双离合器自动变速器系统毕业论文设计

1、引言2一、双离合器自动变速器的概述2（-）自动变速器的类型2（二）双离合器自动变速器的发展历史3（三）双离合器自动变速器的技术现状6二、双离合器自动变速器的组成、结构特点7（-）双离合器自动变速器的类型7（二）双离合器自动变速器的结构特点7（三）干式和湿式离合器的比较分析9三、双离合器自动变速器的工作过程分析10（-）换档工作过程控制10（二）双离合器动力切换控制12（三）换档控制13四、双离合器自动变速器系统总体构成14（-）扭转减振和冲击控制系统14（二）双离合器系统15（三）液压控制系统16五、双离合器自动变速器的发展趋势17（-）双离合器自动变速器的应用前景17（二）双离合器自动变速器

2、的发展趋势17结论18致谢20参考文献21附录一：英文原文22附录二：英文译文26变速器伴随着汽车技术的发展在发展着，距1894年，一位法国工程师给 一辆汽车装上世界上第一个变速器至今，汽车变速器已经经历了一百多年的发 展。变速器，作为汽车重要的组成部分，是承担放大发动机扭矩，配合引擎功 扭特性，实现理想动力传递，从而适应各种路况实现汽车行驶的主要装置。所 以对汽车自动变速器的开发研究是很有意义的。当代汽车的发展更注重燃油经济性、排放以及驾乘舒适性，一种在传动效 率和生产成本等方而优于传统自动变速器AT的新技术一电控机械式自动变速器 AMT被开发出来，AMT的工作原理决定了它在换档过程中首先要

3、分离离合器， 然后将变速器摘空档，再选档、换档、最后接合离合器。这样，当离合器分离 后，直到离合器再重新接合之前，发动机的动力将不能被传递到车轮去驱动车 辆运行，所以换档过程中产生了动力传递的中断，车辆必然产生减速度，换档 时间长，给车辆的加速性、舒适性等带来不利影响。为了既可以充分利用AMT 所具有的优点，又可以消除其中断动力换档的缺点，一种新型自动变速器就应 运而生了，这就是双离合器自动变速器（Double Clutch Transmission）,简称 DCTo目前，这种自动变速器已成为许多汽车厂家关注的热点。总之，DCT综合了 HT、AHT与AT等变速器的优点，使车辆性能得到了大幅 度

4、的提髙，可充分满足节能和环保要求，尤其适用于下一代混合动力车的研发 和推广。DCT的研究在国内还处于起步阶段，对它的深入研究和产品化必将对 提高我国自动变速器的自主开发能力具有积极的意义。一双离合器自动速器的概述（一）自动变速器的类型1. 自动变速器的类型（1）液力机械式自动变速器（AT）。通常采用液力变矩器加有级式行星齿轮 传动的组合形式。由于换挡不必切断动力，行驶过程中无须换挡冲击。所以在 当今汽车（尤其在轿车）变速器中得到广泛应用。但是，其传动效率低、结构复 杂、制造成本高等一些不足之处还困扰着汽车界，这就促使人们去寻找更完善 的自动变速传动形式。（2）电控机械式自动变速器（AMT）。它

5、实现了传统有级式齿轮变速器换挡 过程的自动化。在本质上仍是一种有级式机械变速器，仅有的差别是它的手动 换挡变速被自动换挡变速所取代。这种自动变速器具有结构简单、制造成本低、 传动效率髙等优点，但与液力机械自动变速器相比自动换挡控制的难度较大， 要求很高的控制精度。（3）机械式无级变速器（CVT） o其传动的速比能按汽车形式要求自动地连 续皮变化，这有利于实现发动机与动力传动系统的最佳动力匹配。目前，获得 广泛应用的是金属带式无级自动变速器。但是带传动功率小、寿命短、效率低 等问题自动变速器。现有的金属带式无级自动变速器还存在金属需要继续完善。（4）双离合器自动变速器（DCT）。双离合器自动变速

6、器是一种新型的自动 变速器，它将变速器档位按奇、偶数分别布置在与两个离合器所联接的两个输 入轴上，通过两个离合器的交替切换完成换档过程，实现动力换档。双离合器 自动变速器综合了液力机械式自动变速器（AT）和电控机械式自动变速器 （AMT）的优点，传动效率高、结构简单，不仅保证了车辆的动力性和经济性，而且极大地改善了车辆运行的舒适性。（-）双离合器自动变速器的发展历史1. 双离合器自动变速器简介在欧洲，主要是以手动变速器为主：而在美国和日本由带液力变矩器的液力 机械式自动变速器（AT）主宰。两种类型的变速器分别具有不同的优点和缺点： 手动变速器优点主要是效率高、刚性好、制造成本低，而且由于发动机

7、和车辆 的直接连接而具有驾驶和运动的乐趣。相反，有级自动变速器主要是提供髙的 舒适性、起动和换档无冲击、动力无中断。因此，将两者的优点结合到一起， 就产生了双离合器自动变速器。双离合器自动变速器（DCT）,它既保持了AMT 的各种优点，但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，有效提高换档品质，而且这种换档 方式不仅限于汽油机，也可以方便使用的应用于柴油机和混合动力车辆，具有 优异的性能和广阔的应用前景。2. 双离合器自动变速器的发展双离合器自动变速器（DCT）的概念到目

8、前已经有七十多年的历史了。早在 1939年徳国的K. A第一个申请了双离合器自动变速器的专利（如图1.1所示），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。目的是将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，有效提高换挡品质，曾经在载货 车上进行过试验，限于当时的控制技术，这种变速器并没有投入批量生产。20世纪80年代，保时捷公司重新设计双离合器并应用于赛车上（如图1.2所 示），消除了换档时的动力传递停滞现象，但也未能将DCT技术投入批

9、星生产。直到20世纪90年代随着电子技术的迅速发展双离合器才被应用于普通轿车上。徳国大众汽车公司（VW）和美国博格华纳公司（BorgWarner）合作于1999 年制造出直接换档变速箱（Direct Shift Gearbox,简称DSG），并于2003年初率 先在GolfR32和Audi TT32两款车型上使用（如图1.3所示），他们的试车结果表 明DCT车辆的换档平顺性与液力机械式自动变速器（AT）相当，GolfR32装用 DCT百公里油耗为10. 2升，百公里加速时间为6.0秒：同车型装用手动变速器 （AMT）百公里油耗是11. 5升，百公里加速时间为6. 4秒。图1.2 1985耶保时

10、检应用F赛牟上的双离合器合动变連找图1.3大众公司牛产的双离合器自动变速器3. 双离合器自动变速器的优点与AT、CVT、AHT相比，6速DCT具有以下优点：燃油经济性好，比4档AT提高 18% ,比CVT提高8%，比6档手动变速器提高2% :增加驾驶乐捶：紧凑的设 安装空间：重量轻（与AT相比）；扭矩传递能力大：起步性能和换档品质好：有 竞争力的价格，MTAMTDCTATCVTO各种自动变速器的优势对比63AMT61DCT61ATCVT能泊绘析性+0+0价恪+0供应裔投負（200+0締黄洲）侯应商仪费（ft+0洲）直量/尺寸+起步性髓+制扭拒能力H-+4+一袅档禺屬+MM一+fR&U+400安

11、全住+技术难度44-+骼代*好，-o代释中（三）双离合器自动变速器的技术现状1、双离合器自动变速器的匹配和优化任何系统不是单一的零部件间的简单配合，双离合器自动变速器也不例外, 双离合器系统可以大体分为：扭转减振模块，离合器模块，变速器齿轮模块， 液压油路及冷却模块，电控模块。对于减振模块，一般采用双质量扭转减振器，这种减振器有效的控制传动系 统的振动和噪声；离合器模块要考虑这个系统的工作环境和特性，DCT变速器 在换档过程中，两个离合器都要滑摩，产生大量的热量，如果不及时散热，离 合器摩擦面会产生局部高温，导致摩擦片的翘曲变形甚至烧结在一起，严重影 响离合器的性能和寿命。所以离合器摩擦片的材

12、料、耐磨性、摩擦系数及其摩 擦面的汕槽设计形式都是需要解决的关键问题。另外，起润滑冷却作用的工作 介质应具有良好的热稳怎性和较高的抗剪切能力，具有适当的粘度和良好的粘 温特性，保证离合器的正常工作。所以离合器系统的关键技术除了满足一怎的 匹配要求外还要 加上耐久性、可靠性、快速冷却。干式离合器可以通过压板和飞轮吸收较大热 量，对滑磨产生热量的速度不敏感，但因为空气散热较慢，热量不易在短时间 内散发出去，因此它受滑磨产生的总热量的限制。干式离合器适于在短时间内 结合，这样滑磨时间短，产生热量少。湿式离合器用油冷却摩擦片，它受限于产生热量的速度，但不受产生的总 热量的限制，所以适用于离合器结合过程

13、中压力逐步增加、发热速度较慢的场 合。在设计中可以选用较小的离合器储备系数，并控制加压汕缸的汕压增长速 度，使摩擦扭矩逐步增加。另外，干式离合器的结构尺寸较大，特别是轴向尺 寸长，这样，在车上布置两个干式离合器，而且还要布置两个离合器的操纵机 构时需要的空间很大；并且，在离合器片磨损后，需要宦期更换摩擦片。这都 给DCT采用干式离合器带来了困难。相对而言，在DCT中使用湿式离合器更具有 优势：其传递扭矩大，可以通过增加摩擦片数来提高摩擦扭矩：结构布置方便, 摩擦片磨损均匀，使用中不需要专门调整摩擦片间隙：可以较容易的通过控制 湿式离合器的工作压力来控制其传递扭矩的大小，实现动力传动系统的扭矩控

14、 制。对于变速器齿轮模块并没什么特别的要求，只要保证基本的动作执行，保 证一宦的疲劳寿命，也就是说和普通的变速器齿轮性能相差不大。液压汕路模 块，是整个系统的动作执行核心，不仅仅控制油压，还要控制离合器的冷却系 统，所以这个是个关键的模块，要在极短的时间内完成，必须用高速开关的电 磁阀，以液压缸的速度信号作为反馈量，来调节高速电磁阀的占空比和工作周 期，实现离合器的控制。电控模块可以说是整个双离合器变速器系统的大脑神 经，它要感知车辆时刻行驶工况，处理汽车的各种信号、参数，然后结合节气 门和车速来实现自动换档控制。2、双合器自动变速器的关键技术1）DCT变速器需要解决的另一个问题是防止在换挡临

15、界点频繁升降挡.假如 车辆在加速过程中，刚换到一个高挡位，因道路阻力因素，车速稍有下降，并 在换挡临界点左右摆动，控制系统必须能够根据车速、发动机汕门开度信号以 及挡位情况，决定是降挡还是维持挡位不变，防止出现2个离合器及换挡操纵机 构频繁切换的情况.2)DCT在减挡过程中实现跳挡换挡比较困难.例如，当车辆 在5挡高速行驶时，遇到紧急情况突然减速，变到3挡工况，此时，通常的换挡 逻辑不再适用，必须有处理特殊情况的能力.3)如果短时间内，扭矩变化量大， 那么冲击度就大，因为换挡后，扭矩变化响应时间基本很难改变，所以关键是 减小扭矩的变化幅度.4)系统可靠性的提高，短时间内作出精准的动作，要求 高

16、质量的、在恶劣环境下工作的、可靠的、价格尽量便宜的传感器控制系统.5)- 定存在这样的一个点或区域：“换挡恰到好处”就是扭矩降的较少，扭矩波动 量不大，离合器磨损量较小，但是很多参数是互相关联的，是一个多参数、多 因素、多水平的试验设计，寻优复杂，理论最好和试验相结合.6)在极短时间 内控制液压汕的变化，即控制双离合器的压力变化是最核心部分.7)由于冲击 度和滑磨功是2个互相矛盾的物理量，所以控制离合器的结合是关键技术之一.二双离合器自动变速器的组成和结构特点(一) 离合器的类型双离合器作为DCT的重要部件之一，担负着起步控制、传递动力、挡位切换, 减振和防止系统过载等重要作用.双离合器工作性

17、能直接关系到车辆的正常行 驶及起步、换挡品质.为确保传力可靠，分离彻底，结合柔和，换挡快速，体 积小，质量小，寿命长，制造简单等，无论从性能、结构方面，还是生产制造 方式和操纵控制方而，都对双离合器提出了较高的要求.最核心的技术就是根 据一左的逻辑应用电液技术控制离合器.目前双离合器采用干式单片或湿式多 片2种结构形式.(1) 干式离合器.干式离合器可以通过压板和飞轮吸收较大热量，对滑磨 产生热量速度不敏感，但是因为空气散热速度慢，热量不易在短时间内散发出 来，因此受滑磨产生的总热量限制.干式离合器适于在短时间内结合，这样滑 磨时间短，产生热量少.(2) 湿式离合器.所谓湿式离合器，是指离合器

18、摩擦片在滑磨过程中摩擦 接触表面表现为液体和半液体的摩擦.它和干式摩擦相比已经发生了质的改变， 即在滑磨时，摩擦表面不发生直接接触，两摩擦表面被一层薄薄的汕膜隔开， 正是这一油膜的存在保证了一对摩擦幅在很大的正压力下有小的磨损和稳左的 摩擦系数.湿式离合器用油冷却摩擦片，它受限于产生热量的速度，但不受产生热量 总量的限制，所以适用于离合器结合过程中压力逐渐增加、发热速度较慢的场 合.在设计中可选较小的储备系数，并控制加压油缸增长速度，使摩擦扭矩逐 步增加.（二）双离合器自动变速器的结构特点1、DCT系统总体构成DCT系统主要包括带扭转减振器的湿式离合器、按DCT工作原理配置的变速 器以及相应的

19、控制系统，如图所示驾驶员控制单元其它系统 控制单元发动机湿式离合器*扭转减庫器DCT的控制系统分为电子和液压控制系统。电控系统（TCU）采集车辆运行信 息、驾驶员的操作指令，然后进行判断并控制DCT的运行。液压系统负责接受 TCU的控制指令，对变速器的换档机构和离合器的工作进行操纵。液压系统包括 液压泵、液压控制单元以及油液冷却系统。2、双离合器自动变速器的结构布置下图所示为一个典型的双离合器式自动变速器的传动简图。该变速器有6个前 进档和1个倒档，有两个并排布置的湿式离合器CL1、CL2 ,变速器的档位按奇 数档（1、3、5、R档）与偶数档（2、4、6档）分开配置，并分别与两个湿式离 合器相

20、联。其1、3、5、R档与离合器CL1联接在一起，而2、4、6档联接在离 合器CL2上。离合器CL2的输出轴为一个实心轴，离合器CL1的输出轴是套在 CL2输出轴外面的一个空心轴，两个输出轴是同心的，这样的结构使变速器变 得更加紧凑。另外，还有4个同步器，由液压（或步进电机）换档机构（图中未 画出）控制进行档位的切换，还有离合器操纵机构等车辆处于停车状态时，离合器CL1、CL2都分离，不传递动力。当车辆起 步时，自动换档机构将档位切换为1档，然后离合器CL1接合，车辆开始起步 运行，这时的控制过程与AHT类似。在车辆继续运行过程中，可预先挂上2档， 此时1档的一对齿轮在啮合运动，2档的齿轮同时啮

21、合运动，但是与2档相连的离 合器CL2是不结合的，所以工作的档位仍然是1档，当在一定的换档规律下，达 到换档点时候，只是切换离合器。在离合器的切换过程中，如何控制液压压力 油是整个系统的核心部分。如果控制不好，和普通的机械变速器没什么区别， 甚至不如普通的机械式变速器。首先知道换档过成是一个动态的过程。假设由1档换到2档，在换档的动态 过程中。我们可以分为五个阶段，一是低档稳定阶段，在这个阶段，自动变速 器是稳定运行的，离合器CL1是完全结合的，不存在滑摩，发动机的扭矩由离合 器CL1传递。二是低档转矩相，在这个过程中，控制离合器CL1的液压汕开始降 低压力，但是虽然开始降低了，但是仍然可以保

22、证离合器CL1完全结合，此时控 制离合器CL2的液压油开始逐步升高，离合器CL2出现滑摩现象，那么输出轴的 扭矩由同向传递的1档2档共同传送的。三是惯性相，由于离合器CL1的液压汕继 续降低，会控制两个离合器同时滑摩，扭矩也是两部分之和。四是髙档转矩相， 这个阶段是离合器CL1逐渐脱离打滑，离合CL2逐渐由打滑到完全结合。五是高 档稳宦相，这个阶段离合器CL1彻底分离，离合器CL2完全结合。上面这几个阶段看起来很多，实际上用的时间很极短，分配到每个阶段的 时间更短，假如我们设置的控制系统不好，有可能出现换档时间过长，会影响 到汽车的加速时间，也会影响汽车超车并行时间：也有可能出现同时挂上两个

23、档位，使发动机熄火：也有可能是离合器切换配合不好，会使扭矩下降太大， 虽然下降的点不是零，但是很接近零。（三）干式与湿式离合器的比较分析DCT在换档过程中存在2个离合器同时滑摩的阶段，会产生大量的热量。 如果不及时散热，离合器摩擦而会产生局部高温，导致摩擦片的翘曲变形甚至 烧结在一起，严重影响离合器的性能和寿命。所以离合器摩擦片的材料、耐磨 性、摩擦系数以其摩擦面的油槽设计形式都是需要解决的关键问题。与湿式离合器相比，干式离合器具有以下优点：1）传动效率高，经济性好：2）结构紧凑，质量轻：3）成本低，维护费用低。然而实际上由于干式离合器的热负荷性能差和使用寿命短等原因，限制了 干式离合器的应用

24、。因此，湿式离合器首先被应用在第一代DSG产品上。虽然 采用湿式离合器DSG的轿车油耗比采用干式离合器要高出4%-6%,且离合器分 离时拖动力矩较大，增加了额外的能量损耗。但其较好的热负荷性能和较长的 使用寿命能保证DSG顺利地投入使用。三双离合器自动自动变速器的工作过程分析（一）换档工作过程图1所示为一个较典型的DCT变速器的结构原理图。为了实现动力换档，将 原有手动变速器档位按奇数档（1、3、5档）与偶数档（2、4、6档）分开布置, 并分别与2个干式离合器相连。其1、3、5档与离合器C1联结在一起，而2、4、6档联结在离合器C2上。离合器C1的输出为变速器输入轴IT1，是一根 实心轴;而离

25、合器C2的输出轴为变速器输入轴IT2，是套在C1输出外面的一个 空心轴，两根轴是同心的。在车辆处于停车状态时,Cl、C2两个离合器都是常开 式的，即在平时两个离合器均处于分离状态,不传递动力。当车辆起步时，因C1 分离，自动换档机构将档位切换为1档，然后离合器C1接合,车辆开始起步运行, 这时的控制程与电控机械式自动变速器AHT类似。车辆换入1档运行后，因为此 时离合器C2处于分离状态，不传递动力，当车辆加速，达到接近2档的换档点时， 自动换档机构可以将档位提前换入2档，离合器C1开始分离，同时离合器C2开 始接合,2个离合器交替切换，直到离合器C1完全分离，离合器C2完全接合，换 档工作过程

26、结束,进入正常运行状态。现就其换档过程4档进行介绍。第一阶段:偶数档4档，处于正常传递动力阶段，如图2所示。n奇数档发动机 海仑圖ci高合審C2一自动换档执纾机构薄合君CI狄行机构厂离令器C2执行机构输入轴m偶数笞亠/ 输入档ID图1 DCT变速器结构原理图离合器C2结合,4档处于正常传递动力阶段。自动变速器的电控单元可以 根据相关传感器信号获取车辆所处的当前运行状态,进而判断车辆即将进入的档 位,如果车辆加速，则下一个档位为5档，如果车辆减速，则下一个档位为3档。第二阶段:动力传递在档位4档上,而预先挂上奇数档5档，处于4档转矩相，如图3所示。电控单元根据其判断，确定下一个档为 5档;而5档

27、联接在离合器C1上，该离合器C1处于分离状态，不传递动力，故可通 过指令使其自动换档机构预先换入下一个档位奇数档，其动力仍是4档在传递扭 矩图2偶数档第三阶段:偶数档位4档与奇数档位5档共同传递扭矩阶段，处于4档惯性 相，如图4所示。当车辆运行状态达到换奇数档点时，将正在工作的离合器C2逐步 分离，同时将另一个离合器C1逐步接合,其两个离合器均处于传递扭矩阶段，这其 中很重要的是2个离合器的动力切换时序精确控制与切换时机配合。故此时是4 档与5档共同传递扭矩。图3偶数档转矩相，预挂奇数档图5奇数档转矩相图4偶数档惯性相，挂奇数档同步第四阶段:奇数档位5档传递扭矩阶段，偶数档位4档尚未摘档，处于

28、5档转矩 相，如图5所示。当2个离合器的动力切换完成后，离合器C2彻底分离，离合器C1 完全接合,整个动力传递完全由离合器C1完成，故5档处于传递扭矩阶段，而4档 不再进行传递动力，但其4档还尚未摘档。第五阶段:奇数档位5档，处于正常传递动力阶段，如图6所示。完成动力传递 切换后，自动换档系统通过指令使其4档退出，其摘档后将进入空档状态。此时,5 档处于正常传递动力阶段。车辆继续运行，其他档位的换档切换过程类似，但当5档需要减档到1档时，则 通过5档减到偶数档位（4档或2档），再由偶数档减到1档;当6档需要减档到2档 时,则通过6档减到奇数档（5档或3档），再由奇数档减到2档。总之，其换档过程

29、 只能通过奇数档位与偶数档位间的切换，其具体应由控制策略根据道路状况、运 行工况来决定。（二）双离合器动力切换控制在奇数档位与偶数档位的换档过程为动力换档,其发动机的动力始终不断地 被传递到车轮上，在2个离合器切换过程中其动力传递同AT自动变速器一样，必 然存在工作重叠的部分，其离合器控制压力的切换过程如图7所示。控制好离合器C1与C2的配合时序，是双离合器控制策略中垠重要的问题 之一。如果2个离合器重叠量过大，则会出现双锁死的情况，将产生破坏作用； 如时何（果2个离合器重叠过小，则仍会出现少量动力切换中断断。所以需要对2个离 合器的工作进行精准控制与调节。图6奇数档图7双离合器切换控制切换过

30、程在车辆起步、爬行等工况中，也可利用滑差控制。其控制目标是保证起步 过程离合器结合的平顺性，延长离合器使用寿命，减小发动机输出转速波动。 起步过程受外界工况条件、驾驶员操纵意图、车辆运行状况等因素的影响，应根据 节气门开度、节气门开度变化率、发动机转速、输入轴转速以及发动机转速与 输入轴转速差等参数确左离合器的接合速度和行程，并对汕门开度加以控制， 满足车辆乘坐舒适性和离合器使用寿命的要求。（三）换档控制DCT变速器通过两个离合器的匹配切换实现换档动作，换档迅速平稳，换 档时间可达到0.03s0.05s,驾驶者不会有任何感觉。在换档过程中，发动机 输出动力始终不断地传递到车轮上，实现动力换档，

31、保证车辆具有良好的加速 性能。图8所示为DCT变速器的换档特性仿真曲线，可以看出，车辆在换档过程 中，加速度稍有波动，但时间极短，换档冲击很小。DCT变速器很容易实现手自一体功能，驾驶者可通过触摸式按钮实现手动 强制换档，增加了驾驶乐趣。DCT变速器在档位切换时，其同步器的同步结合过程时间极短，对同步性 能要求很高;又需要实现自动化操作，而它的工作原理和结构设计与电控机械式 自动变速器中的换档机构控制部分相同。故可通过电机控制同步换档系统实现 换档，只需增加自动换档机构来完成换档任务，通常使用多个换档油缸或电机直 接控制每一个同步器，其控制过程与AMT类似。时间/s(_1 曾曲ij 时僦/S图

32、8换档特性仿真曲线四离合器自动变速器系统总成（一）扭转减振与冲击控制系统传动系统换档前后速比发生了突变，必然产生扭转振动冲击,减小换档过程 振动冲击的方法主要有发动机扭矩控制、离合器滑摩控制和扭转减振器吸振控 制。由于换档过程时间很短，发动机扭矩控制受到一定限制。其垠有效的办法是 离合器滑摩控制和扭转减振器吸振控制。离合器滑摩控制是实现车辆平稳起步、 低速爬行及换档过程双离合器平滑切换的必要条件,但它是以延长换档时间和增 加离合器热负荷为代价。扭转减振器用以吸收传动系统的振动冲击，在双离合器 自动变速器中通常采用双质量飞轮扭振减振器来吸收扭转振动双质虽飞轮扭转减振器通常布置在发动机飞轮和离合器

33、的动力输入部件之 间，利用双质量飞轮扭转减振的设计原理。它的第一质量由减轻了质量的发动机 飞轮构成，而它第二质量则由离合器部分构成。其扭转角度大，扭转刚度较小，对 减小换档冲击的效果非常明显，可通过修改质量、刚度、阻尼，实现对汽车动 力传动系扭振进行综合控制;在汽车的各种行驶工况下都具有优良的减振隔振效 果，可彻底消除传动系统的齿轮噪声，提高了驾驶舒适性，也使传动系扭振控制描 施大大简化通过稱确设计扭转减振器和离合器的参数，既可以将其结构高度 集成化，减小安装尺寸，又可大大的改善其吸收扭转振动的效果。图9双离合器自动变速器的控制系统框图以上表明，减振器不能以相同的弹性元件和阻尼元件完成传动系的

34、扭矩控 制任务，而要求其弹性和阻尼特性都随着汽车工况的不同而变化，应该具有非 线性特性。具有良好减振性能的减震器要求具有较大的极限转角和适当小的扭 转刚度：但要使减爲器具有一左的缓冲能力，又要求取适当大的极限转矩。因 此，国内外各种汽车已广泛采用多级式非线性扭转减震器。目前广泛采用的是两级、三级弹簧干摩擦阻尼减震器。分级的实现是在结 构设计上采取措施，使几组弹簧按照一左的转角间隔一次工作。从发挥减振器 的减振作用和改善其缓冲性能考虑，减震器的级别越多越有利，但是由于结构 布置和设计困难等因素，级数过多是不现实的。在DCT系统中，可以采用普通的单级或多级扭转减振器，其安装位置在发 动机飞轮与DC

35、T动力输入部件之间，因此需要将飞轮的转动惯量与DCT动力输 入件的惯量综合匹配，并确左系统的扭转刚度来设计扭转减振器。但是，随着 对汽车乘座舒适性要求的不断提髙，对离合器从动盘式扭转减振器的性能要求 也不断提高。对离合器从动盘式扭转减振器的设计和改进，往往受限于离合器 从动盘上的有限空间，难以达到对汽车动力传动系扭振及扭振噪声控制的较高 要求。为了彻底解决传动系扭振和噪声问题，离合器从动盘式减振器已经没有 多少潜力，需要寻找新的解决途径。双质量飞轮式扭转减振器便应运而生，它相当于一个机械式低通滤波器， 能够将发动机曲轴输出端的扭转振动滤掉，以消除对传动系的扭振激励。双质 量飞轮式扭转减振器基本

36、上沿用了离合器从动盘式扭转减振器的结构，但是其 在动力传动系中的位置发生了变化，简单地说，是将扭转减振器从离合器从动 盘中取出，然后将其布置到发动机飞轮中间，这样在扭转减振器两端的惯星分 配就发生了变化，通过合理确定减振器弹簧的刚度而得到期望的系统固有频率： 同时由于增大了减振弹簧的位置半径，可以增大极限转角并降低弹簧刚度，克 服了从动盘式扭转减振器的不足。双质屋飞轮式扭转减振器的基本结构有三大部分，即第一质量（第一飞轮）、 第二质量（第二飞轮）和两质星之间的减振器。第一质量与发动机曲轴输出端 法兰盘相联接，第二质量通过一个轴承（一般为深沟球轴承）安装在第一质量 上，第二质量即可以与DCT的动

37、力输入件相联接。第一、第二质量之间有相对 转动，它们之间通过扭转减振器相联。双质量飞轮式扭转减振器可完全替代离合器从动盘式扭转减振器，又能够 克服离合器从动盘式扭转减振器的缺点，而且其结构简单，易于实现。双质量 飞轮式扭转减振器的优点主要有：1、通过修改质量、刚度、阻尼，实现对汽车动力传动系扭转的综合控制， 在汽车的各种行驶工况下都具有优良的减振隔振效果，可彻底消除传动系统的 齿轮噪声，也使传动系扭振控制措施大大简化。2、克服了离合器从动盘式扭转减振器受空间限制的缺点，使减振器在空间 布置上变得容易，可以比较容易地设计出能满足强度和刚度要求的弹性元件， 确保其相对扭转角度和传递的扭矩足够大，而

38、且降低了扭转减振器扭转刚度， 大大提高了减振和隔振的性能，并且便于采用多种型式的弹性和阻尼元件，如 橡胶弹簧、液压阻尼器等。3、可较多地沿用离合器从动盘式扭转减振器的结构及设计、制造方法。虽 其成本较传统的离合器从动盘式扭转减振器略高，但从性能价格比看，它仍具 有显著的优越性。因此，为了使整车实现更高的舒适性，可以将扭转减振系统设计为带有双 质量飞轮式的扭转减振器，这样可以非常有效地控制汽车动力传动系的扭转振 动和噪声，与传统的离合器从动盘式扭转减振器相比，还可加大减振弹簧位置 半径，降低减震弹簧刚度并允许增大转角，不仅在发动机常用车速范围内其减 振和隔振效果更好，而且对怠速噪声也可实现更好的

39、控制。堪称效能广谱减振 器。在DCT中，应用双质量飞轮式扭转减振器的设计特点优化扭转减振器的设 计，可以降低发动机的输出脉动，使整车的性能得到进一步优化。（-）双离合器系统目前车用DC的双离合器系统有干式离合器和湿式离合器两种形式，两种离 合器的工作特性存在较大的差别，适用场合也各有不同。DCT在换档过程中存 在两个离合器同时滑摩的阶段，会产生大量的热量。如果不及时散热，离合器 摩擦面会产生局部高温，导致摩擦片的翘起变形甚至烧结在一起，严重影响离 合器的性能和寿命。所以离合器摩擦片的材料、耐磨性、摩擦系数以及其摩擦 面的油槽设计形式都是需要解决的关键问题。干式膜片弹簧单片离合器具有从动部分转动

40、惯量小、结构简单、调整方便、 分离彻底、转矩过载保护、效率高、成本较低、不需要辅助动力等优点。干式 离合器通过压板和飞轮吸收较大热量，对滑摩产生热量的速度不敏感，但是空 气散热较慢，热量不易在短时间内散发出去，因此它受滑摩产生的总热量的限 制。干式离合器适于在短时间内结合，这样滑摩时间短，产生热量少。湿式离合器有较好的可控性和控制品质，结构比较单一，具有压力分布均 匀、磨损小且均匀、传递扭矩容量大、不用专门调整摩擦片间隙等特点。由于 它用液压汕强制冷却，允许起步时较长时间地打滑和高档起步而不会烧损村面, 寿命可达干式离合器的5-6倍。广泛应用于现代汽车自动变速器的离合器上。 但处于分离状态的多

41、片式离合器的主、从动摩擦片之间因经过润滑相互滑转， 产生较大的摩擦阻力，使变速器的传动效率相应降低。在变速器的双离合器匹配时不仅要考虑传递扭矩的大小，还要考虑汕耗、 安装尺寸、使用环境等诸多因素。各种特性的不同都会影响其适用范围，所以 要对变速器进行综合的考虑。目前选择离合器的依据是：对热负荷性能进行计算，将计算结果纳入负载 指数：综合考虑离合器的效率、可靠性使用寿命、油耗和性能等方面的要求， 将检测到的数据与能力指数进行对比。能力指数取决于离合器的规格大小，同 时又与离合器的冷却性能、热性能和磨损有关。因此选择离合器时，不仅要考 虑有着决宦意义的负载因素和能力因素，而且要考虑离合器所传递的发

42、动机功 率，同时还要考虑是否有足够的空间容纳。以干式、湿式双离合器负载指数与能力指数比较分析。以徳国大众公司生 产的干式双离合器（DQ200）和湿式双离合变速器（DQ250）来做比较。如表 2. 5所示，可以看出：干式、湿式双离合器变速器各有优点和缺陷，但根据某 年车型的不同情况和使用环境，可以使两种不同型式的双离合器的优点得到充 分发挥，使其缺陷降为次要因素，甚至可以忽略。（-） 液压控制系统DCT的液压系统主要包括3部分：双离合器控制、换档机构控制、冷却部分，如 图所示。液压控制系统的油压分成3个压力等级进行控制，工作压力最大的是离 合器部分，其次是换档执行机构部分，系统中压力最低的是离合

43、器的冷却润滑 汕路，它通过电机泵的循环工作提供油液。在DCT中，因为要对发动机进行扭矩 控制，相应的离合器接合过程中伴随着滑摩，这就必然要产生滑磨热量，使汕 液温度升高。如果热量不能及时排出去，将使离合器的性能和寿命得到影响， 因此要对其提供冷却油路，并进行散热。五双离合器自动变速器的发展趋势（一）双离合器自动变速器的应用前景由于能源危机和环境污染给变速器系统的发展带来广阔前景，未来35年 内DCT的需求与增长将超过传统的AT和仃。从成本角度分析，与CVT和AT相比， DCT具有很大的价格优势，将成为变速器系统发展的主流。据预测，2013年欧洲 变速器市场上，配备HT的汽车占52%、配备AHT

44、的占10%、配备CVT的占2%、 配备DCT的占16%、配备AT的将占20%。在重型卡车和商用车上，自动变速器的 比例也在增加。而对于中国的变速器市场，一定会与国际“接轨”，手动变速 器的市场份额将下降。DCT是在手动变速器基础上开发的，其生产成本要低于自 动变速器，目前售价与普通AT相当，但性能要好得多。随着DCT大批量应用在汽 车上，其成本还将继续降低。DCT具有良好的生产继承性，它与传统的AMT样，可以充分利用原有手动 变速器的生产设备，只需增加部分元件和控制单元，很适合对原有的手动变速 器进行改造。其生产投资相对AT所需15亿左右的生产设备投资而言，具有极大 的经济和社会效益。同时，所

45、有用于手动变速器的技术和设备以及工程技术人 员都可以为DCT服务，不像AT以及CYT等产品需要启用完全不同的生产线，因此 在中国开发和推广DCT技术，可以充分利用现有的手动变速器生产基础，这不仅 能降低生产成本，而且大大缩短了产品上市时间，因此DCT菲常符合目前中国国 情。有关部门曾经做过预测，8年之内，DCT的销量在世界范围内至少增长3倍， 在中国甚至将增长810倍。（二）双离合器自动变速器的发展趋势由于能源危机和环境污染给变速器系统的发展带来广阔前景，未来35年 内DCT的需求与增长将超过传统的AT和仃。从成本角度分析，与CVT和AT相比， DCT具有很大的价格优势，将成为变速器系统发展的

46、主流。据预测，2013年欧洲 变速器市场上，配备MT的汽车占52%、配备AHT的占10%、配备CVT的占2%、 配备DCT的占16%、配备AT的将占20%。在重型卡车和商用车上，自动变速器的 比例也在增加。而对于中国的变速器市场，一定会与国际接轨”，手动变速 器的市场份额将下降。DCT是在手动变速器基础上开发的，其生产成本要低于自 动变速器，目前售价与普通AT相当，但性能要好得多。随着DCT大批量应用在汽 车上，其成本还将继续降低。DCT具有良好的生产继承性，它与传统的AHT样，可以充分利用原有手动 变速器的生产设备，只需增加部分元件和控制单元，很适合对原有的手动变速 器进行改造。其生产投资相

47、对AT所需15亿左右的生产设备投资而言，具有极大 的经济和社会效益。同时，所有用于手动变速器的技术和设备以及工程技术人 员都可以为DCT服务，不像AT以及CVT等产品需要启期完全不同的生产线，因此 在中国开发和推广DCT技术，可以充分利用现有的手动变速器生产基础，这不仅 能降低生产成本，而且大大缩短了产品上市时间，因此DCT非常符合目前中国国 情。有关部门曾经做过预测，8年之内，DCT的销星在世界范围内至少增长3倍， 在中国甚至将增长810倍。DCT是基于平行轴式手动变速器发展而来，它继承了手动变速器的优点，而 且实现了动力换档，这不仅保证了车辆的加速性，也极大地改善了车辆运行的 舒适性。采用

48、干式离合器的DSG具有传动效率高、经济性好及成本低等优点，克 服了热负荷性能和使用寿命上的缺陷之后将会在轿车上得到大量的应用。作为 变速器家族的后起之秀，DCT在控制方法尚在研究和实践的过程中。模糊控制和 智能控制等先进的控制方法有望提髙DCT的性能，进而促进整车的行驶性能得到 提高。双离合器自动变速器（DCT）是经济年出现的一种新型的汽车自动变速技术, 由于其传动效率高、换挡品质好，对于国内以生产手动变速箱为主的汽车变速 器厂商来说，DCT的土产无需更新设备，在现有技术设备的基础上完全可以进 行大规模批量生产，适合我国国情。双离合器自动变速器的研究在国内还处于 起步阶段，对它的深入研究必将提

49、高我国自动变速器的自主开发能力产生积极 的推动作用。本文围绕双离合器自动变速器的开发进行了一系列的研究，主要有以下几 个方面：(1) 首先介绍了自动变速的类型、发展过程以及，在此基础上分析了双离合 器自动变速器的发展过程、结构特点、工作原理、应用前景和开发意义，其中 重点分析了双离合器自动变速器的结构特点和关键技术：(2) 对双离合器自动变速器的系统构成、控制框图进行了详细分析，并逐一 分析了扭转减震系统、双离合器系统和液压系统。在DCT扭转减震系统中，分 析了双质量飞轮式扭转减震器的优点：并对配备湿式双离合器的DCT的性能和 使用场合进行了比较；在液压控制系统中，简要分析了双离合器控制部分。

50、通过对6DCT新技术研究.在双离合器总成关键部件的自主设计开发及制造 工艺方而取得了一些研究成果.并解决了其关键总成的工艺技术难点。通过试 验证明.试制出的总成样机主要性能指标基本达到了国外同类自动变速器的水 平结合双离合器自动变速器的国内现状，本文探索了双离合器自动变速器的 换挡控制策略，结果表明车辆装配双离合器的自动变速器能够实现换挡、起步 迅速、平顺的要求。本文对国内双离合器自动变速器的自主开发有一定的参考 意义本次毕业设计是在付建国老师的悉心指导下完成的。从拿到设计题目的那一天, 我就感到了很大的压力，因为我的设计题目对于我来说比较陌生，因为在本科 的学习过程中我很少接触双离合器自动变

51、速器的相关内容。题目确宦下来以后, 为了消除对课题的陌生感，付老师细心指导讲解和支持，在确定方案时，因为 相关知识的欠缺和设计经验的缺乏，很长时间我都感到无从下手，只能一次次 的尝试。后来随着知识与经验的积累，设计方案开始有了头绪。当有了稍微具 体的方案后我经常就这些方案和王老师交流，每次王老师都会特别耐心的帮我 分析方案的可行性，以及方案中存在的一些问题和不足，同时给我提出一些解 决问题的办法，帮我进一步完善和优化设计方案。在老师的帮助下，我顺利的 完成了这个阶段。同时也要感谢机械学院，是学院给我提供了这次难得的锻炼 机会。感谢所有帮助过我的同学们，他们在设计的过程中也给我提出了很多好 的意

52、见提供了很大帮助。再次向帮助过我的老师同学们致以衷心的感谢！参考文献【1】葛安林车辆自动变速理论与设计 机械工业出版社19932 周云山于秀敏汽车电控系统理论与设计北京北京理工大学出版社 19983 过学迅汽车自动变速器机械工业岀版社19994 葛安林自动变速器综述(一)汽车技术2001 (5)135 巧郑民自动变速箱换挡品质分析模型筑路机械与施工机械化2001 (2)6 郑定浩现代汽车自动变速器的最佳动力换挡规律浙江交通这也技术学 院 2000 (1) 137 麦克.克鲁格 双面离合器和双重离合器的机械自动变速器比较 汽车工艺 与材料 2004 (12) 2-3【8】荆崇波苑士华双离合器自动

53、变速器及其应用前景分析机械传动2005(3) 56-58【9】张毅，潘可耕离合器级机械变速化学工业出版社2005 1720【10】王望予汽车设计机械工业出版社2005 39-40【11】余志生汽车理论机械工业出版社1996 3-4【12】金伦双离合器自动变速器的开发长春吉林工业大学2003【13】李春明.汽车底盘电控技术M.北京：机械工业出版社，2004. 1.【14】荆崇波.双离合器自动变速器及其应用前景分析.机械传动，2005(03):56- 58.【15】葛安林.汽车自动变速理论与设计国.北京:机械工业出版社,1993.【16】雷雨龙，李永军,葛安林，等.机械式自动变速器起步过程控制J.

54、机械工程学报,2000 ,36 (5) :69 - 71.【17】牛铭奎，程秀生,高炳钊，等.双离合器自动变速器换档特性研究J.汽 车工程,2004 ,26 (4) :453 - 457.【18】牛铭奎，葛安林，金伦，等.双离合器式自动变速器简介J.汽车工艺与 材料,2002 (12) :36 - 38.【19】刘圣田，吕振华，邵成，等.双质量飞轮式扭振减振器J.汽车技术，1997 (1) -23 27(20)刘棗田，吕安諒，马见明.典型双质量飞轮式扭振减振器结构分析J. 山东交通科技,1998 (2) :19 - 21.【21】牛铭奎，高炳钊,葛安林，等.双离合器式自动变速器系统J.汽车技术

55、，2004 (06) :1 - 3.【22】吴光强,杨伟斌，秦大同.双离合器式自动变速器控制系统的关键技术J.机械工程学报,2007 ,43 (2) : 13 - 21.【23郝琪，过学迅,罗永革，等.车用离合器的发展分析及应用研究J.汽车 研究与开发,2001 (4) :25 - 26.附录一：英文原文The development of DCTMulti-plate ClutchesBecause a dual-clutch transmission is similar to an automatic, you might think that it requires a torque

56、converter, which is how anautomatic transfers engine torque from the engine to the transmission. DCT, however, dont require torque converters. Instead, DCT currently on the market use wet multi-plate clutches. A wet clutch is one that bathes the clutch components in lubricating fluid to reduce frict

57、ion and limit the production of heat. Several manufacturers are developing DCT that use dry clutches, like those usually associated with manual transmissions, but all production vehicles equipped with DCT today use the wet version. Many motorcycles have single multi-plate clutches.Like torque converters, wet multi-plate clutches use hydraulicpressure to drivethe gears.The fluid does its work inside theclutch piston, seen in the diagram above. When the clutch is engaged, hydraulic p