双离合变速箱（共10篇）
双离合变速箱 篇1
农业机械大中功率拖拉机是技术密集型产品, 是评价农业机械技术水平的重要指标。虽然近几年我国拖拉机产品技术水平有了很大提高, 但与国际先进水平相比还存在较大差距。目前双离合变速器DCT (Dual Clutch Transmission) 技术已成熟应用在汽车上, 但是应用在拖拉机上还属于空白。因为大中型拖拉机用于农田作业, 工况相对汽车路况比较复杂, 而且拖拉机用于牵引各种农机具, 需要的牵引力比较大。开展双离合变速器传动系的应用研究, 将目前在汽车上成熟应用的DCT技术应用在农业拖拉机上, 实现换挡过程的动力连续输出, 降低油耗, 有利于提高我国大中功率拖拉机的整体水平和技术含量。
1离合器的结构分析
摩擦离合器由主动片、从动片、压紧机构、操纵机构四部分组成。离合器在接合状态时, 发动机扭矩自曲轴传出, 通过飞轮和压盘借摩擦力传给从动盘, 再通过从动轴传给变速箱。当驾驶员踩下离合踏板时, 通过拉杆分离拨叉、分离轴承将分离杠杆内端推向左侧, 从动片两面压力消失, 摩擦力消失, 发动机扭矩不再传入变速箱。同理, 双离合器采用两个分离拨叉、两个分离轴承分别控制齿轮传动和动力输出端, 通过两套不同的分离机构来实现两个离合器的独立接合和断开。两套操纵机构相对独立, 互相不受影响。当其中一部分出现问题时, 能快速判断故障的原因及位置。离合器有6个分离杠杆, 3个为主离合器分离杠杆, 3个为动力输出离合分离杠杆, 两组杠杆的接触点位于不同的分布圆上。两组杠杆之间有高度差, 是为了满足两套分离机构的需要。这种机构操纵轻便, 调整容易, 动力输出端的分离不受主离合器的限制, 独立控制, 可满足不同工况作业中机具对动力输出轴的要求。
2双作用离合器的应用
徐州凯尔农业装备股份有限公司生产的T1104-1304型拖拉机传动系统延续了原有机型的模块化结构, 将原来变速箱、中间箱及分动箱组合在一起形成三合一变速箱, 从而能保证拖拉机低速大扭矩的要求。变速箱与发动机间采用双片离合器, 分别控制齿轮传动和中间轴的动力输出。变速器主轴采用空心轴的结构, 利用离合器控制中间芯轴, 进而控制动力输出端的动力。应用这种变速器使整机结构更加紧凑, 可降低产品成本, 提高经济效益。双离合变速箱结构如图1所示。
近几年来, 随着各种先进传动技术的应用推广, 双作用离合器在结构设计上也日趋完善, 对于提高拖拉机的动力性、安全性和燃油经济性, 实现拖拉机的自动换挡和无人驾驶具有重要的意义。双离合器式自动变速器结构简单, 传动效率高, 可在不中断动力的情况下实现拖拉机的自动换挡, 满足拖拉机的行驶和作业要求。
1.双作用离合器 2.分离轴承 3.拨叉 4.空心轴 5.芯轴 6.动力输出端
双离合变速箱 篇2
目前电动汽车国家在给予很大的政策和资金支持 我们厂也在研究.....科技攻关点在:1,电池能力,2,发动机系统3,电控系统
目前国内发动机系统,变速箱和离合器其实未来时必不可少的国内在这一块研究的拔尖公司,最好是电动汽车的离合器，二档变速箱这块供应商和研究机构
比较牛的的话是宁波博特传动科技的解决方案，我们东风和柳州五菱，江淮这边研究在测试
之前我们电动汽车是用两档,爬坡档,平时档
他们的的思路是将传统的离合器进行改进,目前我们圈中多家都在发力,从试验来看还是不错的他们的介绍
宁波博特传动科技有限公司成立于2002年7月，公司致力于新能源汽车传动系统研发、生产、销售，以及传统汽车离合器节能，是国内独家生产电动汽车自动离合器和二档变速箱的高新技术企业。
公司地处于美丽的杭州湾地区，北邻举世瞩目的杭州湾跨海大桥，南临杭甬高速路，处于经济热点的长三角经济区。公司现有员工450余名，工程技术人员10余名，质量管理人员10余名，公司利用多年来形成的管理模式，结合国内外先进的管理经验，严格执行生产品质的在线控制，以先进的加工工艺和精湛的制造技术，充分满足客户的需求，公司拥有十数台加工中心、上百台高精度数控车床、2条德国进口全自动热处理线，在汽车零部件精加工和热处理领域有较大的知名度。
湿式双离合器自动变速器换档控制 篇3
【摘要】根据湿式双离合器自动变速器的结构特性，提出了湿式双离合器的扭矩控制方法。并制定了具体的急加速降档控制策略和控制逻辑。在实车测试中，急加速的状态下得到了理想的降档效果。从而验证了湿式双离合器的扭矩控制方法正确性以及换挡控制策略合理性。
【关键词】湿式双离合器自动变速器；降档策略；扭矩控制
1、引言
换档过程控制是双离合器自动变速器（Duel Clutch Transmission， DCT）的控制重点之一。为了提高换档品质，必须在换档过程中精确控制两个离合器的动作。根据DCT的结构，对于急加速降档时，离合器的控制更为复杂。因此，针对DCT的急加速降档工况，本文提出了湿式双离合器的扭矩控制方法并且制定了换档控制策略。最后将控制策略应运用实车测试中，并进行数据分析。
2、离合器的控制原理
本文所研究的双离合器由两组湿式多片离合器组成，奇数离合器控制1、3、5档，偶数离合器控制2、4、6档。当车辆在行驶过程中，双离合器进行交替工作来完成升降档。根据扭矩平衡原理，得到离合器传递扭矩与发动机扭矩和输出轴扭矩之间的关系式为
式（1）中，Te为发动机扭矩，Tl为输出轴扭矩，Tcl为奇数离合器传递扭矩，Tc2为偶数离合器传递扭矩；为发动机转角加速度，为输出轴转角加速度；J1为发动机的转动惯量，J2为输出轴转动惯量；i1为奇数输入轴上同步档位的传动比，i2为偶数输入轴上同步档位的传动比；μ1，μ2为离合器摩擦片的摩擦系数；A1，A2为离合器活塞面积；R1，R2为离合器摩擦片有效半径；Pc1，Pc2为作用在离合器摩擦片上的油压。
3、急加速降档控制算法
根据DCT的机械结构，当进行急加速降档换挡时，换挡过程分为两种情况，即为降奇数档和降偶数档。当降奇数档时，离合器只要进行一次交替；当降偶数档时，离合器需要进行两次交替。
3.1降奇数档控制算法。考虑到换挡的平顺性和快捷性，降奇数档换挡过程分为5个阶段，如图1所示，以五档降二档为例。
a.t0-t1-t2阶段：在该阶段，由于油门开度增加，发动机的转速会随着增加，动态扭矩增加，使得奇数离合器传递扭矩有所下降，此时偶数离合器还处于打开状态，奇数离合器传递发动机扭矩。当偶数输入轴同步二档之后，偶数离合器开始预充到达Touchpoint点所传递的扭矩。
式（2）中：Δ为进行PI调节的动态扭矩的调节量，PI调节的输入量为设定的动态扭矩与实际动态扭矩的差值。其中，设定动态扭矩由油门开度决定，实际动态扭矩有当前发动机转速换算得到。通过PI调节使得发动机的实际转速上升斜率按照油门开度对应的理论值变化而变化，同时保证奇数离合器传递发动机输出扭矩。TTouchpoint为Touchpoint点离合器传递扭矩。
b.t2-t3-t4阶段：在该阶段为转矩相阶段，双离合器都进行扭矩控制。为了保证不断动力传递，由于处于急加速状态，在偶数离合器传递扭矩上升达到传递大部分发动机扭矩之前，奇数离合器必须跟随发动机输出扭矩，在一定时间T1内双离合器的扭矩按不同的斜率上升到发动机输出扭矩。在双离合器传递扭矩上升过程中，当双离合器传递扭矩相同时，奇数离合器传递扭矩在一定时间T2以一定斜率下降到Touchpoint点，而偶数离合器扭矩继续沿先前斜率上升，逐渐到达发动机实际输出扭矩。
式（3）中：Tcl?0为奇数离合器传递扭矩初始值；Tc2?0为偶数离合器传递扭矩初始值；β为扭矩上升调整系数，0≤β≤1，该值与离合器扭矩上升时间相关，在T时间内，从0线性变化到1。奇数离合器扭矩上升时间T1对应扭矩上升调整系数为β1，扭矩下降时间T2对应扭矩下降调整系数为β2。奇数离合器扭矩上升时间T1与扭矩下降时间T2之和为偶数离合器扭矩上升时间T。从理论角度讲，只要确定好离合器传递扭矩的变化率，就能很好的控制离合器的传递扭矩，多快的结合速度都不会产生冲击。
c.t4-t5阶段：在该阶段为惯性相阶段，离合器闭合速度放缓，防止离合器闭合的冲击感。这一阶段进行偶数离合器的调速，使得离合器慢慢闭合。因而偶数离合器会从滑磨状态进入完全同步状态（微滑磨），而奇数离合器为打开状态。此时完成离合器交替。
式（4）中：δ为经过PI调节的扭矩调节量，该PI调节器对偶数输入轴的转速进行调节，使得偶数输入轴转速与发动机转速维持在微滑磨状态。同时保证偶数离合器传递发动机扭矩。以上为急加速降奇数档换挡控制策略。经过5个阶段完成高品质换挡控制。
3.2降偶数档控制算法
因为DCT的机械结构，所以在降偶数档的控制中必须进行两次离合器交替。以三档降一档为例，三档必须降到二档，然后离合器再交替一次降到一档。考虑到换挡的平顺性和快捷性，降偶数档换挡过程分为7个阶段，如图2所示。
a.t0-t1-t2阶段：此阶段离合器控制策略与降奇数档控制策略相同。由于是急加速状态，在该状态保证奇数离合器传递扭矩和发动机转速随油门开度来确定的转速变化量设定值变化，同时对偶数离合器进行预充，使得偶数离合器传递扭矩达到。
b.t2-t3-t4阶段：在该阶段，考虑到换档快捷性，同步二档的偶数离合器进行转矩相和惯性相的合作控制策略，对偶数离合器传递扭矩从以一定斜率上升到Te'，同时通过PI调节器调整发动机的动态扭矩，使实际的动态扭矩随油门开度确定的设定值变化。对奇数离合器而言，在该阶段又分为同步三档的奇数离合器打开（t2-t3）与同步一档之后对奇数离合器进行预充（t3-t4）两个阶段。
式（5）中：Te′为在一定时间T内偶数离合器需要传递的扭矩，同时使发动机转速根据油门开度变化而变化。在该阶段，当前档位从三档交替为二档，同时，一档档位已经与奇数输入轴同步，准备进行第二次的离合器交替。在第一次离合器交替过程中，二档只是过渡档位，偶数离合器不必完全闭合，只要偶数离合器传递大部分的发动机输出扭矩，奇数离合器就可以打开，同步器就可以进行退三档同步一档的操作。
c.t4-t5-t6-t7阶段：
该阶段与降奇数档换挡时t2-t3-t4-t5阶段相同，在該阶段，首先调整双离合器的传递扭矩，使得奇数离合器传递发动机输出扭矩，同时下降偶数离合器传递的扭矩到Touchpoint点。然后调整奇数离合器的转速与发动机转速保持微滑磨状态，完成离合器的第二次交替。以上为急加速降偶数档换挡控制策略。经过7个阶段完成高品质换挡控制。其中当前档位为二档时只是个过渡阶段，因此偶数离合器没有完全闭合，离合器处于滑磨状态。其作用就是保证奇数离合器可以打开，进行奇数输入轴啮合档位切换，同时又保证不断动力的扭矩传递。
4、急加速降档控制逻辑
使得车辆行驶过程中，有较高的换挡品质，除了需要好的离合器传递扭矩控制算法外，必须要有一个合理的控制时序，在恰当的时刻使用恰当的控制算法。图3为急加速降档的控制流程图。state_CluOff为当前档位对应离合器的扭矩控制状态，state_CluOn为目标档位对应离合器的扭矩控制状态。
5、实验结果分析
采用CANape对试验车进行数据采集。试验在水平沥青路面上进行，这里给出了三档换一档急加速降档的换挡过程。在上文中已经提过，离合器传递扭矩与离合器摩擦片上所受油压成线性关系，由于试验车上未安装离合器扭矩传感器，所以采用离合器摩擦片上所受油压来反映离合器传递扭矩情况。图4为急加速三档换一档信号采集曲线。可看出试验曲线完全符合本文介绍控制策略的要求。
图4 急加速三档换一档降档曲线
6、结论
急加速降档控制是一个复杂的非线性控制问题，从试验结果可以看出，本文论述的基于扭矩的湿式双离合器自动变速器急加速降档控制策略取得了较好的效果，很好的控制了离合器的闭合、分离速度，减小了换挡时的冲击，提高了DCT的换挡品质。
参考文献
[1]陆中华，程秀生，冯巍.湿式双离合器自动变速器的升档控制[J].农业工程学报，2010.Vol.26（5）：132-136.
作者简介
唐莹.上海汽车变速器有限公司.软件工程师.
双离合变速箱 篇4
上世纪80年代初, 保时捷自行研发了全球首台双离合器变速箱, 利用电控系统将双离合器变速箱的结构变得足够紧凑, 称为Doppe lkupplungs ge trie be (德语, 简称PDK) 。时至今日DCT这项技术已经有20余年的历史, 在技术方面已经非常成熟了, 已经成为继可变气门正时、可变气门升程、涡轮增压和缸内直喷之后的又一个技术亮点。
1 双离合器变速箱的特点
1.1 优点
(1) 相比传统行星齿轮式自动变速箱更利于提升燃油经济性, 油耗大约能够降低15%; (2) 在换挡过程中, 几乎没有扭矩损失; (3) 当高挡齿轮已处于预备状态时, 升挡速度极快, 达到惊人的8毫秒; (4) 无论油门或者运转模式处于何种状况, 换挡时间至少能达到600毫秒。
1.2 缺点
(1) 由于电控系统和液压系统的存在, 双离合器变速箱的效率仍然不及传统手动变速箱, 特别是用于传递大扭矩的湿式双离合器变速箱更是如此; (2) 双离合器变速箱的研制费用较高, 双离合器精密而复杂, 导致车价偏高; (3) 当需要切换的挡位并未处于预备状态时, 换挡时间相对较长, 在某些情况下甚至超过1秒; (4) 双离合器变速箱相比传统手动变速箱更重; (5) 双离合器变速箱的最大传递扭矩偏低, 限制了发动机的改装空间。
2 双离合器变速箱的结构原理
简单说来双离合器变速箱是两个传统手动变速箱的集合体 (分别为奇数和偶数挡) , 拥有两个离合器, 两根输入轴, 但仅有一根输出轴。离合器的分离与接合, 以及挡位切换都在电脑的掌控下通过液压机构进行控制, 因此也能提供手动换挡模式。双离合变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的优点, 没有使用变矩器, 转而采用两套离合器, 通过两套离合器的相互交替工作, 来到达无间隙换挡的效果。两组离合器分别控制奇数挡与偶数挡, 具体说来就是在换挡之前, DSG已经预先将下一挡位齿轮啮合, 在得到换挡指令之后, DSG迅速向发动机发出指令, 发动机转速升高, 此时先前啮合的齿轮迅速结合, 同时第一组离合器完全放开, 完成一次升挡动作, 后面的动作依此类推。因为没有了液力变矩器, 所以发动机的动力可以完全发挥出来, 同时两组离合器相互交替工作, 使得换挡时间极短, 发动机的动力断层也就非常有限。作为驾驶者我们最直接的感觉就是, 切换挡动作极其迅速而且平顺, 动力传输过程几乎没有间断, 车辆动力性能可以得到完全的发挥。与采用液力变矩器的传统自动变速器比较起来, 由于DSG的换挡更直接, 动力损失更小, 所以其燃油消耗可以降低10%以上。
当前的DCT双离合器主要分为湿式和干式两种。湿式离合器与常见的摩托车离合器相似, 多片式离合器泡在油液中工作, 并且需要一套冷却系统对油液降温。而干式不需要油液降温, 因此干式双离合器的结构更简单, 重量也更轻。由于干式离合器在工作时不需要搅动油液, 因此动力损失更小, 工作效率更高, 具有更优异的燃油经济性。但干式离合器传递扭矩的能力有限, 例如大众的DQ200型七前速DSG为干式离合器, 最大只能传递250 Nm扭矩。DQ250型六前速DSG为湿式离合器, 最大可传递350Nm扭矩。
3 双离合器变速箱在汽车上的应用
不同的生产商, 对上离合器变速箱的叫法也不太一样, 目前常见的双离合变速箱有大众的DSG、福特的Powershift、三菱的SST以及保时捷的PDK等。
3.1 大众DSG大众集团是双离合器变速箱的引导者, 在大众、奥迪、西雅特、斯柯达、超级跑车布加迪, 甚至是大众商用车中广泛使用双离合器变速箱。大众的双离合器变速箱被称为DSG (Dire ct-Shift Ge arbo) , 奥迪最初也采用这个名字, 但为了与大众拉开距离, 后改称S-Tronic。代号DQ250的六前速DSG是全球首台配备量产车的双离合器变速箱, 采用湿式离合器设计, 与前横置发动机配搭, 前驱和四驱都能胜任。这台变速箱由博格华纳研发, 由大众集团位于德国卡塞尔的工厂生产。DQ250在大众集团得到极为广泛的应用, 例如大众高尔夫、高尔夫Plus、速腾、EOS、迈腾和途安;奥迪A3和TT;斯柯达明锐和昊锐;甚至大众商用车开迪和T5也有使用。
3.2 福特的Pow e rs hift Pow e rs hift双离合器变速箱是由福特集团与变速箱大厂格特拉克 (Getrag) 共同研发。目前在国内装备有Pow e rs hift有沃尔沃C30、XC60、S60以及福特蒙迪欧致胜的部分车型。与其他厂家的双离合器变速箱相比, Powershift双离合器变速箱最大的特点不是换挡速度快, 而是拥有堪比CVT的极佳换挡平顺性。并且由于可以承受较大的扭矩, 因此该变速箱可以使用在一些大马力车上, 尤其是柴油车的绝配。不过由于该变速箱追求的不是换挡速度, 因此在加速性上并不见得十分理想。
3.3 三菱SST三菱的新型手自一体变速器使用了双离合器系统来实现动力传输的高效性, 使车子不仅拥有手动变速器的效果, 而且还能够实现非常顺畅自如的挡位变换。在快速的升降挡过程中, 由于双离合器所拥有的高效动力传输机构, 使得它们不仅可以快速的加速, 而且也能够保证良好的经济性。新的变速器还有三个不同的操控设置用来适应不同的路面情况, 能够保证市区行驶的快速反应, 而在城外快速路上, 也可以实现线性的运动感受。
3.4 保时捷PDK保时捷PDK (Pors che Doppe lkupplungs-ge trie be) 湿式双离合器变速箱由德国采埃孚提供。代号7DT-45的首台PDK双离合器变速箱于2009年配备中期改款的997卡雷拉、卡雷拉S、2009款Cayman和Boxster。这台PDK使用了采埃孚-萨克斯 (ZF Sachs) 公司研制的ND2015双离合器模块, 最高可承受500 Nm的扭矩输出。保时捷以此为基础, 换上采埃孚-萨克斯提供的ND2216双离合器模块又发展出能够承受780 Nm扭矩输出的7DT-70, 用于配备2010款保时捷911 Turbo。
除了大品牌的中高端车型逐步采用双离合器外, 一些自主品牌的中低端车型也在尝试采用双离合器变速箱。例如比亚迪S6、吉利全球鹰、东风风行景逸都会在2012年新款车型上采用双离合器变速箱。
4 结语
跟几年前相比, 双离合器变速箱已经不再是神秘的高科技产品, 随着技术的不断发展和产量的提升, 双离合器变速箱的成本只能会越来越低, 我们相信会有更多的经济车型在市场上出现。
摘要：双离合器变速箱换挡速度快, 传动效率高, 有利于提高燃油的经济性, 随着电控技术的发展, 已经成为继可变气门正时、可变气门升程、涡轮增压和缸内直喷之后的又一个技术亮点, 逐步在汽车上普遍使用。本文对双离合器变速箱的特点、结构原理和在汽车上的应用做了进一步的分析。
关键词：双离合器变速箱,结构原理,应用
参考文献
[1]新浪汽车, 双离合器手自一体变速箱[EB OL], http://auto.sina.com.cn/news/2009-03-30/0938476870.shtml.
[2]曾智聪.各种变速箱分析[EB OL], http://www.xincheping.com/News/16523/4.htm.
悲欢双离合 篇5
事实告诉我们，没有10年以上的量产经验，一项新技术很难被市场大规模接受。今年是湿式DCT量产10周年，它的稳定性经过09年风波已经基本得到市场认可，在福特及沃尔沃车型上表现更为出色；而干式DCT量产才4年，还需要更长时间来进化和完善。
中国消费者是大众这轮技术推进的试验品，而更多的本土品牌则在追赶这轮趋势。目前，真正有实现DCT量产可能的自主品牌共有9家，从国有的上汽一汽到民营的吉利比亚迪，都是DCT的忠实拥趸。
每个参与者都明白，DCT的量产绝非易事。它的难度不仅在于核心模块被博格华纳和LuK所垄断，还在于整个变速器系统的制造与匹配同样需要高超工艺与深厚经验，另外还需要对中国拥堵的路况、复杂的气候条件、参差不齐的液压油质量做好充分应对与耐心调校。
中国的消费者对汽车产品相对宽容的态度，以及对新鲜技术的喜好，让一些类似DCT的产品可以从中国开始普及。可大众对DSG问题的处理手段，比如10年捆绑在4S店维护，给这一“优势”带来一丝阴影。
即使大众没有要求回4S店维修，DSG复杂结构所需润滑油也是大众惟一的，别处无法替换。
湿式双离合器变速器换挡控制仿真 篇6
湿式DCT, 在换挡过程中, 一个离合器的油压降低使之分离, 另外一个离合器压力升高使之接合。因此, 研究离合器油压变化规律对换挡特性的影响具有重要意义[1]。
双离合变速器的换挡的冲击度和滑摩功是一对矛盾的评价指标, 两者不能同时达到最优。在多目标优化理论的基础上, 提出评价换挡品质的综合性能指标。并基于遗传算法对换挡品质综合评价指标进行了优化。
1 DCT换挡过程动力学模型
车辆传动系统是多质量和多自由度的系统[2]:如图1所示。图1中Te为发动机输出转矩;Tcl、Tc2为离合器C1及C2传递的摩擦转矩;Tt为输出转矩;T11、T21为离合器C1及C2从动部分对发动机和两离合器的主动部分的反作用转矩;Tr、T22为输出轴对离合器C1及C2从动部分反作用转矩;T'12、T'22为离合器的从动部分输出到输出轴的转矩;ωe为发动机角速度;ωc1、ωc2为离合器C1、C2的加速度;Ie为发动机及离合器的主动部分转动惯量;IC1为离合器C1从动部分 (包括变速器所在输入轴Z1及其上齿轮) 转动惯量;IC2为离合器C2从动部分 (包括变速器输入轴Z2及其上齿轮) 的转动惯量;i1为一挡速比;i2为二挡速比[3]。
一般情况下, 由低挡升到高挡可分为五个阶段, 这里仅分析低挡转矩相阶段、惯性相阶段和高挡转矩相阶段三个阶段。
1) 低挡转矩相阶段
整个系统的动力学方程为:
2) 惯性相阶段
整个系统的动力学方程为:
3) 高挡转矩相阶段
整个系统的动力学方程为:
2换挡品质与换挡规律的关系分析
换挡品质和换挡规律二者之间是相互影响、 相互制约。如果换挡品质不好, 动力中断使车速出现较大波动。同样, 换挡规律也会影响换挡品质的结果, 不同的换挡规律对换挡品质有不同的影响。本文在最佳动力性换挡规律基础上研究换挡品质。图1为得到的最佳动力性换挡规律曲线。
3挡过程仿真结果与分析
在最佳动力性换挡点的基础上对不同油压变化规律下的车辆换挡情况进行仿真分析。根据最佳动力性换挡规律计算, 在节气门开度为38%, 车速达到35.05km/h时, 车辆由二挡换入三挡。因此, 仿真的初始条件设置为:节气门开度38%, 车速35km/h。在此条件下, 对二挡升三挡的换挡过程进行仿真分析。作用在离合器C1上的油压为0.5MPa, 作用在离合器C2上的油压为零。
3.1换挡过程仿真
1) 离合器C1、C2上的油压以1.5MPa/s、 2MPa/s、2.5MPa/s升降压时仿真。
2) 离合器C1、C2上的油压变化规律如图3所示, 换挡过程中离合器C1、C2从动盘转速的变化情况如图4所示, 换挡过程中车辆冲击度的变化及滑摩功变化情况如图5和图6所示。
3.2仿真结果分析
对仿真结果进行分析。换挡开始时, 作用在离合器C1、C2上的油压分别为0.5MPa和0MPa, 在换挡过程中, 离合器C1、C2在0.35s、0.25s、0.2s内完成充放油过程。当离合器C1、C2上的油压变化规律以1.5MPa/s, 2MPa/s, 2.5MPa/s进行升降变化时, 换挡时间, 冲击度, 滑摩功分别为0.35s, 8.5m/s3, 5093J; 0.25s, 11.3m/s3, 4270J;0.2s, 14.2m/s3, 3745J。可见在换挡过程中, 冲击度随着换挡时间的减小而增加, 滑摩功随着换挡时间的减小而减小。
4 DCT换挡过程优化
利用遗传算法优化方法对油压变化规律进行优化, 得到换挡时最优的油压变化规律。
4.1优化参数及目标函数的确定
与AT换挡过程相同, 湿式DCT也应该通过控制电磁阀的占空比、频率及各开关阀的状态来控制两个离合器油压的变化, 进而控制两个离合器切换时转矩的变化, 提高换挡品质。根据国外对自动变速器油路的大量实验分析, 在换挡过程中, 离合器油压变化曲线基本上符合如下函数[4]:
且在一定时间范围内, 离合器变化与主油道压力近似成线性变化。根据冲击度的定义及推导公式可得DCT换挡过程的冲击度[5]为:
滑摩工为:
由式 (6) 和式 (7) 可以看出, 参数k1、k2影响着换挡过程中冲击度和滑摩功的变化, 因此换挡品质的优化问题即转化为对参数k1、k2的优化问题。为了方便问题的处理, 本文采用加权组合法来处理目标函数。其数学表达式为:
这里我们定义H=f (x) , 并称H为换挡品质综合评价指标。由于冲击度和滑摩功的重要程度难以确定, 这里认为两者的重要性相当, 因此权重系数ω1、ω2都认为等于0.5。由多目标优化的定义可知, f (x) 的值越小, 换挡品质就越好。为了获得最佳的优化参数, 本文采用遗传算法进行优化。
4.2基于遗传算法的换挡品质优化
下面以参数k1、k2为设计参数, 以换挡品质综合性能指标系数H为目标函数, 利用遗传算法[7]进行参数的优化。优化结果为k12.4 、k21.1 。 图7为种群均值和最优解的变化图, 优化求解过程中, 最优解收敛于0.33。种群均值有较大的波动, 这是由于产生了新的种群, 种群的差异性造成了较大的波动, 但不影响最优解的获得[6]。
将优化后的结果重新代入换挡过程的仿真模型。优化后的冲击度变化曲线和滑摩功变化曲线如图8和图9所示:正向最大冲击度为5.7m/s3, 负向最大冲击度为7.3m/s3, 均在德国国家标准 (J<10m/s3) 范围内, 提高了乘坐舒适性。滑摩功为3153J, 单位面积滑摩功为0.16J/mm2, 小于滑摩功的国家标准允许值[W]=0.33J/mm2。所以产生的滑摩功在一个合理的范围内, 满足离合器磨损方面的要求[7]。
优化后的油压变化规律曲线如图10所示, 从图中曲线可以得出, 离合器C1是以2.4MPa/s的油压变化斜率下降, 而离合器C2是以1.1MPa/s的油压变化斜率上升的。由此可以得出, 在换挡过程中, 分离离合器油压以2.4MPa/s的斜率下降, 接合离合器以1.1MPa/s的斜率上升可以提高换挡品质。
为了对优化后的换挡品质有一个清晰的认识, 将优化后的数据与上一章仿真出的数据均转化为表示换挡品质综合性能指标的综合目标函数值的形式, 转化后的数据如表1所示。
通过对表1分析可得, 随着离合器油压变化斜率的增大, 换挡品质综合性能指标的值也越来越大, 表明换挡品质在逐渐下降, 而优化后的换挡品质综合评价指标的值明显小于前面三组结果, 表明优化效果明显, 提高了换挡品质。
5结论
采用Matlab/Simulink建立了整个换挡过程的仿真模型, 对离合器油压变化规律与换挡品质间关系进行分析。从仿真结果可知, 对于不同的油压变化斜率, 油压变化斜率越大, 产生的冲击度就越大, 但相应的滑摩功越小;油压变化斜率越小, 产生的冲击度越小, 但相应的滑摩功越大。 得出冲击度和滑摩功是一对相互矛盾的评价指标。将优化后的参数代入仿真模型进行仿真, 将结果转化为换挡品质综合目标评价值的形式进行对比分析。分析结果表明, 优化后的换挡品质综合评价指标的值明显小于前面三组结果, 表明优化效果明显, 提高了换挡品质。
参考文献
[1]田晋跃.车辆自动变速器构造原理与设计方法[M].北京:北京大学出版社.2009.
[2]杨青柳.湿式双离合变速器换挡特性研究[M].镇江:江苏大学, 2013.
[3]Reinhard B, Rolf M, Carsten B.The parallel shift gearbox PSG.Luk Symposium, 2002, (11-12) .197-210.
[4]周凡华.汽车自动变速器 (AT) 换挡品质研究[D].上海:同济大学, 2004.
[5]Sun Chengshun, Zhang Jianwu.Optimic Control Applied In Automatic Clutch Engagements Of Vehicle.机械工程学报 (英文版) , 2004 (2) :37-3.
[6]雷英杰, 张善文, 李续武.MATLAB遗传算法工具箱及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2004, 10.
双离合变速箱 篇7
机加车间负责齿轮、齿轮轴、齿圈热处理前、 后的机械加工。
1.1典型零件主要工艺流程
a.齿轮:车削(干切)→滚齿/倒棱(干切,复合加工)→清洗→激光焊接(部分齿轮)→清洗→热处理→强力喷丸→硬车→内孔锥面磨→强力内珩 (或展成磨)→硬车→清洗→对啮检查。
b.轴:车削(干切)→滚齿/倒棱(干切,复合加工)→滚轧花键→立式深径向孔钻床→清洗、热处理→强力喷丸→校直→磨槽→内孔磨→强力内珩 (或展成磨)→抛光→清洗→对啮检查。
c.壳体:毛坯上料→精加工各轴孔、面→加工四周孔、面→去毛刺→清洗→烘干→密封性检查 →刻字→成品下线。
1.2工艺分析
1.2.1齿形精加工工艺的介绍
齿轮齿形加工工艺方案的选择是非常关键的,主要区别是热处理后是否进行齿轮磨削,表1介绍了不同厂家变速器齿形加工工艺。
齿形加工一般有滚齿、剃齿、强力内珩齿、磨齿等,汽车行业内大约80%的齿轮仍采用剃齿工艺,需通过找出材料的热处理变形规律,对剃齿刀进行修形来控制齿轮精度。由于其精度受热处理的稳定性影响较大,不易控制,因此很多厂家开始采用滚→热处理→磨与滚齿→热处理→强力内珩齿工艺路线。
强力内珩齿工艺有别于传统的外珩齿工艺。 传统外珩齿工艺的最大珩磨余量小于10 μm,因而无法彻底改善齿轮的齿面几何形状,也无法满足对齿面形状做提前修正的要求,齿轮的精度和质量完全取决于珩齿前的精加工工艺。强力内珩磨是利用球面珩齿技术,通过CNC数控轴来实现内齿珩轮和被珩齿轮间的强制传动,而且内啮合的齿轮重叠系数大于外啮合,接触面积更大。其采用复合材料的珩磨轮,单齿面的最大加工余量可达40~80 μm,从而大大改善齿轮齿面的几何形状并减小齿圈径向跳动和分度误差。此外,强力珩磨还使用变轴交角的珩磨轮修整工艺,使在整个珩磨轮的使用寿命中能保证稳定的加工质量和最长的珩磨轮寿命。
1.2.2高速干切技术的介绍
轴、齿轮生产线中,车削工序、滚齿工序可采用高速干切技术。高速干切加工已成为近年来先进制造加工工艺的趋势,其主要特点如下:
a.随着切削速度的提高,单位时间内材料切除率增加,切削加工时间减少,切削效率提高3~5倍,加工成本降低20%~40%。
b.随切削速度的提高,切削力可减少30%以上,减少工件变形。
c.高速切削加工时,切屑以很高的速度排出, 切削热大部分被切屑带走,有利于减少加工零件的内应力和热变形,提高加工精度。
d.主轴转速的提高,使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率,加工中鳞刺、积屑瘤、加工硬化、残余应力等也受到抑制,降低了加工表面粗糙度,使加工表面质量可提高1~2等级。
e.减少切削液、切削油的购置成本及处理成本,有利于环保要求。
由于高速干切技术的这些特点,使得该技术对于机床本身及刀具有很高的要求。首先,对于机床,由于高速机床主轴转速极高,主轴零件在离心力作用下产生振动和变形。高速运转摩擦热和大功率内装电机产生的热会引起热变形和高温, 且在高速干切时会产生大量的粉尘,会影响环境及机床性能,所以必须严格控制,为此对机床提出如下性能要求。
a.干切削机床必须具有良好的散热、排屑及吸尘装置及良好三刚性的基础部件,便于排屑。
b.机床主轴结构应当紧凑、质量轻、惯性小、具有足够的刚性和较高的回转精度,以及良好的热稳定性和可靠的主轴监测系统。
其次,对于刀具,传统湿式加工中的冷却、断削通常通过切削液或者切削油来实现;而高速干切加工过程中,并没有液体冷却介质,所以对刀具有更高的要求。切削速度的增大,往往会导致切削温度的急剧升高,刀具材料需要有高的耐热性、抗热冲击性能和良好的高温力学性能,刀具的几何参数和结构设计必须满足切削对断屑和排屑的要求。
1.2.3齿轮加工中切削油的介绍
在齿轮及轴的磨削加工中,由于加工速度较快,工件表面硬度较高,通常需要配有磨削油,且对于磨削油有如下要求:
a.良好的润滑、冷却性能,减少磨削热的产生。
b.高闪点、低挥发,降低火灾风险。
c.优异的抗油雾性能。
d.良好的空气释放性,减少泡沫,适合高速加工和高压系统。
e.良好的过滤性和沉屑性。
f.安全环保,不刺激皮肤。
近年来,由于环境和资源压力的增加,在齿轮加工中也出现了微量润滑技术、低温冷风切削技术等,促进了齿轮加工的进步,也对机床结构、刀具材料、润滑介质等提出了新的要求。
微量润滑技术(MQL)在机械加工中,控制热量的传播和扩散是一个很大的难题。微量润滑技术是在压缩气体中混入微量的润滑油,代替大量切削液对切削点实施冷却润滑。MQL切削液以高速液滴形式供给,增加了润滑介质的渗透性,提高了冷却润滑效果,改善了工件的表面加工质量。 微量润滑技术对切削液的用量仅为传统切削液用量的万分之一,大大降低了切削液成本,避免了废液处理的难题。
1.2.4壳体加工的介绍
壳体主要包括离合器壳体和变速器壳体。壳体加工面的粗糙度要求高,主轴孔系同轴度、圆度公差苛刻,属于薄壁件,加工刚性差。壳体加工普遍采用高速加工中心方案,包括清洗机、滚道、机械手或机器人、三坐标检测、单机循环冷却系统或集中冷却系统,组成柔性制造生产线。
2热处理车间
2.1任务
主要承担双离合器自动变速器中的齿轮和齿轴零件的热处理、强力抛丸、校直任务。零件通过热处理,获得需要的金相组织,增强金属材料的韧性,提高硬度、耐磨性。
齿轮、轴主要工艺流程为零件装炉→清洗→ 预氧化→渗碳→清洗→回火→金相检验→清理喷砂(如果是轴类零件还需增加“校直”工序)→检验齿轮→喷丸→转入机加工车间。
2.2热处理方案
热处理主要有两种方案。第一,采用连续式气氛渗碳工艺(图1)。第二,采用低压真空渗碳工艺(图2)。
低压真空渗碳热处理将逐步替代常规连续式气氛渗碳(或碳氮共渗)热处理,其特点如下:
a.热处理过程没有氧,因此没有晶间氧化,没有蚀斑,经低压渗碳处理的工件疲劳强度提高30%,耐磨增强,热处理过程不产生CO2、SO2等有害气体,具有绿色环保的特征。
b.层控制精确,每炉处理的零件渗层都可控制在非常小的范围内。
c.进行高压气淬的冷却气压力连续可调,在一个淬火设备内,针对不同的零件、材料及要求进行不同的淬火工艺。可以实现分级淬火以及模拟自回火工艺,可大大减少引起工件变形的相关因素。
d.可根据机床的生产率实时调节真空渗碳设备的生产率,即实现了同步生产。
e.每一个加热渗碳室就相当于一个多用炉,可以执行不同的工艺,可在不同的加热渗碳室内同时处理不同工艺参数的工件。可以做到小批量、 多批次、多品种零件的生产。
f.由于采取模块化设计,可以根据生产量扩展模块的数量。渗碳、碳氮共渗、 气淬,并可以在分压下实现真空退火。还可以不进行渗碳处理, 只对零件进行真空气淬处理。
g.低压真空渗碳设备昂贵, 维护费用高。
3工艺平面规划图设计
典型的双离合变速器联合厂房的工艺区划(图3),纲领为25万台,车间长度为234 m,宽度为144 m。装配区位于车间中部,轴齿及壳体的机加区分别在装配区的南、北两侧,热处理靠近轴齿机加车间,位于车间北端,车间采用24X16的大柱网,门式钢架,公用动力设备采用钢平台的方式,布置于车间内,靠近负荷中心。
4总结
双离合变速箱 篇8
湿式双离合器自动变速器 (D C T) 是一种新型的自动变速器, 主要由油泵、湿式双离合器、电子控制系统、液压系统以及齿轮等硬件组成。DCT包含两个输入轴, 一个输入轴控制奇数挡齿轮, 另一个输入轴控制偶数挡齿轮, 由电子控制系统和液压系统控制各挡位的结合与分离。换挡时, 一个离合器将已啮合的齿轮失去动力, 同时另一离合器使预啮合的齿轮得到动力。通过两个离合器的交替工作实现连续传递动力, 具有换挡平顺、效率高、舒适性好的优点。
与手动变速器相比, DCT动力传递部件不仅包括相互啮合的齿轮副, 还包括油泵、阀体和双离合器等零部件。这些零部件在工作时因功率损失产生大量热量, 使得DCT润滑油温度升高, DCT润滑油长期在高温下工作容易老化。老化的DCT润滑油会导致双离合器及同步器摩擦片的烧蚀、齿轮点蚀、胶合以及橡胶密封件的老化等现象, 降低DCT的寿命。因此DCT需要一个冷却系统, 将DCT润滑油的温度控制在合理的范围内, 增加润滑油和DCT的寿命。
DCT冷却系统设计
1.DCT冷却系统类型
DCT冷却系统的作用是保证D C T的润滑油工作在正常的温度范围内。目前自动变速器上常用的冷却系统有风冷式和水冷式两种。风冷式冷却系统利用汽车行驶时周围的空气流经变速器冷却器, 将润滑油的热量直接散入到大气中, 但受风速影响较大, 汽车在低速连续换挡或爬坡工况时, 由于风速较小导致冷却效果不明显。此外, 在冬季变速器刚起动时, 变速器油温上升较慢, 不利于变速器刚起动时的工作。水冷式冷却系统利用发动机的冷却水与自动变速器的润滑油实现热交换, 通过发动机的冷却水将自动变速器润滑油的热量散发出去, 并且在冬季起动时可以利用发动机冷却水对自动变速器润滑油进行加热。
综合考虑风冷式冷却系统和水冷式冷却系统的优缺点以及D C T的工作特点和整车布置环境, 本文为DCT设计了一套水冷式冷却系统。冷却器采用整体式, 由冷却翅片、安装底板以及管路接头组成。冷却器通过冷却水和润滑油进行换热冷却, 冷却翅片可增加水和润滑油的散热面积。在冷却器内部冷却水和润滑油相互隔开独立流动, 一层水通道, 一层油通道, 这样可保证水流和油流的接触面积更大。此外, DCT冷却系统设计时保持冷却水的流动方向和润滑油的流动方向相反, 逆流的设计保证更好的冷却效果。
2.DCT冷却系统循环水路
发动机的冷却水循环包括大循环和小循环。大循环的特点是冷却水水量较大, 并且冷却循环水经过散热器, 经散热器散热后水温相对较低, 但是只有在冷却水的水温高于节温器开起温度时才会有冷却水循环。小循环的特点是冷却水水量相对较小, 水温也相对稍高, 但只要发动机处于工作状态就有冷却水循环。为保证时刻有冷却水流过DCT冷却系统中的冷却器, 与DCT的油路实现热交换, 选择从发动机小循环处接冷却水通往冷却器。某发动机的水泵排量特性如图1所示, 发动机转速5000r/min时, 水泵的排量达到90L/min, 根据发动机水路的设计去往DCT冷却器和空调暖风机的流量约为24%, 即21.6L/min。采用DCT冷却器与暖风机并联的方式, 将DCT冷却器接入到发动机的冷却循环系统中, 利用发动机的水循环和DCT的润滑油实现热交换。冷却水循环路线如图2所示。
3.DCT冷却系统循环油路
DCT冷却系统的目的是利用冷却水将双离合器自动变速器润滑油的热量带走。
热平衡公式为:
Q=C×q×ΔT
式中Q——润滑油吸收/散发热量 (W) ;
C——润滑油比热 (J/ (kg·K) ) ;
q——润滑油的质量流量 (kg/s) ;
ΔT——润滑油温度差 (℃) 。
根据热平衡公式可知, 增大DCT润滑油通过冷却器的流量, 可以获得更好的冷却效果, 但同时要考虑双离合器对润滑油量的需求, 以及冷却器的压力降对油路的影响。综合考虑设计的DCT冷却系统的油路循环如图3所示。DCT冷却系统的油路系统主要包括油泵、安全阀、压力调节阀、冷却器等, 图中a、b、c、d、e、f、g为节流口。
1.油箱2.滤清器3.油泵4.发动机5.压力调节滑阀6.热交换器7.旁通阀8.轴齿9、10.离合器C1、C2 11、13.比例电磁阀12.润滑冷却滑阀14.安全阀
DCT冷却系统油路中的压力调节系统实现对DCT的压力进行调节, 通过一个滑阀和电磁阀控制压力。压力调节的原理利用的是滑阀阀芯平衡, 即作用在滑阀两端的力相等。压力调节滑阀一端作用力为可变流量比例电磁阀控制油压产生的先导压力和弹簧力, 另一端作用力为冷却系统的主压力。电磁阀是可变流量比例电磁阀, 通过电子控制系统调节电流值, 电流的大小决定了电磁阀泄漏量的大小, 通过泄漏量的改变来调节作用在压力调节滑阀的端部先导压力的大小, 冷却系统的主压力随先导压力的变化而改变。同时, 主压力不同, 压力调节滑阀阀芯的位置则不同, 从而影响去往冷却器及离合器润滑冷却的流量。
冷却器油路与润滑冷却油路设计为并联模式。由于双离合器不滑摩时, 需要的冷却流量较小, 将冷却器设计在双离合器润滑油路上会影响冷却器的散热性能。在冷却器的油路上设计了节流口c, 用于控制去往冷却器的流量, 当油泵在低速转动时, 还可保证去往离合器润滑的流量需求。在润滑油的压力降不变的情况下, 节流口的面积越大, 去往冷却器的流量越大。在双离合器润滑冷却油路上设计了一个润滑冷却调节系统, 通过电子控制系统控制作用在电磁阀上的电流大小, 实现在不同工况时双离合器对润滑流量的需求。
试验验证
为验证所设计的DCT冷却系统的效果, 对装载此D C T冷却系统的整车进行了热平衡试验。试验的环境温度为40℃, 光照强度950W/m2, 车辆满载, 空调内循环最大开度, 测试装载DCT的整车在怠速、高速 (车速130km/h) 、爬坡 (坡度12%) 三种工况下的变速器的油温情况。在三个工况点进行试验时, 油温与水温达到平衡时终止试验, 即水温差及油温差均小于5℃/min。
如图4所示为怠速工况时DCT冷却系统的热平衡曲线。达到热平衡时, 冷却器的进油温度为92.4℃, 出油温度为92.5℃;冷却器的进水温度为92.75℃, 出水温度为91.875℃。从图4中的曲线趋势以及达到平衡后的冷却器的进、出水温度以及冷却器的进、出油温度来看, 此时冷却器的进出油温度和进出水温度基本不变, 此时冷却水不起冷却作用, 反而对润滑油略有加热作用, 润滑油的整体工作温度为92.5℃左右。
图5所示为高速工况时 (车速130km/h) 的DCT冷却系统热平衡曲线。达到热平衡后冷却器的进水温度为106.8℃, 出水温度为112.75℃;冷却器的进油温度为125.1℃, 出油温度为115.1℃。从图5中可以看出, 在高速工况的开始阶段, 冷却器的进水温度高于冷却器的进油温度, 此时发动机冷却水对DCT润滑油进行加热, 经过刚开始的阶段后, 冷却器的进水温度和冷却器的进油温度不断上升, 此时发动机的冷却水温度低于DCT润滑油的温度, 发动机冷却水开始对DCT润滑油进行冷却, 冷却后DCT润滑油温度下降了10℃左右。
图6所示为爬坡工况时 (坡度12%) 的DCT冷却系统热平衡曲线。达到热平衡后冷却器进水温度为115.2℃, 出水温度为117.25℃;冷却器进油温度为117.3℃, 出油温度为115.2℃。根据热平衡的曲线分析可知, 达到热平衡后发动机冷却水对润滑油起到冷却的作用, 可降低DCT润滑油的温度, 但是冷却效果没有高速时明显。
结语
双离合变速箱 篇9
1 DCT控制系统软件开发设计
1.1 DCT控制系统软件开发设计思路与软件结构
对于传统嵌入式控制系统软件开发来说, 其一般采用面向硬件的前后台开发方式, 这种方式开发的控制系统有着模块之间耦合性高及内聚性低的特点, 不利于程序重复使用, 难以保证程序的稳定性。要想解决上述问题, 需要实现DCT控制系统软件与硬件之间的隔离, 保证硬件控制与软件实现的独立。本文以操作系统开发方式为基础进行DCT控制系统软件开发, 操作系统能够实现多任务的调度与管理, 通过对操作系统的引入来降低程序之间的耦合性, 从而解决传统嵌入式控制系统存在的问题。本文以μC/OS-II内核为基础进行DCT控制系统软件的开发设计, μC/OS-II操作系统源代码公开, 且结构小巧, 有着任务调度管理、任务间同步通信、时间管理及内存管理等功能, 能够提供中断服务, 用汇编语言编写与CPU硬件相关代码, 用C语言编写其他代码, 可移植性优良, 同时μC/OS-II还有着占用空间小、扩展性优良及执行效率高等优点。为了支持软件后续功能的开发与验证, 将文件系统程序和设备驱动程序添加其中, 实现软件功能扩展, 同时为软件理论验证提供底层支持。具体结构如图1所示。
1.2 任务划分及时序设计
根据DCT控制系统软件结构图和系统功能及性能要求, 进行应用程序多任务的划分, 对任务优先级进行设定, 具体如表1所示。
在进行DCT控制系统任务划分的过程中, 为了改善其扩展性能, 采用保留0, 1, 2优先级及预留间隔的划分方式。在任务划分完成之后, 以DCT控制系统功能要求为基础, 进行多任务动作时序设计。
2 DCT控制系统功软件开发功能验证
在DCT硬件在环仿真实验台上对DCT控制系统软件程序进行功能验证, 首先是对系统关键部分进行验证, 主要包括多任务控制系统启动流程是否正确、软硬件初始化流程是否正常、任务时序执行情况是否正确、FSM换挡实现过程是否正常等几个方面。测试结果显示, 这些关键部分功能良好, 流程执行正确。
为了进一步对开发的系统软件及其程序进行功能验证, 以功能用时情况为验证内容, 设计了测试用例, 在测试验证的过程中, 首先以指令执行周期为基础, 对各项功能的用时进行计算, 以此作为测试参考, 之后借助示波器等硬件对DCT控制系统运行过程进行功能用时验证, 验证结果表明, 开发的DCT控制系统软件实时性良好。
3 结论
综上所述, 本文以嵌入式操作系统μC/OS-II为基础进行DCT控制系统软件的开发, 为了拓展系统功能, 加入了设备驱动程序及文件系统, 在DCT硬件在环仿真实验台进行了软件程序执行流程及用时情况的验证, 验证结果表明, 软件功能执行良好, 实时性优良, 同时, 相较于传统开发方式来说, 本文提出的DCT控制系统软件开发方案有着开发周期短及实现简单等优点, 指的进一步应用和推广。
参考文献
[1]刘国强.双离合器自动变速器控制系统研究[J].中国工程机械学报, 2012 (03) :321-324.
双离合变速箱 篇10
在对双离合器自动变速器控制系统系统进行相关的故障检测诊断过程中, 大致可以分为被控对象、控制器、执行机构以及传感器等四大部分。被控对象主要指在使用双离合器自动变速器控制系统系统时, 其中的变速机构和双离合器模块等结构为主要被控对象;控制器, 类似于人体的大脑的功能, 主要起到接受信号, 以及通过驱动电路对电磁阀开关的控制;执行机构, 主要是执行控制器所下达的命令, 对各类的电磁阀开关的控制, 以及利用油压来对换档进行调节的过程;传感器, 主要针对六档位式的双离合系统进行故障检测诊断, 其传感器中主要包括杆位传感器、油温传感器、各轴转速传感器、同步器位置传感器以及油压传感器等几个基本结构构成。
通过对双离合器自动变速器控制系统发生的故障分析, 其中的执行机构和传感器发生的故障率相对较高, 因此, 设计工作人员在对双离合器自动变速器控制系统进行故障容错控制和故障检测诊断时, 要重点对执行机构和传感器进行诊断, 以及与其有着密切关系的被控对象和控制器等相应的同步器、离合器以及控制器驱动电路等模块。
2 双离合器自动变速器控制系统故障检测诊断策略
在对车辆进行诊断时, 方法有很多种, 其中极值法是最为简单的诊断方法。极值法主要选择要诊断的信号, 然后针对此信号设定一个在正常范围内的信号值, 在进行诊断时, 如果发现选择的信号值超出设定的范围并且达到一定的时间, 根据这类情况就可以看出车辆是否发生故障。在故障检测诊断的方法中, 利用冗余技术的诊断方法是现今最常用的诊断技术, 而冗余技术也分为软件冗余和硬件冗余等两种方法。软件冗余的方法主要是根据车辆内的传感器之间和传感器信号与车辆输出的信号之间产生的冗余关系, 并从中分析出车辆出现的故障, 软件冗余在诊断的过程中无需添加硬件, 但是, 这个诊断技术存在着处理器的开销;硬件冗余, 相对于软件冗余技术来说诊断准确率高, 原理简单等, 但是, 此技术需要增加冗余传感器设施, 提升了整个系统的复杂度, 而且诊断成本更高。除此之外, 还有转动传感器诊断技术、杆位诊断技术、离合器诊断技术、电磁阀及其驱动电路诊断技术等。
2.1 同步器及其位置传感器的故障检测诊断
双离合器自动变速器控制系统的整个系统有四个同步器, 需要分别检测这四个位置的传感器。当同步器在中间位置时传感器输出电压为0V, 在两边挡位时输出电压分别为+2.5V (L) 和+5V (H) 。在车辆行驶的过程中, 如果是按照各固定挡驾驶时, 那么, 同步器相应位置的传感器所产的值是保持不变的。如果在车辆行驶过程中, 档位转换时, 会出现预啮合的阶段, 在这个过程中档位的电磁阀或发生动作, 在发生动作后同步器实现挂档状态, 在这个过程中, 同步器相应位置的传感器所产生的值会发生变化。如果在后续情况下, 同步器相应的感应器所产生的值未发生变化, 则是发生故障的状态。可以通过对同步器的换档拔叉进行检测, 计算输出轴与下一档的输入轴的转速相比, 进而分析挂档操作是否实现, 如果这个环境可以实现挂档成功的话, 那么就是同步器及其位置传感器发生错误。
2.2 离合器故障检测诊断技术
离合器故障检测诊断主要使用极值法进行诊断。在车辆行驶的过程中, 需要对离合器的结合或分离进行判断是否执行正确。在车辆行驶中, 换档或固定档行驶时, 离合器相应的也会执行不同的工作, 判断离合器的运行状态, 要对离合器的分离和结合的预定时间对比, 当然, 在这个过程中可能要多花费一些时间, 如果在诊断过程中发现离合器运行的分离和结合的时间超出了预定值, 那么, 可以根据这个依据推断出离合器没有在正常工作状态下运行, 离合器存有故障。
2.3 双离合器自动变速器控制系统综合故障的诊断技术策略
为了能及时发现车辆离合器汽车自动变速器的故障, 需要把离合器汽车自动变速器的故障检测诊断程序设计改为对车辆行驶的整个过程进行监视的状态。要对离合器汽车自动变速器的综合故障检测功能进行设计, 使其部分诊断程序能够有效地协调运行状态。在汽车钥匙到ACC的位置后, TCU系统启动, 对PRND杆位进行故障检测诊断, 在对档位进行诊断时需要注意以下几点:仔细检查杆位与TCU中的储存杆是否正常;仔细排查车辆电磁阀的工作是否正常;检查车辆的离合器的工作状态是否正常;检查车辆同步器以及相应的传感器的工作状态是否正常;检查车辆发动机的工作状态是否正常;检查车辆转速传感器的工作状态是否正常等。
3 双离合器自动变速器控制系统故障容错控制
根据故障对车辆行驶的影响程度大致可以分为严重故障、中等故障以及轻微故障等。严重故障主要就是指由于发生的故障而导致车辆不能正常使用运行的故障;中等故障指因故障导致车辆的动力传感受到极大的影响, 致使车辆不能使用全部的档位, 只能在部分的档位可以使用的故障;轻微故障相对来说要比之前的两种故障形式发生率要高, 轻微故障不影响车辆的正常运行, 车辆动力传感以及换档等都能保持完整性, 但是, 车辆在运行的过程中的控制精度相对降低了。双离合器自动变速器控制系统故障容错控制主要就是当双离合器自动变速器控制系统的某个部分发生故障的时候, 故障检测诊断系统会自动把检测出来的数据通过容错处理程序显示出相应的错误信息。
4 结语
本文针对于双离合器自动变速器控制系统故障检测诊断及故障容错控制进行了具体的分析和研究, 通过本文的分析, 我们了解到, 在进行双离合器自动变速器控制系统故障检测诊断的过程中, 需要结合车辆的实际情况, 采取有效的故障检测诊断方法, 才能够在最短的时间内诊断出故障, 进而及时地寻找有效的维修方法, 促进车辆的正常行驶。
摘要：本文针对双离合器自动变速器控制系统故障检测诊断及故障容错控制方法进行了具体的分析和研究, 希望通过本文的分析, 能够为相关方面的研究提供理论性的参考。
关键词：双离合器,汽车自动变速器,故障检测诊断,故障容错控制
参考文献
[1]严国庆, 张海涛.自动变速器液力换挡试验装置研究[J].液压与气动, 2009 (06) .
[2]陈开考, 郑尧军, 骆美富, 吴君.基于图形化自动变速器测控系统研究与设计[J].拖拉机与农用运输车, 2009 (02) .
[3]王昕彦, 李刚.富豪轿车自动变速器故障诊断与排除[J].拖拉机与农用运输车, 2009, (04) .
[4]陈井平, 郭永, 韩靖玉.车辆自动变速器教学系统的研究与开发[J].内蒙古农业大学学报 (自然科学版) , 2009 (02) .