于赛车场上，当时被命名为“Audi Sport quattro S1赛车配合双离合器技术”。 当时，装备了双离合器变速器的Sport quattro S1拉力赛车在海拔高达4300米的帕克峰 (Pikes Peak) 举行的山道赛中一举夺冠。双离合器技术使奥迪赛车驰骋于当时的各大越野赛场，获得多项赛事的胜利。到了20世纪90年代末期，大众公司和博格华纳携手合作生产第一个适用于大批量生产和应用于主流车型的DualTronic(R) 技术双离合变速箱，称之为DSG。1986年，保时捷962（如图1-2所示）夺得了蒙扎1000公里世界跑车原型车锦标赛的桂冠，这是装备了PDK半自动翘板开关换挡变速器的汽车在这一赛事中首次夺魁。 图12保时捷962但是，直到最近，双离合器变速器的商业化才变得可行。 大众汽车一直是双离合器变速器应用的先锋，获得了博格华纳 (BorgWarner) 的DualTronic技术的许可。 目前，只有欧洲才有装备了双离合器变速器的量产汽车。 这些车型包括大众的甲壳虫、高尔夫、途安和捷达；奥迪的TT和A3；斯柯达的欧雅以及西亚特的Altea、Toledo和Leon。 博格华纳公司通过使用新的电子液压组件使DCT变成了实用性很强的变速箱。2002年，DSG应用在德国大众高尔夫R32和奥迪TT V6上。2003年，其相继推广到高尔夫等其它车型上。2004年，DSG双离合自动变速箱在德国大众途安（Touran）车型上首次与TDI柴油发动机匹配。2009年3月，搭载DSG双离合自动变速箱的一汽-大众大众品牌首款B级轿车全新迈腾正式推出。1.2 各汽车品牌的DSG开发双离合自动变速箱技术的核心在于双离合器模块、扭振减震器模块和控制模块的技术。这些模块是双离合器自动变速箱中的关键零部件，是这种先进的自动变速箱的心脏和大脑。一汽-大众全新迈腾所采用的双离合自动变速箱，即是大众集团与掌握双离合变速器核心技术的美国博格华纳(BorgWarner)和德国舍弗勒( Schaeffler )集团共同合作开发的产物，因为其产品标有注册商标，所以，只有大众品牌的双离合变速箱产品可以使用DSG这一称谓，而其它品牌的双离合器产品多使用“DCT”，或其它称谓。基于DCT技术的各公司不同的双离合变速箱：大众DSG (Direct Shift Gearbox)提到双离合变速箱，大多数车友首先想到的是大众的DSG双离合变速器技术。确实，大众汽车的DSG是当今车坛使用最为普遍也是最先适用于量产的双离合变速器技术，它采用了6个或者7个前进档的传统齿轮变速箱作为动力的传送部件，主要与具有高扭矩平台的发动机配合使用。大众汽车在2002年于德国沃尔夫斯堡首次向世界展示了这一技术创新的代表作品高尔夫GTI。它的DSG传动轴被分为两条，一条是放于内里实心的传动轴，而另一条则是外面空心的传动轴；内里实心的传动轴连接了1、3、5 及后档，而外面空心的传动轴则连接2、4及6档，两具离合器各自负责一条传动轴的齿合动作，引擎动力便会由其中一条传动轴作出无间断的传送。从布局上看，这套变速箱长度很短(相当于传统6速变速箱的一半长度)，所以可以用于前置前驱的车型上。配备了DSG变速箱的发动机由于快速的齿轮转换能够马上产生牵引力和更大的灵活性，加速时间比手动变速箱更加迅捷。以Golf GTI为例，带有DSG的车型0到100公里加速只需6.9秒，这个成绩比手动档的车型更快，达到最高时速235公里的同时也在同一水平；搭载DSG变速箱的全新迈腾瞬间加速也有了明显提升，0100公里加速时间由9.3秒提升至8.3秒，足足缩短了1秒，最高时速可达230公里/时。更加令人印象深刻的是，在性能提高的同时，配备DSG的车型百公里油耗与手动档车型相当，全新迈腾2.0TSI车型相比原来的2.0TSI，百公里综合油耗可降低0.3L以上。要操控DSG变速箱，驾驶者可以利用排档杆或驾驶盘上的换档片进行序列式的手动换档，换档过程离合器的操作完全交由DSG计算机控制。不论在行驶中使用手动模式，还是D或S的自动换文件模式，只要轻拍驾驶盘上的换档片，DSG立即切换至手动模式及进行换文件程序，没有传统自动变速箱急加速时的滞后感。奥迪S-TronicS-Tronic技术被称为直接换挡变速箱，搭载这种变速箱的汽车加速性和经济性大大提高。目前只有奥迪TT和奥迪A3配备了这项技术的变速箱，可以使得它们在0.2秒内完成六个挡位之间的任意切换，且不会切断动力输出。S-Tronic融合了手动变速箱的运动性以及自动变速箱的优势，让驾驶者可以自由体验非凡的运动性、经济性或者融合运动性和经济性的个性化组合。保时捷PDK保时捷推出的双离合变速箱产品叫做PDK，保时捷重新推出2009款保时捷911卡雷拉便搭载了PDK技术的变速箱，经过了技术更新，现款PDK产品有了根本性的区别，但其工作原理仍与大众的DSG技术基本相同。宝马DKG配备宝马七速DKG变速箱的宝马M3拥有多达11种不同的控制模式，从0到100公里加速的时间缩短到了4.6秒，相比手动变速箱快了0.2秒，百公里油耗减少到11.9L。福特Powershift福特公司是双离合器变速器的第二大制造商，其采用的双离合器变速器是福特欧洲公司及其合资变速器制造商GETRAG-Ford（福特与合资方各占50%的股份）生产。 在2005年的法兰克福国际汽车展上，福特公司展示了六速双离合器变速器的“动力换挡系统”。 福特开发的双离合变速器称为： Powershift Powershif变速箱具备两片独立的湿式离合器，并以类似两组手动变速箱的方式平行运作。一组离合器负责控制1、3、5和倒挡，另一组则负责控制2、4、6挡。受益于两组湿式离合器的设计，Powershift变速箱可承受最高达450牛米的扭力输出，同时理论上也不存在挡位齿比的限制，因此Powershift变速箱被原厂视为柴油发动机的最佳搭配选择。三菱SST对于双离合变速箱这种高性能的设备，日本人自然不会轻易放过，2007年7月，三菱在东京也发布了自己研发的双离合变速箱SST，而搭载这一变速箱的第十代EVO已经引入中国，售价高达48.8万元。SST给驾驶者提供了三种模式分别为正常、运动及超级运动，以满足各种路面的需求。图13 全球各品牌装备双离合器变速器的车型1.3双离合器变速器的进一步发展：从湿式到干式随着配备LuK干式双离合器的7档DSG变速箱投入量产，DSG变速箱又迈入了一个新的台阶，而双离合器变速器DSG的双离合器从湿式到干式用了5年的时间。随着配备LuK干式双离合器的7档DSG变速箱投入量产，DSG变速箱又迈入了一个新的台阶，而双离合器变速器DSG的双离合器从湿式到干式用了5年的时间。最新的7档DSG变速箱对未来汽车双离合器系统的发展有指导性的意义，它带来了灵便、运动的同时还具有舒适的驾驶感受。自从大众汽车在2003年投入市场6档DSG双离合器自动变速器便开启了变速器的一个新时代，除了大众汽车在新技术上的大力投入外也与零部件商在新技术领域的大力拓展密不可分。站在大众第一代DSG背后的是博格华纳，在为大众DSG提供湿式双离合器。在今年春天大众汽车发布了7档DSG变速箱，除了增加了一个档位外，与6档DSG最大的区别是采用了干式双离合器。这次又是哪家零部件商为大众提供了核心部件干式双离合器？那就是总部位于德国巴登州Buehl的LuK公司，作为业界离合器和变速箱系统的专家，通过和大众汽车紧密合作，开发了这款最新的干式双离合器。它在燃油经济性方面与配备湿式双离合器的变速箱比更胜一筹，和传统的手动变速箱相比，节省油耗可达6%左右。 双离合器的诞生使换档时动力中断、乘客“点头”的现象成为了历史。作为DSG变速箱心脏的LuK干式双离合器工作原理很简单：LuK的双离合器由两个离合器组成。其中一个离合器和变速箱的奇数档输入轴相连：1档、3档、5档和7档；而另一个离合器则控制着偶数档位输入轴：2档、4档、6档及倒档。举例来说，当车辆在2档行驶时，3档已处于挂档状态（只是3档离合器没有啮合）。整个换档过程将因此可以快速、运动并且平顺地进行，不会出现扭矩中断的现象。换档通过电液操控机构完成，驾驶者几乎感觉不到瞬间换档和单个离合器的断开和闭合。 6档 DSG 的多片式双离合器是在冷却油槽中以“湿式”运行，而LuK的双离合器为干式结构。湿式双离合器的扭矩传递通过浸没在油中的湿式离合器摩擦片来实现，而干式的则通过离合器从动盘上的摩擦片来传递扭矩。由于节省了相关液力系统以及干式离合器本身所具有的传递扭矩的高效性，干式系统很大程度地提高了燃油经济性。同样是1.9 TDI(105 PS/ 77 kW)的发动机，配备7档DSG变速箱的要比6档湿式双离合器变速节省超过10%的燃油。 “干式”双离合器这一设计带来了许多好处，最主要的是使变速箱系统的效率得以显着提高。另外，新一代 DSG变速箱省去了吸滤器、油冷器以及变速箱壳体中的高压油管，与普通手动变速箱一样，变速箱油只用于变速箱齿轮和轴承的润滑和冷却。因而7档DSG变速箱油仅需要1.7升变速箱油，而6档 DSG变速箱则需要 6.5升。“干式”双离合器好处虽多，但在扭矩传输上受到了限制，新一代 DSG变速箱适用于所有最大扭矩小于 250 Nm 的“小型”发动机。 总体来讲，干式双离合器的外形尺寸比湿式双离合器稍大。这是由双离合器的布局和所选用的摩擦材料所决定的。由于7档DSG变速箱的干式双离合器的外形尺寸稍大，因此，其余部分就要设计得更为紧凑，以使它能够装备于 Polo级别的小型轿车上。 自2004年以来，LuK公司就和大众汽车在DSG减振零部件开发方面开始了紧密的合作，该款DSG技术变速箱里的扭振减振器双质量飞轮也是LuK的产品。LuK的双离合器从2008年年初开始已被运往大众在德国Kassel的变速器工厂，位于Buehl的LuK工厂已为大批量生产做好了充分的准备（关于舍弗勒集团:总部位于德国的舍弗勒集团旗下拥有三大知名品牌：INA， LuK 和 FAG，是全球汽车行业和滚动轴承业领先的制造商） 关于DSG变速箱的一组数字： * 0.4升：同样装备122马力TSI发动机的Golf轿车，配备7档DSG 的车型比配备 6 档手动变速箱的车型每百公里油耗少0.4升 * 1.7升：7档DSG变速箱需要1.7升变速箱油 * 6.5 升：6档DSG变速箱需要6.5升变速箱油 * 6 款车型：目前大众汽车有6款车型可配备 7 档 DSG变速箱 * 70公斤：7档 DSG变速箱重70公斤 * 93公斤：6档 DSG变速箱重93公斤 * 105马力：目前匹配DSG变速箱“最小”的发动机功率为105马力 * 300马力：目前匹配DSG变速箱“最大”的发动机功率为300马力 * 140：6文件DSG 变速箱机电控制模块工作环境(变速箱油) 最高温度为140 * 250Nm：7档DSG变速箱匹配的发动机的最大扭矩为250Nm * 350Nm：6档DSG变速箱匹配的发动机的最大扭矩为350Nm 以上数据差异的最主要原因是采用了干式双离合器。 1.4双离合自动变速器在我国的应用现状2008年11月25日，博格华纳与中国中发联共同出资成立的合资公司在北京正式签字，这标志着12家国内整车企业的DCT（双离合器自动变速器）项目正式启动。中发联是由12家中国整车企业联合成立的投资有限公司（由一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、金杯、广汽、江淮、吉利、长丰、中顺、长城组成）。博格华纳是美国著名的自动变速器生产商。历时10个月的磋商，由国家发改委牵头，双方终于宣布以合资方式组成博格华纳双离合器传动系统有限公司，总投资2亿美元，其中博格华纳（中国）投资有限公司占股比66，中发联方面占股34%.合资公司将生产和开发双离合器自动变速器中的核心产品：双离合器模块、扭振减震器模块和控制模块。在12家参与合资的中方企业内，既包括了一汽、上汽这样的合资为主的车企，也包括了奇瑞、长城自主轿车品牌。目前，除了一汽大众的双离合使用计划比较明朗，其它的车厂还没有明确公布其未来的战略。作为大众动力总成计划的一部分，DSG变速箱的使用是配合TSI发动机以在国产大众车型上达到提升燃油经济性目的的重要步骤。目前TSI发动机已经落户国内，而大众的DSG变速箱国产计划也正在进行，有消息称在今年9月登场的全新一代的Golf车型上就将打在DSG双离合变速器。接下来让我们再来看看长安福特的福克斯车型。由于其同平台车型沃尔沃S40已经推出了名为Powershift的双离合变速器车型，因此福克斯也很有机会在未来搭载双离合变速器。目前海外的福克斯已经推出了双离合车型，相信未来国内消费者也能买到国产的双离合福克斯。再一个传出将搭载双离合的车型就是上汽荣威750。“我们已经公布的第一款搭载博格华纳DCT双离合变速器的车型应该是上汽荣威，预计在2010年下半年。这个周期是比较长的，任何自动变速器周期一般都要三年。博格华纳中国区总裁谈跃生曾经表示。看来，双离合落户上汽自主车型也已经可以基本确定。除了以上三家企业，其它参与双离合项目的国内车企并没有公布其双离合的发展计划。对此我们还将继续关注。应该看到的是，尽管传出打在双离合变速器的只是单个的车型，但从DCT变速器本身的特点来说，其应用范围是十分广泛的，厂家再推出首款双离合车型之后，势必会将这一技术扩展至同系列的其它车型上，最终的结果就是双离合变速器有望再国内普及。当然，这需要一个本土化融合的时间，这一技术在国内会得到逐步的应用。双离合器变速器产品分类：双离合器变速器是脱胎于半自动变速器技术的一项衍生技术，其技术核心是从机械传动的手动变速器发展而来，内部构造却与传统手动变速器相似。因此它继承了手动变速器工作可靠和便于维护的技术优势。同时，双离合器变速器在使用方面与普通自动变速器并无太大差别，方便省力。 目前在市场上用用广泛的是大众汽车的DSG系列双离合器变速器。主要有DSG-6档双离合器变速器和DSG-7档双离合器变速器。1、DSG-6档双离合器变速器采用“湿式”双离合器（如图1-4所示），“湿式”是指双离合器安装于一个充满液压油的封闭油腔里。这种“湿式”结构具有更好的调节能力和优异的热容性，因此能够传递比较大的扭矩。DSG-6档双离合器变速器可匹配最大扭矩350牛米的发动机。图14 湿式双离合变速器 2、DSG-7档双离合器变速器采用“干式”双离合器（如图1-5所示），“双离合器”由3个尺寸相近的离合器片同轴相迭安装组成。因为它的“双离合器”不是像DSG-6档双离合器变速器那样安装于封闭油腔里，所以，被称为“干式”双离合器。“干式”双离合器结构简单，因而效率更高。但是“干式”离合器自身结构的固有特性使它能够承受的最大扭矩比“湿式”离合器要低。DSG-7档双离合器变速器用于匹配最大扭矩不超过250牛米的小排量发动机。 在家用车上常见的双离合变速器主要分为“干式”双离合变速器与“湿式”双离合变速器两类，两者可以说是各有所长。简单来说“干式”双离合器优点是比一般“湿式”双离合变速器的反应更加灵敏，但对于离合器片的磨损较严重。而“湿式”双离合器则减少了离合器片的磨损，不过由于是由电子液压控制系统来操控，所以使用中会有一定的延迟。图15 干式双离合变速器第二章 DSG变速器的结构和工作原理2.1 DSG的结构组成DSG变速器主要由多片湿式双离合器、三轴式齿轮变速器、自动换文件机构、电子控制液压控制系统组成。在双离合器变速器的中央是一个由两个部分构成的变速器轴。 普通的手动变速器将所有挡位的齿轮安放在一根输入轴上，与此不同的是，双离合器变速器将奇数挡齿轮和偶数挡齿轮分别安放到两根输入轴上。外轴是中空的，其中留有嵌套内轴的空间。 外部的中空轴为二挡和四挡提供动力，而内轴为一挡、三挡和五挡提供动力。 其中最具创意的核心部分是双离合器和三轴式齿轮箱。DSG 变速器的内部结构（如图2-1所示）。 图21 双离合器变速器基本结构虽然双离合器变速器与自动变速器类似，但双离合器变速器不像自动变速器一样需要变矩器。 市场上当前的双离合器变速器使用的是湿式多片离合器。 “湿式”离合器是指将离合器组件浸泡在润滑液中以减少摩擦并限制发热的离合器。 有几家制造商也在开发使用干式离合器的双离合器变速器。湿式多片离合器（如图2-2）和变矩器一样，都是使用液压来驱动齿轮。 液体作用于离合器活塞内部，如上图所示。 当离合器结合后，活塞内部的液压迫使一组螺旋弹簧分离，从而将一系列离合器片和摩擦盘推向固定的压板。 摩擦盘有内部齿形，其大小和形状可与离合器从动鼓上的花键啮合。 而动鼓又连接到将接收传动力的齿轮。 奥迪的双离合器变速器在其湿式多片离合器中既有一个小的螺旋弹簧，又有一个大的膜片弹簧。为了使离合器分开，活塞内部的液压会减少。 这样就可以让活塞弹簧松弛下来，从而减少离合器总成和压板上的压力。 图22 湿式多片离合器结构基本的DSG变速器（如图2-3所示）有2根同轴心的输入轴，输入轴1装在输入轴2里面。输入轴1和离合器1相连，输入轴1上的齿轮分别和1档齿、3档齿、5档齿相啮合；输入轴2是空心的，和离合器2相连，输入轴2上的齿轮分别和2档齿、4档齿、6档齿相啮合；倒档齿轮通过中间轴齿轮和输入轴1的齿轮啮合。通俗地讲，离合器1管1档、3档、5档和倒档，在汽车行驶中一旦用到上述档位中任何一档，离合器1是接合的；离合器2管2档、4档和6档，当使用2、4、6档中的任一档时，离合器2接合。 图23基本湿式双离合器的结构 DSG变速器的多片湿式双离合器的结构和液压式自动变速器中的离合器相似，但是尺寸要大很多。利用液压缸内的油压和活塞压紧离合器，油压的建立是由ECU指令电磁阀来控制的，2个离合器的工作状态是相反的，不会发生2个离合器同时接合的情形DSG变速器的档位转换是由档位选择器来操作的，档位选择器实际上是个液压马达，推动拨叉就可以进入相应的文件位，由液压控制系统来控制它们的工作。在液压控制系统中有6个油压调节电磁阀，用来调节2个离合器和4个档位选择器中的油压压力，还有5个开关电磁阀，分别控制档位选择器和离合器的工作。2.2 汽车双离合器变速器的工作原理汽车的变速器分为两种基本类型：手动和自动。手动变速器要求驾驶员踩下离合器踏板并使用换挡杆来实现换挡；而自动变速器可以使用离合器、变矩器和行星齿轮组为驾驶员完成全部换挡工作。双离合器变速器是介于二者之间并综合了二者各自优点。这种变速器也称为半自动变速器、“无离合”手动变速器和自动手动变速器。 在赛车领域，半自动变速器（例如顺序手动变速器）多年来一直占据主导地位。 但是在量产车中，这还是一种相对较新的技术。双离合自动变速器（简称DSG）基于手动变速箱基础之上。而与手动变速箱所不同的是，DSG中的两幅离合器与二根输入轴相连（如图2-4所示），换挡和离合操作都是通过一集成电子和液压组件的机械电子模块来实现。而不再通过离合器踏板操作。就像tiptronic液力自动变速器一样，驾驶员可以手动换挡或将变速杆处于全自动D挡（舒适型，在发动机低速运行时换挡）或S挡（任务型，在发动机高速运行时换挡）模式。此种模式下的换挡通常由挡位和离合执行器实现。两幅离合器各自与不同的输入轴相连。如果离合器1通过实心轴与挡位1、3、5相连，那么离合器2则通过空心轴与挡位2、4、6和倒挡相连。 图24 双离合变速器动力传递发动机的输入轴通过缓冲器与两幅离合器外片相连。发动机启动后自动挂1挡。由于离合器1处于打开状态，因而没有扭矩传到驱动轮。当离合器1关闭时，离合器1的外片逐渐贴合内片并开始通过第一挡的实心轴、齿轮组和同步器传动发动机扭矩至差速器，最终至驱动轮。同时，由于离合器2此时并不传递扭矩，因此第二挡已被预先选定。从第一挡换到第二挡时，由于第一挡的解除和第二挡的挂挡在同一速度，车辆有足够的前冲力。当第离合器2完全接合后，第三挡已被预先选定，因为此时离合器1没有接合，不传导扭矩，挂挡原理依次类推。这好比一辆车有两套离合器，正司机控制一套，副司机控制另一套。正司机挂上1档松开离合踏板起步时，这时副司机也预先挂上2档但踩住离合踏板；当车速上来准备换档，正司机踩住离合踏板的同时副司机即松开离合踏板，2档开始工作。这样就省略了档位空置的一刹那，动力传递连续，有点象接力赛。双离合系统两套离合器传动系统，通过计算机控制协调工作。此时驾驶员仅感觉到离合器转换。对快速换挡操作来说，换下一挡即意味着与之相连的离合器开放，但此挡位预先选定。通过变速箱控制软件的复杂算法，根据驾驶员各自的需要调整换挡类型和换挡速度确保了选定正确挡位。通过设计，双离合变速器中的最大差速小于传统的液力自动离合器，该类离合器操作起来简便快速，与传统的液力自动离合器相比，其舒适感也更高，或不低于液力自动变速器。通过简单的控制软件即可实现从运动型到高舒适型驾乘体验的改变，因此可有效的控制成本以满足不同层次市场、客户的需求。第三章 汽车双离合器的优缺点分析3.1 DSG变速器的优点1、DSG变速器没有变矩器，也没有离合器踏板。 2、DSG变速器在传动过程中的能耗损失非常有限，大大提高了车辆的燃油经济性。 3、DSG变速器的反应非常灵敏，具有很好的驾驶乐趣。 4、车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉，使车辆的加速更加强劲、圆滑。百公里加速时间比传统手动变速器还短。 5、DSG变速器的动力传送部件是一台三轴式6前进档的传统齿轮变速器，增加了速比的分配。 6、DSG变速器的多片湿式双离合器是由电子液压控制系统来操控的。 双离合器的使用，可以使变速器同时有两个档位啮合，使换档操作更加快捷。7、DSG变速器也有手动和自动2种控制模式，除了排文件杆可以控制外，方向盘上还配备有手动控制的换文件按钮，在行驶中，2种控制模式之间可以随时切换。 8、选用手动模式时，如果不做升档操作，即使将油门踩到底，DSG变速器也不会升档。 9、换文件逻辑控制可以根据司机的意愿进行换档控制。 10、在手动控制模式下，可以跳跃降档。 3.2 DSG变速器的缺点1、价格较高。由于尺寸的限制，所以设计时使用了多片式的离合器，它们的直径远比传统离合器要小，这种多片式离合需要控制更加精密，因此造价也就更昂贵，维修或更换价格高。从制造成本角度来说，DSG目前还未形成批量生产，所以价格也偏高。但另一方面，DSG是新技术，所以其成本降低的空间比AT技术要大；另外，制造DSG不需要大量的新设备；首次进入市场时，核心部件双离合器和电子机械控制装置等由单一供货商供应，成本较高，将来若更多供货商参与其中，会降低部件的成本。从实际生产角度看，投产DSG需要使用普通的直/斜齿轮制造技术，而非AT变速器的行星齿轮制造技术；DSG可以共享MT组件的制造技术及供货商信息，包括在轴、齿轮、轴承、同步器、密封件等多类组件；关键组件(双离合器，机电一体化机构，液压泵及TCU)可由专业的供货商提供2.、升档速度快，但降档速度慢。预选档加快了换档速度，升档仅需要8毫秒，由于在降档过程中需要等待节气门控制发动机转速来匹配变速箱档位，所以DSG降档比较令人失望，换档速度达到600毫秒。跳档降档就更加复杂一些。举例来说，最复杂的莫过于从6档降到2档，它的换档动作需要首先从6档换到5档，然后再等待2档变成预选档，所以这种同一离合器上控制的档位之间跳档要花掉约900毫秒的时间。3、不能承受太大的扭矩。由于钢制皮带本身的承受力有限，因此大排量大扭矩的轿车不太适合。不过现在随着技术的发展，不少3.5升车型也开始采用这个技术，最经典的就是日产的天籁公爵3.5。 第四章 双离合器变速器的正确使用4.1 双离合器变速器的换挡方法一种用于对一个自动化的双离合器变速箱进行换档控制的方法，该双离合器变速箱包含一个第一分变速装置，其配有一个第一变速箱输入轴、一个第一发动机离合器和一个第一档组；该变速箱还包含一个第二分变速装置，其配有一个第二变速箱输入轴、一个第二发动机离合器和一个第二档组，利用此方法，在一个负载档和一个分配给同一分变速装置的目标档之间实现一个换档过程，为此利用一个分配给另一个分变速装置的中间档来作为多重换档，换档步骤是，S1：接入中间档；S2：从负载档的发动机离合器转换到中间档的发动机离合器的离合器变换;S3：解脱负载档;S4：接入目标档；S5：从中间档的发动机离合器到目标档的发动机离合器的离合器变换；利用此方法，将所配置的驱动发动机的发动机转速在换档过程结束时引导到目标档的同步转速，根据本发明如此设置：在换档过程开始时预定出一个初始额定转速梯度，利用此额定转速梯度，发动机转速在一个估计的总换档时间时在换档过程结束时便达到同步转速；驱动发动机的发动机转速在换档过程开始时首先按照预定的初始额定转速梯度加以改变；在换档过程中求得实际的换档进程，并将之与所估计的换档进程进行对比；使额定转速梯度在确定的换档进程偏差的情况下匹配于实际的换档进程。4.2 双离合器变速器使用中的注意事项双离合器变速器与手动变速器、自动变速器工作过程都不一样，对于习惯开自动挡的驾驶者来说，可能会把开自动挡车的习惯带到开双离合器变速器的车中，但这并不适合。对于手动变速箱，停车等候时会切到空档，或者踩下离合器挂低档，对于目前大多数的自动变速箱，停车等候时尽管档位处于“D”档，踩刹车便停止、放开刹车就走，驾驶者能这么做是因为传统的自动变速箱内动力连接的主要部件是“液力变矩器”这种设备用液体（油）来传递动力，因此发动机怠速传递的能量被柔性的“油”损耗。而对于DSG则不然，双离合器自动变速器相当于是是二台手动变速箱的结合，动力是刚性连接，但两者又有区别，开手动挡的车，如果停车时既没有摘空档（在D档）也没有踩下离合器（没有离合器可踩）仅仅踩下刹车，发动机一定会熄火，而带DSG的车并没有熄火，这是因为怠速传递的动力全部消耗在在变速器内部离合器上，也就是半联动！离合器的摩擦片在消耗能量，损失的能量导致变速箱温度的升高。所以停车等候时，要像手动变速箱一样，切空档。把DSG排挡杆放到上N档上。同样的道理，平时在拥挤地方驾驶，或者上斜坡的时候，普通自动变速车，是松开刹车，缓慢溜车，甚至停车的时候，在D档踩刹车，这样对于液力传递的普通自动变速，时间不长，是没有问题，但对于DSG变速器，这个做法，等同手动挡不断磨离合稳定车辆，因而造成各种传感器故障，轻微的是温度高，变速器锁止，严重情况是离合故障，再严重，导致变速器内部零件出问题，不可修复，所以对于DSG驾驶者，必须改变普通自动变速器的驾驶习惯，严禁低速踩着刹车溜车，更加严禁斜坡或停车时候D档踩刹车停车。第五章 双离合器变速器的故障诊断故障案例1：一辆2009年款一汽-大众迈腾2.0TSIDSG豪华版轿车。据车主反映，该车起步时偶尔会出现加油发动机空转不走车的现象，在等待交通信号灯之后起步时有时故障会出现，有时在正常行驶中加速时出现，故障出现得没有规律，出现故障时仪表上的挡位指示灯全部变红且闪烁报警(如图5-1所示)。 图51 DSG自锁保护故障现象检查分析： 首先使用故障诊断仪VAS5052A进入网关检查，各控制单元均无故障码存储。结合该车的故障现象，鉴于发动机响应性良好的事实，可以初步判断发动机工作正常。因为车辆行驶里程很短，如果假定变速器机械传动部分无异常，发动机失速的原因则可以基本归结为变速器离合器进行了保护性切断，或离合器本身有机械故障。变速器电控系统通过数据流02-08-64组1区提供了对离合器切断数据的监控，读取离合器切断动力传递次数为63次,而正常值应为0，这显然说明离合器进行了保护性切断。 根据DSG变速器的控制原理，离合器油路的切断一般由以下原因引起：电控系统直接性的电路故障被识别或触发保护切断功能；油温传感器在温度超过工作极限值时触发保护切断；离合器工作油压过高时由电子机械压力控制阀N233（N371）与联合安全滑阀切断相应的动力传输组件。鉴于实测无明确的故障码显示，电控组件或线路直接性的断路/短路原因导致故障的可能性首先可以排除。对于安全控制电磁阀N233和N317来说，它们是调节阀，各控制变速器机械部分的一半（变速器传动部分1和传动部分2），当出现影响安全的故障或离合器工作压力过大时，允许安全阀迅速地切断各自控制的离合器，但值得注意的是，此2种状态下的油压切断一般情况下是针对传动部分1或传动部分2的其中一项，此时即使切断部分传动，也不会引起发动机类似于在N挡的空转失速状态，况且在很多实际情况下还会触发应急功能的激活，因此和本例的故障现象不太吻合。 分析至此，故障入手点自然集中在了油温传感器的信号上。对DSG变速器而言，共有3个油温传感器：变速器油温度传感器G93和控制单元温度传感器G510内置在变速器控制单元中，当其感应的油温超过145时，电控系统会停止向离合器供油，使离合器处于断开位置；离合器温度传感器G509（如图5-2所示，与离合器转速传感器一体）位于离合器壳体内，信号超差时也会触发变速器保护功能以切断离合器的供油，但资料对油温切断保护的极限值未给出明确的定义。图5-2 故障温控传感器那么究竞是哪个传感器产生了切断离合器油路的信号呢？因为失速故障是偶尔出现，为了比较准确地监控油温各信号的状态，采用故障诊断仪VAG5053对油温变化数据进行动态跟踪。在动态数据中，在2801个连接起来的测量点的样本中（约1s内3.57个样本），变速器油温度传感器G93（系列1）和控制单元温度传感器G510采集的温度值（系列2）变化曲线基本保持一致，而离合器温度传感器G509采集的温度值（系列3）的动态变化曲线明显地高于其它2个油温的变化，在某些动态采集点，G509采集的油温较其它2个油温居然高出约40左右。此时进一步对离合器安全控制电磁阀N233和N317的工作状态进行监控，数据显示其电控占空比控制符合换挡的工作特性需要，对比离合器K1和K2的实际工作油压，监控离合器油压控制阀N215和N216也能正常按正比例变化曲线对K1和K2分别进行适时的特性控制。综合以上测试，说明离合器K1和K2相关电磁阀控制的工作状态均未出现异常，尽管在测试期间未出现失速的故障（测试后读取02-08-64组1区仍显示为离合器切断动力传递次数为63次，未有增加），但足以说明离合器温度传感器G509传感特性变化异常的事实，维修人员分析是G509温度感应电气组件工作特性不稳定引起的。因为G509的故障特性表现为信号失准，感应温度未超出极限值情况下，发动机控制单元不会存储G509信号失准的故障记忆，但是一旦超过保护切断界限，系统就会立即产生中断离合器电磁阀N215和N216的工作指令，从而切断变速器与发动机的动力传递，此时便会产生失速现象和仪表挡位显示异常闪烁现象，为监控便利的需要，系统对切断次数进行相应的计数和存储离合器温度传感器G509安装在变速器阀体底座的壳体上，更换时需要拆下液压控制阀体。在拆装液压控制阀体电控单元总成时，一定要注意避免输出轴2转速传感器支架的断裂，务必要按照维修手册要求拆掉油泵后端盖，在确保传感器支架不被干涉的前提下小心地拆下液压控制阀体总成。 故障排除： 更换离合器温度传感器G509后，反复路试，监控3个油温传感器数值基本趋向一致，至此故障彻底排除。 故障案例2：2008款一汽大众迈腾20T轿车，搭载使用大众公司生产的02E型6速湿式双离合器控制变速器（简称DSG变速器）。高速行驶时车速在l20kmh左右松加速踏板后再继续踩加速踏板时出现动力中断现象，即发动机空转现象，变速器好像进入空挡一样，有时在正常加速行驶时车速达到120kmh以上也会出现这样的问题。当出现故障时只能靠边减速停车，停车后重新把换挡杆挂入前进挡位置或倒挡位置还是不能行驶，但关断点火开关再次启动后又恢复正常，而且车速再次达到l20kmh以上时故障现象也不会轻易出现。因此什么时间故障再现，根本没有任何规律纯属偶发性故障。此故障的出现是很可怕的，如果车辆行驶在高速路上突然失去动力后，可能会存在较大的安全隐患，因此即使是偶发性的故障也需要及时解决。故障诊断：首先要在了解该变速器的基本控制原理后才能作出相应的判断。02E型DSG采用了2个离合器和6个前进挡的传统齿轮变速器作为动力的传送部件，其中两个离合器取代了自动变速器的液力变矩器作为发动机的动力传输部件，因此也没有离合器踏板，而齿轮同步器则作为传动比切换变化的传输部件。由此判定该故障的可能原因在于：两个离合器突然停止工作所有齿轮同步器突然被切换到空挡位置。根据这种偶发性的故障来分析机械方面的可能性几乎为零，很有可能跟整个电液控制有关。这样接下来我们先简单了解一下双离合器的控制和换挡控制然后再作决定。离合器控制：02E变速器最主要的部位是双离合器及电液控制单元。特别是离合器的控制尤为重要。02E变速器的多片湿式双离合器是由电子液压控制系统来操控的。DSG变速器的多片湿式双离合器的结构和液压式自动变速器中的离合器相似，但是尺寸要大很多。利用液压缸内的油压和活塞压紧离合器，油压的建立是由ECU指令电磁阀(N215和N216)来控制的，两个离合器的工作状态是相反的，在整个切换控制过程中采用重叠控制，但绝对不会发生两个离合器同时接合的情形。双离合器除了具有交替重叠控制以外，还像奥迪01J型无级变速器所具有的“冷却控制”，“过载保护控制”、“安全切断控制”以及“匹配控制”等。换挡控制：由于双离合器的使用，可以使变速器同时有两个挡位在啮合，使换挡操作更加快捷。因为这种变速器实际上跟传统的手动变速器没有太大的区别，大部分仍是机械齿轮传递，只不过同步器上的换挡拨叉是由ECU通过指令电磁阀利用液压的方式来驱动，而且每一个换挡拨叉上都有其位置传感器，因此，ECU可以通过该传感器来感知其确切位置并作出相应的LyJ换指令。DSG变速器的工作过程比较特别：在1挡起步行驶时离合器Kl接合，通过输入轴1将动力传递到1挡齿轮再输出到差速器。同时图中虚线和箭头所示的路线是2挡时的动力传输路线，由于离合器2是分离的，这条路线实际上还没有动力在传输，是预先选好挡位主要为接下来的升挡做好准备的。当变速器进入2挡后退出l挡，同时3挡预先接合，所以在02E变速器的212作过程中总是有2个挡位是接合的，一个正在工作另一个则为-F一步做好准备。02E变速器在降挡时。同样有2个挡位是接合的，如果4挡正在工作，则3挡作为预选挡位而结合。02E变速器的升挡或降挡是由ECU进行判断的，踩加速踏板时ECU判定为升挡过程，作好升挡准备当踩制动踏板时，ECU判定为降挡过程作好降挡准备。换挡拨又是通过液压方式来驱动的，并由“锁止阀”来锁定其由液压驱动后的位置。防止两端无液压时自动退回空挡位置。对02E双离合器控制变速器的控制原理了解后得知，该故障的形成绝对不会是因换挡方面的原因，因为变速器的4个换挡拨叉不会同时进入“N”位置。那么，能够导致车辆不能行驶的故障只能是连接发动机动力源的“离合器”或者是系统油压问题(系统主油压问题的可能性很小)。如果两个离合器都不参与212作，便会无动力输出，因此很有可能是电控系统启动了“安全切断”功能，当ECU通过监测离合器压力传感器的反馈信息的油压过高时(达到极限值时)ECU便切断到离合器的供油。在02E双离合器控制变速器中的“安全切断”功能主要表现在：当其中一个离合器压力传感器反馈给ECU的离合器压力过高时，便切断该离合器的油压，那么会通过另外一个离合器来完成动力传递，但车辆可能会以固定的挡位仍然能够行驶，例如，监测离合器K1压力(K1压力由N215电磁阀来调节)的传感器G193反馈给ECU过高油IN信息时。ECU则激活安全控制电磁阀N233以切断Kl的供油。由于是偶发性故障，所以离合器自身应该不会存在问题，包括两个离合器的压力调控功能(N215和N216分别调控两个离合器Kl和K2)，同时两个油压传感器(G193、G194)几乎不可能同时反馈错误的高油压信息。因此问题就逐渐缩小在电液控制方面。故障排除：无论是电控问题还是系统液压问题，我们都需要更换电液控制单元总成。更换后通过匹配学习故障排除。参考文献1杨秀红.现代轿车构造与检修（底盘及车身）.国防工业出版社2周云山.汽车电子控制技术.北京.机械工业出版社3 牛铭奎，高炳钊等双离合器式自动变速器系统J汽车技术.20064 5郝琪，罗永革冯樱.何晓春汽车湿式离合器的模糊控制研究J湖北汽车工业学院学报.20005 安林，吴锦秋，郭万富离合器最佳接合规律的研讨J汽车工程.19986薛庆文.双离合器变速器常见故障J.汽车维修技师.2009致 谢三年的求学之路已经走到尽头，在人生中最美好的季节，度过了我的大学时光。那些美好的回忆让我终身难忘。三年中我不光学了专业的知识，更多的是做人的道理，如何去与人相处等等，这都要谢谢我的老师。在本次论文设计中，指导老师张老师从选题到查找资料都给予了我很多帮助，在写论文过程中从内容的布局到整体的安排，张老师都给予了帮助。当论文初步写好时，从图片的修改到文字的排版，从页面设计到文字格式的处理，张老师都细心指导，并不断提出许多宝贵的修改意见，让我的论文能够顺利完成。在此过程中，张老师一丝不苟的工作精神和严谨治学的作风深深地感染了我。在以后的学习生活中，这些精神会一直激励着我不断前进。在论文的编写过程中，我的同学帮也给予了很大的帮助，在此表示感谢。在文章的最后，感谢三年年来帮助过我的老师和同学，谢谢你们三年来对我的无私帮助。24