双离合器式自动变速器（通用6篇）
双离合器式自动变速器 篇1
1 双离合器式自动变速器起步控制
1.1 离合器起步时动力学模型
双离合器式自动变速器应用离合器实现动片滑磨的同步, 基本与电控机械自动变速器相同。结合业界的研究成果来看, 为了提高车辆的起步性能, 必须对离合器的动力学模型进行科学的优化, 同时不断完善离合器接合的控制方法[1]。
离合器起步过程中的动力学模型是研究离合器控制策略的重要基础, 动力学模型主要包含执行机构的动力学模型、结合过程转矩传递模型和离合器结合动力学模型[2]。
国内有研究学者对电控液动式离合器的执行机构模型进行了详细的研究, 建立出离合器接合过程的动力学模型和执行机构的动力学模型, 在研究电控液动湿式离合器执行机构动力学模型的过程中, 离合器接合过程的动力学模型得到优化和完善, 离合器从动片间压力逐渐向从动盘轴线变化的过程为非线性, 在分析结合过程的通过时, 建立转矩传递模型, 在此基础上, 构建电控电动干式离合器执行机构的动力学模型。如下所示:
其中Tc表示离合器传递的转矩, e、c分别表示发动机的转速和离合器从动盘的转速, 表示离合器摩擦面的个数, s表示静态摩擦因数, Fn表示压盘的正压力, Rc表示离合器的等效半径。
在分析离合器动力学模型的过程中, 一般应用离合器的转矩传递模型, 没有将动态摩擦因数和离合器传递转矩的时间作为考虑对象。车辆行驶过程中, 离合器的变化导致发动机油门变化, 发动机的工况也会改变, 摩擦片的摩擦因数也会因为相对速度的变化而变化, 因此离合器转矩传递模型只能应用于离合器接合的后期过程, 无法精确反映出离合器结合过程的摩擦状态。
1.2 离合器接合速度的控制方法
为了优化车辆的起步性能, 必须对离合器的接合速度进行控制。目前应用的控制规则一般都以发动机的转速控制为基础, 由于离合器接合速度的变化, 可以将其分为离合器定接合速度和离合器变接合速度控制方法。其中在离合器变接合速度控制过程中, 应用一慢一快的接合控制原则, 在离合器到达半接合点之前或者离合器主、从动片转读满足同步要求后, 离合器的接合速度逐渐加快, 在半接合点逐渐同步的过程中放慢离合器的接合速度, 将此原则作为离合器控制的重要基础。在变接合速度控制的过程中, 国内有研究人员提出发动机恒转速起步的控制策略, 可以应用局部恒转速控制方法控制离合器的变接合速度[3]。在评价车辆起步性能的过程中, 冲击度和滑磨功可能会出现相互矛盾的问题, 不能同时保证二者达到最优, 在满足不同约束条件的同时, 必须找出满意的综合最优解, 此时就需要应用基于约束条件的最优算法, 将这种方法应用到离合器起步控制中。
国内有研究学者在研究离合器动力学模型的基础上, 应用平均冲击能量和滑磨功函数, 对不同的目标函数进行优化, 保证在不同操作规律下都有最佳起步接合速度。同时以最小值和线性二次型的最佳控制方法为基础, 将冲击度和滑磨功的评价指标接合起来, 应用解析的方法推导出离合器的最优接合曲线。
为了适应车辆起步过程中离合器的状态、地面参数和发动机参数, 需要准确掌握数学模型的特点, 保证模型可以被应用于自适应控制系统中。按照离合器输出轴与发动机转速之间的差异可以判断出理想离合器输出轴的加速度, 以控制离合器驱动机构的行程增量为重要依据, 保证离合器的实际输出轴加速度和理想加速度一致, 将自适应控制方法应用于车辆起步过程中。
2 换挡规律精度控制
如果车辆在常规路面上行驶, 以约束条件为基础, 良好的换挡规律将提高车辆的动力性能和燃油经济性能。应用现代智能化换挡体系, 综合约束条件的换挡规律, 为了进一步完善智能换挡规律体系, 需要在约束条件的基础上提高换挡规律的精度。以约束条件为基础, 优化换挡规律设计, 求出最大动力换挡特性和车辆匀速状态下的最经济换挡规律。一般情况下, 车辆按照某一特定工况行驶, 只有制定出在特定工况内的燃油经济性指标, 才能明确最优的换挡规律。另外, 也可以调整发动机模型的精度, 避免实际运行工况与发动机模型之间存在较大的误差, 可以进一步提高换挡规律的精度。
3 结束语
应用双离合器式自动变速器的过程中, 需要制定完善的起步控制策略, 优化换挡规律, 对实际装备有双离合器式自动变速器的车辆进行动力性系能和经济性能的分析。本文探讨了离合器起步控制的动力学模型和接合速度控制方法, 重点在于提高双离合器式起步性能。在约束条件换挡规律设计的基础上, 进一步提高发动机模型的精度, 保证车辆在实际工况下体现出良好的动力性能和燃油经济性能。未来的研究工作中, 需要将重点放在智能换挡规律试验和推广方面, 提高车辆的整体性能。
摘要：双离合器式自动变速器将电控机械自动变速器和液力机械自动变速器的优点结合起来, 实际应用中体现出传动效率高、成本低的优点, 很大程度上提高了车辆的动力性能, 也改善了车辆运行过程中的舒适性。本文从双离合器式自动变速器的起步控制和换挡规律精度控制方面进行了探究, 以期进一步提高车辆性能。
关键词：双离合器式自动变速器,控制系统,关键技术
参考文献
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[2]杨伟斌.双离合器式自动变速器传动系统的建模及换挡特性[J].机械工程学报, 2015, 43 (7) :188.
[3]孙贤安.双离合器式自动变速器车辆换挡品质评价系统[J].机械工程学报, 2011, 47 (8) :146.
双离合器式自动变速器 篇2
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
双离合自动变速器换挡力控制优化 篇3
开环换挡力控制
根据同步器的结构, 开环换挡力控制中整个换挡分为4个阶段 (见图1) 。第1阶段采用较大的换挡力确保液压系统尽可能快充油。一旦拨叉移动就退出该阶段。第2阶段为同步阶段, 采用较小的换挡力, 使同步器两端的转速逐步同步, 对于静态换挡, 输入轴转速会下降至0。一旦同步器两端转速同步就退出该阶段。第3阶段为采用较大的换挡力, 使得拨叉移动到挡位位置。当拨叉移动接近挡位位置时就进入第4阶段, 采用非常小的换挡力确保拨叉平顺到位。为了保证换挡时间的要求, 当换挡超时, 就使用最大的安全换挡力确保挡位啮合。
开环控制的不足
对于开环的换挡力控制, 由于液压系统存在滞后现象, 每阶段力都采用恒定力且每个变速器换挡阀特性存在差异等不确定因素, 会出现静态换挡噪声的问题。
因此, 为了减小噪声, 在第1阶段减小换挡力, 在第2阶段初期换挡力逐步增加到一定值并保持直到同步器两端转速同步, 在第3阶段延用第2阶段结束时的换挡力。该优化策略适当减少了噪声的产生, 但会引起了换挡失败概率提高问题。因此在成功换挡和减小噪声之间很难找到一个平衡点。也就是说采用开环换挡力控制不能很好地控制同步器。
优化换挡力控制
为了克服换挡噪声以及换挡困难的问题, 提出了闭环的PI控制+阻尼力控制的优化策略。从图2中可以看到, 该策略换挡力分成5个阶段, 分别是Move2 Sync、Sync、Move2 End、Push In和Engaged。其中Move2 Sync类似开环控制策略中的第1阶段, Sync类似开环控制策略中的第2阶段, Move2 end和Push I n相当于开环控制策略中的第3阶段, Engaged相当于开环控制策略中的第4阶段。
1. Move2 Sync阶段
在该阶段拨叉带动同步器移动, 使得齿套受到力的作用靠近同步环。所以在该阶段拨叉具有一定位移, 以控制拨叉移动的速度为目标, 采用目标拨叉移动速度与实际拨叉移动速度的差值进行PI调节。为了防止齿套上的齿与同步环上的齿碰撞造成噪声, 当齿套越接近同步环时, 目标拨叉移动速度减小, 同时使用阻尼力来配合换挡力。该换挡力由2部分组成, 分别是拨叉位移的前馈和PI调节量。
当齿套推动同步环与换挡齿摩擦锥面产生接触但是同步器的两端还存在转速差的时候退出该阶段, 在控制中定义该点为拨叉从中位移动2mm的位置。
2. Sync阶段
在该阶段由于继续施加压力, 故同步环与换挡齿摩擦锥靠摩擦作用实现同步。对于静态换挡而言, 相当于降低输入轴转速到0。在该阶段拨叉移动量很小, 因此换挡力计算随着同步器两端的转速差变化而变化。该换挡力由3部分组成, 分别是转速差变化率的补偿值、转速差补偿值的累加值以及拨叉位移变化的前馈。同时为了防止该阶段末期换挡噪声, 采用了阻尼力增加缓冲的方式。
当同步器两端的转速差接近一致时退出该阶段。
3. Move2 End阶段
在同步器两端转速差一致之后进入该阶段, 收到力的作用, 拨叉快速移动, 使得齿套与换挡齿上的结合齿逐步结合, 接近进挡位置 (设定从中位移动7.5mm位置) 。因此在该阶段采用拨叉移动速度进行PI调节。为了防止该阶段拨叉移动过快造成金属碰撞产生噪声, 目标拨叉移动速度越接近挡位位置速度越低。同时继续使用阻尼力增加缓冲。该阶段的换挡力由三部分组成, 分别是拨叉移动补偿量、PI调节量以及输入轴与发动机之间的转速差的补偿量。根据同步器与档位齿结合所需力的需求, 该阶段的换挡力必须保证大于Sync阶段的力。
4. Push In阶段
在该阶段拨叉移动的速度已经很低, 因此撤销了阻尼力, 但是继续保持一定的换挡力从而使齿套与结合齿完全结合。
5. Engaged阶段
该阶段类似被优化之前的换挡力的第4阶段, 保持一个很小的换挡力, 确保齿套与结合齿完全结合到位。
结语
双离合器式自动变速器 篇4
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
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[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) .
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双离合器式自动变速器 篇5
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
双离合器式自动变速器 篇6
该款变速器的装配工艺较复杂,稍不注意 可能导致 离合器总 成报废。在拆装检修该变速器及离合器时, 实际的拆卸装配方法和维修手册里面的介绍是有一定的偏差,更换离合器总成及测量评估离合器磨损量时, 都必须把离合器片进行锁止。本文将维修、教学中的经验总结分享如下:
拆卸、装配、评估、检修需要的专用工具和通用设备有:303-43503、303 -435 -02适配器、307 -675、307-676、307-677、尖嘴钳、老虎钳 、孔径规。
1.离合器1( 负责奇数挡实心轴的离合器) 的锁止作业:安装专用工具307-676,此阶段仅用手拧紧螺母和螺栓,如图1所示。
2.完成专用工具安装后 ,可进行离合器1的锁止作业, 如图2所示,先用专用工具307-676/5顺时针旋转离合器自调机构, 直到转不动为止。此时再用手转动专用工具307676/3, 此阶段仅用手拧紧螺母和螺栓。
3. 用手转动专用工具307-676/3,直到转不动后,应看到离合器的锁止装置可以对压盘进行锁止,这时用手即可以对离合器进行锁止( 此步骤需2人共同完成) ,如图3所示。
4.离合器2( 负责偶数挡及倒挡空心轴的离合器) 的锁止作业:在完成离合器1的锁止后,我们需对离合器2进行锁止。离合器2的锁止是在离合器1已经锁止的基础上进行的。 如图4所示 , 使用专用 工具307-676逆时针转动离合器2的自调装置 , 直到转不 动为止 ; 安装专用 工具307-676/2, 用扳手转动307-676/2,这样离合器2就可以自动进行锁止,锁止时会听到“塔塔”声。
5.离合器 2 锁止是否良好的检验方法如图5所示, 红色的自锁装置完全锁止。
6.评估离合器1磨损状况的方法:测量调节圈口与膜片杠杆弹簧之间的距离,最小值为26mm,如图6所示;离合器2的评估方法 :测量调节圈与外壳之间的距离,最小值为15mm,如图7所示。
7.步骤1至6完成后 , 我们才可以将离合器总成安装到变速器里面( 如图8所示) ,否则将导致变速器及离合器工作不正常。
8. 请 确 保 离 合 器 1 传 动 齿 轮对齐安装标记并安装新的卡簧,如图 9 所示。