双离合变速器开题报告.docx

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双离合变速器开题报告

双离合变速器-开题报告

山东科技大学

本科毕业设计（论文）开题报告

题目双离合变速器DSG技术研究

学院名称机械电子工程学院

专业班级车辆工程2009-2

学生姓名李铭

学号200901040413

指导教师李学慧

填表时间：

2013年4月12日

填表说明

1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。

3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。

4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。

5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。

设计（论文）

题目

双离合变速器DSG技术研究

设计（论文）

类型（划“√”）

工程设计

应用研究

开发研究

基础研究

其它

√

一、本课题的研究目的和意义

离合器位于发动机与变速器之间，是发动机与变速器动力传递的“开关”，它是一种既能传递动力，又能切断动力的传动机构。

它的作用主要是保证汽车能平稳起步，变速换挡时减轻变速齿轮的冲击载荷并防止传动系过载。

在一般汽车上，汽车换档时通过离合器分离与接合实现，在分离与接合之间就有动力传递暂时中断的现象。

这在普通汽车上没有什么影响，但在争分夺秒的赛车上，如果离合器掌握不好动力跟不上，车速就会变慢，影响成绩[1]。

从汽车诞生之日起，变速器经历了手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT又称DSG）等。

手动变速器维修成本低，传动效率高燃油经济性较好，但是操作复杂不太适合在城市里交通拥堵情况下使用，而且如果无法掌握好换档时机，油离配合不好的话，燃油经济性也无法保证。

故后来人们研发出了自动变速器来解决其操作不变的难题，自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，但是传动效率低，经济性不好；结构复杂，维修成本高。

CVT最大优点就是无级控制输出的速比，在行驶中达到行云流水的感觉，没有换档的感觉，加速也会比自动变速器快。

由于行驶中减少了转速的不必要波动，对省油也大有好处。

但是技术还不完善，价格较高，维修成本较高[2]。

DSG双离合变速器以快速换档保证了精准的动力传输，加速连续性非常好，没有换挡的顿挫感，使驾驶既有运动特性又具备便捷舒适性，更重要的是油耗更低，各方面的性能都超过了传统自动变速箱。

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，它将DSG应用到大众高尔夫量产车上，实现了产品化。

至2007年底，各种应用DSG的轿车已累计销售超过100万辆。

DSG不仅具有自动变速器换挡顺滑快捷、起步品质优良的特征，还具有手动变速器（MT）布置占有较小空间、传动效率高、质量小、制造成本低等许多优点，而且实现了不切断动力完成变速变矩，在保证了车辆能够连续加速，同时不必受转矩切断引起的车速不连贯甚至减速现象，车辆舒适性极大改善。

因此，对DSG的研究具有很强的现实意义。

二、本课题的主要研究内容（提纲）

本文主要是对DSG变速器换挡过程与液压操纵系统的结构进行了研究，在此基础上完成对液压回路和电控系统的设计，绘制了DSG双离合器电子控制与操纵系统组成框图和高速开关电磁阀的结构图，分析了DSG变速器的电控系统和液压操纵系统的工作原理，各章主要内容如下：

第1章绪论

第2章DSG的结构分析

第3章DSG的液压系统的研究

第4章DSG电控系统的研究

第5章DSG的换挡控制过程的研究

第6章总结与展望

三、

四、文献综述（国内外研究情况及其发展）

汽车变速器是通过改变传动比，改变发动机曲轴的扭力适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮的牵引力及车速的不同需要。

现在市场上主要有的变速器有手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT又称DSG）等。

1、手动变速器的发展

1891年,一个名叫埃米尔·利互苏的法国人获得了一项三档滑动齿轮变速器的专利。

这种变速器要求驾驶员用一根操纵杆不断地拨动滑动齿轮,直到它们啮合为止。

利互苏对它的发明得意地说:

“虽然粗笨,然而有效。

”过去好多年来,标准的变速器是位于发动机后面的一个带有差速器的三档手动变速器,功率由传动轴传递到车架外面的一对链轮上,然后由结实的链条去驱动每个后轮[4]。

今天的手

速器上,并且最终采用到了其它自动变速器上。

在1949年,帕卡德公司的轿车以有一个闭锁液力变扭器而使其产品别具一格。

但由于这种装置有冲击作用,于1957年停止了使用。

进人70年代之后,美国三大汽车公司重新启用液力变扭器,以满足美联邦政府对轿车燃料经济性法规的严格要求。

在80年代和90年代,为了获得最佳的汽车平顺性、燃料经济性和排放性能,在液力变扭器上开始采用了电子控制装置。

自从有了轿车之后,人们就盼望着无级变速器诞生。

无级变速器在一定范围内提供了无数的传动比,而不是3个或更多固定的档数[5]。

1955年,荷兰达夫公司在其微型轿车上采用了一种变速皮带传动装置,后来这种装置又被更加可靠耐用的多层钢质活节传动带所替代。

福特、菲亚特、富士重工和沃尔沃等汽车公司都生产过带有无级变速器的小型轿车。

无级变速器的主要缺点是其功率容量有限。

在今后几十年里,预计变速器的技术发展不会出现重大突破,只不过是对现有的设计进行改进而已,将会有更加先进的电子控制装置、效率更高的液力变扭器、更多的牵引力控制器以及更加便宜的波尔舍Tiptronic半自动变速器出现。

3、双离合变速器的国内外发展现状

（1）双离合变速器国外研究现状

1940年，Darmstadt大学教授RudolphFranke申请了DCT专利，之后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器（PDK），此时的双离合技术并没有被大规模应用。

20世纪末期，博格华纳和大众公司通过技术合作共同研究出了第一款可大批量制造并有较广应用适应性的双离合器变速器。

2002年，DCT（DSG）应用在奥迪TTV6和德国大众高尔夫R32上，并在2003年相继推广到高尔夫等其他车型上。

2004年，德国大众途安车型首次将DCT与TDI柴油发动机匹配。

2006年，大众车辆的所有车型中累计有70万使用DCT技术。

2007年，雷诺、法拉利等公司纷纷推出应用了DCT相关技术的变速器的赛车，同时，Ricardo公司开发出了DCT样机，并装备在Bugatti—Vernon跑车上；LUK公司与Getrag、Ford公司合作共同开发装载干式离合器的DCT称为平行轴式变速器（PSG）[6]。

在国外，ZF、LUK、博格华纳、Getrag、Ricardo、Ford、VW、Dallier—Chrysler、NISSAN、BMW等公司都在大力开发DCT，并已取得成功。

近年的技术发展主要表现在对性能的优化和系统结构的改进上。

BMW曾针对中、高级轿车开发了全新的7挡DCT以进一步提高效率和运动性能。

目前，双离合器技术主要搭载330N/m左右的中等载重车辆上，现在正在转型面向扭矩150N/m左右的小型车发展。

国外初代DSG主要结构的特点：

1）设计使用异轴平行布置的两个湿式离合器；2）6个前进挡和1个倒挡；3）变速器传动轴分别与两个离合器相连接，每个传动轴仅布置奇数挡（1、3、5档）或偶数当（2、4、6）；4）为了使得结构布置更加紧凑，离合器传递动力主要通过同心的一个实心轴和一个套在实心轴外的空心轴。

区分双离合器变速器的特点主要通过其不同的驱动形式，对于变速器的初代产品，主要有两种不同类型：

一类是大众高尔夫GTI等前置前驱（FF）汽车采用的三轴式DSG，主要特点是比较短，占用空间小，正好适合前置的小空间布置，但是其中的代价就是牺牲了结构的简洁性；另一类是奥迪Roadjet前置后驱（FR）主要使用的是两个传动轴[7]。

国外目前在DCT应用方面比较有着重点，重点针对的是中高档车型，主要应用在跑车类和商务车类，应用车型主要有奥迪TT跑车、新奥迪A3、布加迪威龙EBl64跑车、高尔夫GTI、迈腾、速腾等汽车上。

其他厂家如保时捷、宝马、沃尔沃、福特、三菱、尼桑等汽车公司也不甘示弱，纷纷开发研制双离台自动变速器，并用于自己的汽车产品上。

（2）双离合变速器国内研究现状

相比较而言，我们国内近年的研究主要集中在控制策略仿真、系统建模和样机制作方面。

国外生产厂商对DCT技术进行了严密的封锁，我国受限于技术交流不畅，依照目前的研究进度而看，模仿、参照仍然是我国变速器行业的主流，尽管在国产变速器中有自主配套生产的少量AMT产品[8]，但是对于变速器庞大的类型家族而言，多样化的变速器生产技术仍然是由国外生产厂商独占，国外大公司严格掌控。

在科学技术是第一生产力的今天，只有掌握了变速器国产化技术，才能有强大的市场竞争力，由国家发改委出面协调组织，国内12家自主品牌变速器生产厂发起成立了中发联投资有限公司，并于2008年11月25日在北京举行中发联投资有限公司与博格华纳（中国）投资有限公司离合器（DCT）项目合资签约仪式。

尽管如此，我国的研究技术也仅能保证在原有基础上有所进步，尚有很多问题无法解决，目前仍无法形成制造规模，也无法与国产DCT产品量产配套。

国家的“863”重大专项曾专门为轿车DSG研究设置课题[9]。

按照国家产学研一体化的方针政策，国内高校和专业研究机构与杭州前进齿轮箱集团有限公司、重庆青山工业有限责任公司、浙江吉利控股集团有限公司[6]，在我国大量专业制造的汽车零部件厂商的配合下，组成了研发团队，在原有基础上有了一定的研究进步，取得了一些阶段性成果。

但依照当下开发进度来说，还需要一段漫长的时间才能实现产品化。

目前我们国内多为合资厂商使开发配套的双离合器变速器，一汽大众汽车公司生产的迈腾和速腾汽车也相继搭载了双离合器自动变速器，日系车型和国产品牌如BYD也在逐步推广使用。

五、拟解决的关键问题

1、DSG的机械结构和原理的研究分析

2、DSG液压回路和电控系统的设计

3、DSG动力传递路线分析

4、DSG换挡理念和控制方式的研究

六、

研究思路和方法

1、通过对DSG电控系统的研究，分析电控控制单元中传感器的安装位置、

工作原理和控制方式，绘出电子控制系统的组成框图，完成对DSG电控系统的原理阐述。

2、通过分析变速器ECU根据各种传感器测得发动机的工作状态及车辆行

驶工况，算出换档点机换挡时机，通过向电磁阀发出命令，控制液压系统，从而用油压来控制某个离合器的结合和分离、结合压力的大小、某个换挡拨叉移动和相应档位齿轮的啮合或脱开。

3、通过对双离合变速器的液压控制回路和电控回路的研究分析，找出自动

变速器换挡冲击产生的原因及影响换挡品质的因素，对换挡过程进行分析。

七、本课题的进度安排

本学期毕业设计共计14周，具体安排如下：

3-4周：

毕业实习,查阅相关资料，确定研究课题；

5-6周：

书写开题报告，并完成英文翻译；

7-8周：

DSG机械结构和原理的研究分析；

9-10周：

DSG液压系统和电控系统的研究分析；

11-12周：

DSG换挡回路控制过程的研究分析；

13-14周：

编写毕业设计技术文件，说明书；

15-16周：

毕业答辩。

八、参考文献

[1]陈家瑞，马天飞.汽车构造（下册）[M].北京：

人民交通出版社，2006.87-112页.

[2]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.

[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，2006,（6）：

l-3.

[4]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，2007，30

（2）:

13-21.

[5]金辉，葛安林，陈慧岩．汽车自动变速技术的新发展[J]．汽车技术，2007,（02）：

1-4.

[6]杨昭．双离合器自动变速器动力学建模及仿真研究[D]．长春：

吉林大学，2007.

[7]巧郑民．自动变速箱换挡品质分析模型[J]．筑路机械与施工机械化，2001，

（2）：

79.

[8]ManishKulkarni,TaehyunShim,YiZhangShiftdynamicsandcontrolofdual-clutchtransmissions[J]．MechanismandMachineTheory,2007,12（6）:

168—182．

[9]BergerEJ，SadeghiF，KrousgrillCM．AnalyticandNumericalModelingofEngagementofRough，Permeable，GroovedWetClutches，ASMEJ[J].CONTROLENGINEERINGPRACTICE,1997，119：

143—148

指导教师意见

指导教师（签名）：

年月日

所在系（所）意见

负责人（签章）：

年月日