1、汽车自动变速传动系统机械传动国家重点实验室1第第5章章双离合器自动变速系统双离合器自动变速系统DCT传动原理与结构传动原理与结构1DCT国内外应用情况国内外应用情况2DCT主要性能特点主要性能特点3DCT主要关键技术主要关键技术4DCT变速器案例分析变速器案例分析5DCT未来发展方向未来发展方向62自动变速器自动变速器 AT技术非常成熟技术非常成熟市场占有量大市场占有量大AT关关键键制制造造技技术术与与控控制制系系统统十十分复杂分复杂 CVT燃油经济性好燃油经济性好其其关关键键部部件件（金金属属带带）受受国国外外公公司司技术垄断技术垄断适适用用动动力力范范围围有有限限AMT结结构构简简单单、成
2、成本本低低，传动效率高传动效率高换换挡挡过过程程动动力力中中断断，动动力力性性和和舒舒适性较差适性较差DCT具具有有AT的的舒舒适适性和操作方便性性和操作方便性拥拥 有有 AMT结结 构构简简单单、成成本本低低和和效率高的优点效率高的优点 DCT是最具潜力的新型自动变速器，具有巨大的市场前景。是最具潜力的新型自动变速器，具有巨大的市场前景。3DSG-DirectShiftGearboxDCT-DualClutchTransmissions1、DCT传动原理与结构传动原理与结构双离合器自动变速器简称双离合器自动变速器简称“DSG”或者或者“DCT”。4基基本本原原理理相相当当于于采采用用两两套套
3、变变速速器器和和两两个个离离合合器器，一一个个变变速速器器处处于于工工作作状状态态时时另另一一变变速速器器空空转转，通通过过两两个个离离合合器器的的切切换换来来实实现现两两变变速速器器交交替替进进入入工工作作状状态态，可可在在动动力力切切断断时时间间很很短短的的情情况下完成换挡。况下完成换挡。1.1基本结构：装置在一起的两个离合器定轴式齿轮机构基本结构：装置在一起的两个离合器定轴式齿轮机构5四四个个换换档档同同步步器器分分别别控控制制各各档档结结合合分分离离，离离合合器器C1与与1、3、5档档（奇奇数数档档）相相连连，离离合合器器C2与与2、4、6档档（偶偶数数档档）及及R档档相相连连，当当车
4、车辆辆在在奇奇数数档档位位行行驶驶时时，可可预预先先挂挂好好偶偶数数档档，离离合合器器C1和和离离合合器器C2交交替替进进入入结结合合状状态态实实现现各各档档间间的的变变换。换。67按按照照中中间间轴轴个个数数及及其其布布置置方方式式进进行行分分类类，DCT可可分分为为单单中中间间轴轴DCT和和双双中中间间轴轴DCT，双双中中间间轴轴DCT的的轴轴向向尺尺寸寸更更为为紧凑，应用范围最广。紧凑，应用范围最广。1.2DCT主要型式：主要型式：双中间轴式双中间轴式DCT 8齿轮轴系布置方式三轴式两轴式9 湿式多片式湿式多片式DCT 干式单片式干式单片式DCT 按按照照采采用用的的离离合合器器形形式式
5、DCT通通常常分分为为湿湿式式多多片片双双离离合合器和器和干式单片干式单片双离合器两种结构型式。双离合器两种结构型式。1.2DCT主要型式：主要型式：10DCT类型类型公司代表公司代表产品产品湿式双离合器自动变速器博格华纳大众迈腾、奥迪TT、高尔夫R32等Ricardo公司布加迪-威龙（Bugatti Veyron）格特拉克福克斯、沃尔沃等车型ZF公司运动型7速DCT干式双离合器自动变速器LuK公司大众速腾福特汽车公司福克斯、嘉年华 双离合器技术主要由BorgWarner（湿式）和LuK（干式）掌握。11大众公司大众公司DCTDCT结构结构l 湿式离合器湿式离合器l 三轴式结构三轴式结构l
6、液压控制液压控制l 前驱前驱1213平行轴齿轮平行轴齿轮湿式多片离合器湿式多片离合器14液压阀组液压阀组电控单元电控单元15ON/OFF,Sequencing SolenoidSequencing ValveON/OFF,Safety Solenoid#1PWM,Actuator Solenoid#1PWM,Actuator Solenoid#2VBS,Lube Regulator SolenoidSafety Valve#1Safety Valve#2PWM,Actuator Solenoid#4Clutch SolenoidSub-AssemblyOver-PressureRelief V
7、alveVFS,Clutch ControlSolenoid(Outer Clutch)VFS,Clutch ControlSolenoid(Inner Clutch)Line PressureRegulator ValveLube PressureRegulator ValveValve Body CastingValve Body GasketSeparator PlateVFS Filter Gasket液压控制单元液压控制单元167速DSG干式双离合器 国内车型装备的国内车型装备的DCTDQ250-6速湿式速湿式DQ200-7速干式速干式177-speed DSG186速DSG湿式双离
8、合器 19ZF最最新新型型的的DCT50双双离合器离合器7速自动变速器速自动变速器最大转矩最大转矩500Nm最高转速最高转速9000转转ZFZF公司公司DCTDCT结构结构l 湿式离合器湿式离合器l 二轴式结构二轴式结构l 液压控制液压控制l 后驱后驱20福福特特正正在在研研究究新新型型Getrag-Ford变变速速器器Powershift系系统统MPS6，准备用于将来的车型上。，准备用于将来的车型上。FORDFORD公司公司DCTDCT结构结构l 湿式离合器湿式离合器l 三轴式结构三轴式结构l 液压控制液压控制l 前驱前驱2122GETRAGDry Dual Clutch23Luk公司公司D
9、CT结构结构l 干式或湿式离合器干式或湿式离合器l 二轴式结构二轴式结构l 电动液压控制电动液压控制l 前驱前驱242526保时捷保时捷7速速PDK双离合变速器双离合变速器27PDK 双离合器双离合器28奥迪奥迪S-tronic7速双离合变速器速双离合变速器2930三菱扶桑三菱扶桑(MITSUBISHIFUSO)M038S6六速六速双离合变速器双离合变速器3132333435DCT的控制系统基本组成的控制系统基本组成1.3DCT控制系统组成与原理控制系统组成与原理：361号离合器压力传感器号离合器压力传感器2号离合器压力传感器号离合器压力传感器机油温度传感器机油温度传感器ECU温度传感器温度传
10、感器减振器速度传感器减振器速度传感器1号输入轴速度传感器号输入轴速度传感器2号输入轴速度传感器号输入轴速度传感器1号换挡拨叉位置传感器号换挡拨叉位置传感器2号换挡拨叉位置传感器号换挡拨叉位置传感器3号换挡拨叉位置传感器号换挡拨叉位置传感器4号换挡拨叉位置传感器号换挡拨叉位置传感器电子控制部件电子控制部件（1）系统传感器）系统传感器换挡位置信息换挡位置信息驱动模式信息驱动模式信息踏板开关信息踏板开关信息制动开关信息制动开关信息发动机扭矩信息发动机扭矩信息发动机转速信息发动机转速信息车速信息车速信息点火开关信息点火开关信息CAN信息信息37（2）执行器部件）执行器部件1号离合器换挡压力电磁阀号离合
11、器换挡压力电磁阀2号离合器换挡压力电磁阀号离合器换挡压力电磁阀离合器压力切断电磁阀离合器压力切断电磁阀2号离合器号离合器/换挡切换电磁阀换挡切换电磁阀1号换挡选择电磁阀号换挡选择电磁阀2号换挡选择电磁阀号换挡选择电磁阀换挡换挡/冷却切换电磁阀冷却切换电磁阀离合器冷却电磁阀离合器冷却电磁阀离合器信息离合器信息挡位信息挡位信息发动机扭矩请求发动机扭矩请求发动机转速请求发动机转速请求驱动模式信息驱动模式信息38DCT系统控制原理系统控制原理392、DCT国内外应用情况国内外应用情况2.1 国外发展现状国外发展现状1940年年德德国国Darmstadt大大学学教教授授Franke第第一一个个申申请请了
12、了双双离离合合器器变变速速器器(DCT)专专利利，曾曾经经在在载载货货车车上上试试验验过过，但但没没有有投投入入批批量量生生产产。随随后后保保时时捷捷也也发发明明了了专专用用于于赛赛车车的的双双离离合合变变速速器器(PDK)，然然而而未未能能成成功功将将DCT技术投入批量生产。技术投入批量生产。402、DCT国内外应用情况国内外应用情况20世世纪纪90年年代代末末期期，大大众众公公司司和和博博格格华华纳纳携携手手合合作作生生产产第第一一个个适适用用于于大大批批量量生生产产和和应应用用于于主主流流车车型型的的湿湿式式双双离离合变速器。合变速器。2.1 国外发展现状国外发展现状412、DCT国内外
13、应用情况国内外应用情况博博格格华华纳纳为为双双离离合合自自动动变变速速器器开开发发的的DualTronic双双离离合合自自动动变变速速湿湿式式离离合合器器和和控控制制系系统统于于2003年年批批量量生生产产配配套套于于大大众众奥奥迪迪革革新新产产品品DSG，博博格格华华纳纳因因其其产产品品创创新新和和加加工工精精细细而而赢赢得得了了2005年度北美供应商超级大奖。年度北美供应商超级大奖。随随着着DSG产产品品系系列列进进入入第第三三年年的的批批量量化化生生产产，大大众众公公司司继继续续推推广广该该技技术术的的应应用用。在在2006年年，DSG产产品品系系列列将将为为至至少少10款款汽汽油油和和
14、柴柴油油车车型型配配套套，包包括括大大众众高高尔尔夫夫、大大众众宝宝来来、大大众众捷捷达达、大众途安、大众帕萨特、奥迪大众途安、大众帕萨特、奥迪A3、奥迪、奥迪TT等。等。2.1 国外发展现状国外发展现状422003年年，奥奥迪迪公公司司将将最最新新一一代代DCT变变速速器器装装在在3.2L的的奥奥迪迪TT和和高高尔尔夫夫R32上上，开开创创了了DCT变变速速器器技技术术的的又又一一个个新的里程碑。新的里程碑。2、DCT国内外应用情况国内外应用情况2.1 国外发展现状国外发展现状432008年年配配备备LuK干干式式双双离离合合器器的的7挡挡DSG变变速速箱箱在在德德国国大大众众汽汽车车公公司
15、司进进入入量量产产，并并已已经经成成功功应应用用于于Sagitar等车型。等车型。2、DCT国内外应用情况国内外应用情况2.1 国外发展现状国外发展现状44福福特特将将PowerShift变变速速箱箱引引入入北北美美市市场场，北北美美版版嘉嘉年年华华配配备备了了PowerShift六六前前速速干干式式双双离离合合器器变变速速箱箱。除除此此之之外外，新新一一代代福福特特福福克克斯斯、蒙蒙迪迪欧欧、S-MAX、Galaxy和和Kuga都都可可以以选选择择PowerShift双离合器变速箱。双离合器变速箱。2、DCT国内外应用情况国内外应用情况2.1 国外发展现状国外发展现状452004年大众年大众
16、6档湿式双离合器变速器投入市场档湿式双离合器变速器投入市场 双离合器车型渐成市场主流双离合器车型渐成市场主流 奥迪奥迪TT、A3大众途安、尚酷、速腾、迈腾、高尔夫大众途安、尚酷、速腾、迈腾、高尔夫已经或将要装备已经或将要装备DCT的车型如下：的车型如下：宝马宝马MDKG三菱三菱TwinClutchSST福特福克斯福特福克斯powershift沃尔沃沃尔沃S40保时捷保时捷PDK462、DCT国内外应用情况国内外应用情况2.2 国内发展现状国内发展现状菲亚特动力科技计划在中国与欧洲市场同步推出菲亚特动力科技计划在中国与欧洲市场同步推出C635DDCT（干式）（干式）华晨集团与上汽汽车变速器有限公
17、司合作开发华晨集团与上汽汽车变速器有限公司合作开发DCT国内国内863项目：青山（干式）、杭维柯、吉利（湿式）项目：青山（干式）、杭维柯、吉利（湿式）博格华纳、中发联博格华纳、中发联DCT控制模块大连合资厂年产能目标控制模块大连合资厂年产能目标50万套万套中发联：一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、华晨、江淮、中发联：一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、华晨、江淮、长丰、吉利、广汽、中顺、长城长丰、吉利、广汽、中顺、长城47pp江淮汽车江淮汽车江淮汽车江淮汽车pp 20072007年轿车双离合器自动变速器技术开发项目作为年轿车双离合器自动变速器技术开发项目作为年轿车双离合器自动变速器技术开发项目作为年轿车
18、双离合器自动变速器技术开发项目作为“十一五十一五十一五十一五”863863计划重大项目计划重大项目计划重大项目计划重大项目p吉利汽车吉利汽车由浙江吉利控股集由浙江吉利控股集团有限公司、杭州前有限公司、杭州前进齿轮箱集箱集团有限公司和重有限公司和重庆青山工青山工业有限有限责任公司承担任公司承担 江淮汽江淮汽车的的6速湿式双离合器速湿式双离合器项目于目于2009年已年已经列入安徽省自主列入安徽省自主创新新重大重大项目并目并获支持，是江淮汽支持，是江淮汽车重大重大战略性略性产品开品开发项目目 吉利汽吉利汽车在在2009年自主开年自主开发了双离合器自了双离合器自动变速器速器样机，但是距离机，但是距离装
19、装车和和产业化化还有相当有相当长的的时间。p重庆青山工业公司重庆青山工业公司重重庆青山工青山工业公司已公司已经完成了完成了AMT产业化，化，为DCT的开的开发提供了技提供了技术保障，目前正致力于双离合器自保障，目前正致力于双离合器自动变速器速器产品的自主开品的自主开发，将有，将有望在未来几年内年望在未来几年内年实现DCT的批量生的批量生产。2.2 国内发展现状国内发展现状483、DCT主要性能特点主要性能特点 由于DCT既继承了手动变速器的结构简单、安装空间紧凑、重量轻、传动效率高、制造成本低等优点，又融合了AT动力不中断、换挡迅速平稳的良好特性，很快便成为了业界研究开发的新热点。与目前汽车市
20、场上已有的自动变速器相比，DCT具有下列优点：DCT汽车的操纵和传统的AT汽车一致，但其燃油经济性优于AT汽车；因DCT硬件与手动变速器类似，在许多方面可以借鉴MT的技术经验，其开发与制造成本低于传统AT；国内手动变速器（MT）技术成熟，利用国内已有的MT技术条件，可加快DCT产品开发。DCT总体优点总体优点49 DCT在推广使用方面的一个显著的优点是它几乎不受传递功率的限制，应用范围很广，它既可以应用在大型载重汽车、城市公共汽车、工程机械、中型货车等大中型车辆上，使驾驶员免于频繁的换挡操作，而且由于它的换挡时间很短，也可以应用在运动型车辆上。通常在功率较大的车辆中，它的应用更为有利。这是因为
21、一般情况下它有两根传动轴是同心的，即中间的一根传动轴是实心的，而套在它外面的则是一根空心的，由于轴的刚度、强度以及结构尺寸等方面的原因，较大的传动轴轴径有利于双离合器式自动变速器的设计，多适合功率较大的车辆。对于小功率车辆，如果要开发设计双离合器式自动变速器，也可以采用双中间轴的布置方案。这种方案不再采用轴套轴的方式，而是采用了两个独立的中间轴,其刚度和强度都不再有问题，而且这样设计的双离合器式自动变速器轴向尺寸非常紧凑。3、DCT主要性能特点主要性能特点DCT应用方面应用方面503、DCT主要性能特点主要性能特点 湿式离合器的可控性和控制品质好，具有压力分布均匀、磨损小且均匀、传递扭矩容量
22、大、不用专门调节摩擦片间隙等特点。由于采用液压油强制冷却，允许起步时较长时间的打滑和高挡起步时不会烧损摩擦衬面，离合器的寿命比较长。然而，在分离状态中的多片式离合器的主、从动摩擦片之间因经过润滑油相互滑转，产生较大的摩擦阻力，使变速器的传动效率降低，且工作时需要辅助液压动力源，增加了系统的复杂程度及制造成本。湿式双离合器特点分析湿式双离合器特点分析513、DCT主要性能特点主要性能特点 与湿式离合器相比，干式单片双离合器与传统手动变速器采用的膜片弹簧离合器相似，区别在于干式单片双离合器可看作两个离合器的叠加，且考虑安全因素采用的是常开式设计。干式双离合器具有结构简单、传动效率高、不需要辅助动力
23、成本相对较低等优点。但是，由于干式离合器的热容量有限，因此在大功率输入的情况下，系统很快就会达到热容极限，其热容极限明显低于液力变矩器或湿式离合器。另外，干式离合器摩擦片的磨损也一直是关系到其使用寿命的焦点问题。因此，干式双离合器在性能稳定性、承载能力方面存在一定的局限性。干式双离合器特点分析干式双离合器特点分析523、DCT主要性能特点主要性能特点表 1.1为 德 国 大 众 公 司 所 开 发 的 传 统 AT、湿 式 6挡DSG（Direct Shift Gearbox）和7挡干式DSG性能对比。表1.1 自动变速器性能对比Tab 1.1 Comparison of transmiss
24、ion performanceTorque converter transmission6-speed DSG7-speed DSGNumber of gears667Max.torque320 Nm350 Nm250 NmClutchWetDryTransmission oil volume5.816.511.71Weight185 kg93 kg77 kgConsumption advantage2Reference-0.31/100km-0.81/100kmEfficiency383%85%91%1 including dual-mass flywheel and oil2 compar
25、ed with a Golf 1.4 TSI 90kW with torque converter transmission3 average efficiency in 5th gear533、DCT主要性能特点主要性能特点加速性能分析加速性能分析DCT与与MT性能比较性能比较54DCTDCT变速器特点变速器特点传动效率高，大大提高了车辆的燃油经济性传动效率高，大大提高了车辆的燃油经济性反应灵敏，具有很好的操纵性反应灵敏，具有很好的操纵性加速过程中无动力中断的感觉，使车辆的加速更加强劲加速过程中无动力中断的感觉，使车辆的加速更加强劲采用定轴式结构，生产继承性好采用定轴式结构，生产继承性好只能
26、顺序换挡，跳跃降挡时只能跳三级降挡（只能顺序换挡，跳跃降挡时只能跳三级降挡（6挡降挡降3挡，挡，5挡降挡降2挡）挡）55在在换换挡挡过过程程中中，两两个个离离合合器器都都要要滑滑摩摩产产生生大大量量的的热热量量，如如果果不不及及时时散散热热，离离合合器器摩摩擦擦面面会会生生局局部部高高温温，导导致致摩摩擦擦片片的的破破坏坏。所所以以离离合合器器摩摩擦擦片片材材料料、耐耐磨磨性性、摩摩擦擦系系数数及及其其摩摩擦面的油槽设计形式是需要解决的关键问题。擦面的油槽设计形式是需要解决的关键问题。起起润润滑滑冷冷却却作作用用的的工工作作介介质质应应具具有有良良好好的的热热稳稳定定性性和和较较高高的的抗抗剪
27、剪切切能能力力，具具有有适适当当的的粘粘度度和和良良好好的的粘粘温温特特性性，保保证证离离合合器的正常工作。通常采用器的正常工作。通常采用DCT专用油（价格较高）。专用油（价格较高）。4、DCT主要关键技术主要关键技术4.1双离合器设计制造双离合器设计制造56湿式多片离合器湿式多片离合器与与AT中中的的离离合合器器相相似似，但但是是尺尺寸寸较较大大。利利用用液液压压缸缸内内的的油油压压和和活活塞塞压压紧紧离离合合器器，油油压压的的建建立立由由ECU控控制制电电磁磁阀阀来来实实现现，2个个离离合合器器的的一一个个结结合合一一个个分分离离，不不会会发发生生2个个离离合合器器同同时时接接合合的情形。
28、的情形。57湿式离合器的三种布置方式湿式离合器的三种布置方式轴向布置轴向布置径向布置径向布置分离布置分离布置58干式双离合器干式双离合器湿式双离合器湿式双离合器59选换挡执行机构选换挡执行机构离合器执行机构离合器执行机构离合器分离系统离合器分离系统双离合器双离合器减振系统减振系统6061626364干式单片离合器干式单片离合器驱动方式：采用两套电动或液压机构驱动方式：采用两套电动或液压机构能量消耗小于湿式，控制效果不如湿式离合器。能量消耗小于湿式，控制效果不如湿式离合器。65 66在在早早期期研研发发的的干干式式离离合合器器结结构构中中，锥锥形形离离合合器器最最为为成成功功。它它是是将将发发动
29、动机机飞飞轮轮的的内内孔孔做做成成锥锥体体作作为为离离合合器器的的主主动动件件，采采用用锥锥形形离离合合器器的的方方案案一一直直延延续续到到20世世纪纪20年年代代中中叶叶，对对当当时时来来说说，锥锥形形离离合合器器的的制制造造比比较较容容易易，摩摩擦擦面面容容易易修修复复，摩摩擦擦材材料料曾曾用用过过驼驼毛毛带带、皮皮革革带带等等。那那时时也也曾曾出出现现过过蹄蹄鼓鼓式式离离合合器器来来替替代代锥锥形形离离合合器器，该该结结构构采采用用的的是是内内蹄蹄鼓鼓式式，这这种种结结构构型型式式有有利利于于在在离离心心力力作作用用下下使使蹄蹄紧紧贴贴鼓鼓面面，蹄蹄鼓鼓式式离离合合器器所所用用的的摩摩擦
30、擦元元件件为为木木块块、皮皮革革带带等等，其其质质量量较较锥锥形形离离合合器器小小。无无论论锥锥形形离离合合器器还还是是蹄蹄鼓鼓式式离离合合器器，都都容容易易造造成成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。干式干式DCT67现现在在所所用用的的盘盘片片式式离离合合器器的的先先驱驱是是多多片片盘盘式式离离合合器器，是是直直到到1925年年以以后后才才出出现现的的。其其主主要要优优点点是是：起起步步时时离离合合器器的的接接合合比比较较平平顺顺、无无冲冲击击。石石棉棉基基摩摩擦擦材材料料的的引引入入和和改改进进使使得得盘盘片片式式离离合
31、合器器可可以以传传递递更更大大的的转转矩矩，能能耐耐受受更更高高的的温温度度。此此外外，由由于于采采用用石石棉棉基基摩摩擦擦材材料料后后可可用用较较小小的的摩摩擦擦面面积积，因因而而可可以以减减少少摩摩擦擦片片数数，这这是是由由多多片片离离合合器器向向单单片片离离合合器器转转变变的的关关键键。如如今今，单单片片干干式式摩摩擦擦离离合合器器在在结结构构设设计计方方面面相相当当完完善善，广广泛泛用用于于大大、中中、小小各各类类车车型型中中。从从国国外外的的发发展展动动向向来来看看，近近年年来来车车辆辆在在性性能能上上向向高高速速发发展展，发发动动机机的的功功率率和和转转速速不不断断提提高高，载载重
32、重车车趋趋于于大大型型化化，但但是是离离合合器器允允许许加加大大尺尺寸寸的的空空间间有有限限。为为了了提提高高离离合合器器的的传扭能力，可采用双片干式离合器。传扭能力，可采用双片干式离合器。68根据膜片弹簧结构的不同，有根据膜片弹簧结构的不同，有常开式常开式和和常闭式常闭式之分。之分。常常闭闭式式与与普普通通单单片片离离合合器器相相同同，当当膜膜片片弹弹簧簧小小端端不不受受力力时时，在膜片弹簧作用下离合器处于结合状态。在膜片弹簧作用下离合器处于结合状态。常常开开式式与与常常闭闭式式则则相相反反，膜膜片片弹弹簧簧小小端端不不受受力力时时离离合合器器处处于于分离状态。分离状态。出出于于安安全全原原
33、因因考考虑虑，为为保保证证离离合合器器分分离离机机构构出出现现故故障障时时两两个个离离合合器器不不出出现现同同时时结结合合而而挂挂双双档档锁锁死死现现象象，双双离离合合器器常常采采用用常常开开式式结结构构。当当没没有有力力作作用用在在膜膜片片弹弹簧簧的的分分离离指指上上时时，离离合合器器的的压压紧紧力等于零，离合器不传递扭矩。力等于零，离合器不传递扭矩。69根根据据摩摩擦擦盘盘结结构构的的不不同同，干干式式双双离离合合器器又又分分为为带带扭扭转减振器和不带扭转减振器两种结构形式。转减振器和不带扭转减振器两种结构形式。不不带带扭扭转转减减振振器器的的摩摩擦擦盘盘转转动动惯惯量量小小，同同时时在在
34、同同样样安安装装空空间间尺尺寸寸条条件件下下可可得得到到更更大大的的有有效效作作用用面面积积，但但必必须须采采用用双双质质量量飞飞轮轮扭扭转转减减振振器器，以以解解决决传传动动系系统统扭扭转振动问题。转振动问题。70干式双离合器失效形式干式双离合器失效形式 干干式式双双离离合合器器失失效效形形式式主主要要表表现现为为摩摩擦擦副副磨磨损损超超过过极极限限、摩摩擦擦表表面面烧烧蚀蚀和和摩摩擦擦片片翘翘曲曲变变形形等等，导导致致不不能能有有效效地地进进行行扭扭矩传递和控制。矩传递和控制。磨损失效磨损失效 干干式式双双离离合合器器工工作作具具有有三三种种不不同同的的动动力力学学状状态态：完完全全分分离
35、离、滑滑动动摩摩擦擦和完全结合锁止。和完全结合锁止。摩摩擦擦副副磨磨损损是是滑滑摩摩的的必必然然结结果果，离离合合器器摩摩擦擦副副在在载载荷荷作作用用下下由由于于滑滑摩摩所所产产生生的的热热，会会对对摩摩擦擦材材料料的的物物理理-力力学学性性能能及及化化学学性性能能的的变变化化产产生生影影响响，是影响材料摩擦学性能及磨损机理的直接因素。是影响材料摩擦学性能及磨损机理的直接因素。对对于于干干式式双双离离合合器器，由由于于其其热热容容量量小小，冷冷却却条条件件差差，滑滑摩摩热热量量不不易易及及时时耗耗散散，工工作作过过程程中中会会形形成成摩摩擦擦副副表表面面局局部部高高温温，离离合合器器的的磨磨损
36、损随随工工作作表表面温度的升高而增大。面温度的升高而增大。71摩擦片比磨损率随温度的变化摩擦片比磨损率随温度的变化 当当摩摩擦擦表表面面平平均均温温度度低低于于250C时时，磨磨损损率率较较低低；但但当当摩摩擦擦表表面面平平均均温温度度超超过过250C后后，磨磨损损率率会会随随着着摩摩擦擦表表面面平平均均温温度度的的升升高高而而呈呈指指数数规规律律增增长长，同同时时摩摩擦擦因因数数将将出出现现热热衰衰退退，使使摩摩擦擦副传递的摩擦力矩失去稳定性。副传递的摩擦力矩失去稳定性。72对对于于常常开开式式干干式式双双离离合合器器，随随着着摩摩擦擦片片的的不不断断磨磨损损，摩摩擦擦片片的的总总厚厚度度减
37、减小小，压压紧紧力力会会减减小小，离离合合器器传传递递的的摩摩擦擦力力矩矩产产生生急急剧剧抖抖动动，造造成成离离合合器器频频繁繁打打滑滑，影影响响动动力力的的可可靠靠传传递递。同同时时频频繁繁的的打打滑滑又又使使摩摩擦擦片片的的温温度度升升高高，致致使使摩摩擦擦片片磨磨损损更更加加严严重重，造造成成恶恶性循环，使摩擦片早期失效。性循环，使摩擦片早期失效。离合器滑摩过程中，压盘只有一个面受热，在压盘摩擦表面和离合器滑摩过程中，压盘只有一个面受热，在压盘摩擦表面和其它自由表面间会产生明显的温差，这种温度分布不均衡在压盘其它自由表面间会产生明显的温差，这种温度分布不均衡在压盘摩擦表面附近的圆周方向上
38、会产生从压应力到拉应力变化的非线摩擦表面附近的圆周方向上会产生从压应力到拉应力变化的非线性热应力分布，与压盘所受的压力合成，将导致离合器压盘的伞性热应力分布，与压盘所受的压力合成，将导致离合器压盘的伞状变形，从而对离合器扭矩传递能力和使用寿命产生影响。状变形，从而对离合器扭矩传递能力和使用寿命产生影响。热变形失效热变形失效 73干式离合器扭矩传递能力干式离合器扭矩传递能力Tc压压盘盘的的伞伞状状变变形形导导致致有有效效作作用用面面积积和和等等效效力力臂臂长长度度减减小小，使使力力矩矩传传递递能能力力降降低低。同同时时离离合合器器传传递递扭扭矩矩与与压压盘盘压压力力或或行行程之间的关系也发生改变
39、影响了其扭矩精确控制性能。程之间的关系也发生改变，影响了其扭矩精确控制性能。在在离离合合器器滑滑摩摩过过程程中中，摩摩擦擦片片部部分分体体积积可可能能发发生生塑塑性性压压缩缩，当当温温度度平平衡衡后后该该部部位位产产生生残残余余拉拉伸伸应应力力，而而在在其其他他部部位位，不发生变形则有残余压缩应力。不发生变形则有残余压缩应力。74 有有压压缩缩力力的的任任何何弹弹性性物物体体，在在一一定定条条件件下下可可能能丧丧失失最最初初形形状状的的稳稳定定性性。对对于于摩摩擦擦片片来来说说，这这种种稳稳定定性性的的丧丧失失，决决定定于于压压缩缩残残余余应应力力的的分分布布，最最后后导导致致摩摩擦擦片片内
40、内或或外外缘缘凸凸出出变变形形，表表现现为摩擦片的翘曲度过大。为摩擦片的翘曲度过大。由由于于摩摩擦擦片片过过大大的的翘翘曲曲度度，减减小小了了分分离离状状态态的的结结构构间间隙隙，带带来来分分离离不不良良，进进而而引引起起摩摩擦擦片片局局部部温温升升较较快快，使使摩摩擦擦片片变变硬硬发发脆脆，在在结结合合过过程程中中的的冲冲击击下下易易造造成成裂裂纹纹，断断裂裂。翘翘曲曲变变形形后后的的从从动动盘盘在在转转动动中中还还会会产产生生偏偏摆摆，使使离离合合器器结结合合时时发发抖抖和和磨磨损损不均。不均。75目目前前干干式式离离合合器器使使用用的的摩摩擦擦材材料料，工工作作临临界界温温度度大大约约在
41、在400C左左右右。超超过过这这个个温温度度，摩摩擦擦片片将将会会因因烧烧蚀蚀炭炭化化、碳碳化化,表表层变得酥松，出现裂纹、胶合等等现象而永久损坏。层变得酥松，出现裂纹、胶合等等现象而永久损坏。温温升升取取决决于于干干式式离离合合器器的的热热容容量量和和热热量量耗耗散散能能力力，因因此此滑滑摩摩导致的温升是影响干式双离合器寿命的关键。导致的温升是影响干式双离合器寿命的关键。摩擦片烧蚀摩擦片烧蚀 761.湿湿式式离离合合器器工工作作环环境境对对外外全全封封闭闭，免免受受外外界界湿湿度度、粉粉尘尘及及内部机油的影响，工作性能稳定；内部机油的影响，工作性能稳定；2.湿湿式式离离合合器器摩摩擦擦副副间
42、间有有油油膜膜存存在在，结结合合过过程程中中为为混混合合摩摩擦擦状态，接合过程平顺；状态，接合过程平顺；3.湿湿式式离离合合器器在在不不增增大大径径向向尺尺寸寸前前提提下下，改改变变摩摩擦擦副副数数即即可可调节传递转矩，易于实现传动摩擦副的系列化、标准化；调节传递转矩，易于实现传动摩擦副的系列化、标准化；4.湿湿式式离离合合器器冷冷却却散散热热效效果果好好，特特别别是是在在频频繁繁接接合合和和半半接接合合工工况况，散散热热效效果果明明显显好好于于干干式式离离合合器器,使使用用寿寿命命一一般般为为干干式式离合器的离合器的34倍；倍；干式与湿式离合器的性能对比干式与湿式离合器的性能对比775.湿式
43、离合器磨损甚微，使用寿命期间一般免调整；湿式离合器磨损甚微，使用寿命期间一般免调整；6.湿湿式式离离合合器器摩摩擦擦衬衬片片及及对对偶偶钢钢盘盘较较薄薄，其其损损坏坏型型式式多多为为瞬瞬时时温温升升过过高高或或温温度度分分布布不不均均导导致致的的烧烧损损或或翘翘曲曲，而而不不是是摩摩擦擦衬衬片片的磨损；的磨损；7.湿式离合器结构比干式离合器复杂，价格高于干式离合器；湿式离合器结构比干式离合器复杂，价格高于干式离合器；8.干干式式离离合合器器只只能能轴轴向向布布置置，结结构构尺尺寸寸较较大大；在在离离合合器器片片磨磨损损后，需要定期更换摩擦片；后，需要定期更换摩擦片；9.干干式式离离合合器器没没
44、有有强强制制冷冷却却系系统统，功功率率损损失失小小；湿湿式式离离合合器器由由于油的作用，不能彻底分离，产生功率损失。于油的作用，不能彻底分离，产生功率损失。78干式、湿式双离合器变速器比较干式、湿式双离合器变速器比较79DCT的的起起步步控控制制与与AMT的的控控制制相相同同，其其控控制制目目标标是是保保证证起起步步过过程程离离合合器器结结合合的的平平顺顺性性，延延长长离离合合器器使使用用寿寿命命，减减小发动机的转速波动。小发动机的转速波动。为为了了使使两两个个离离合合器器具具有有基基本本相相同同的的寿寿命命，且且外外形形尺尺寸寸基基本本相相同同，可可采采用用两两离离合合器器分分担担起起步步力
45、力矩矩的的方方法法，既既起起步步时时同同时挂上时挂上1、2档，两离合器同时结合。档，两离合器同时结合。由由于于起起步步过过程程中中离离合合器器处处于于滑滑磨磨状状态态，因因此此没没有有档档位位干干涉涉。根根据据路路面面条条件件和和起起步步意意图图设设定定离离合合器器1的的滑滑转转率率值值，当当达达到到该该值值后后，一一个个离离合合器器分分离离，另另一一离离合合器器继继续续结结合合完完成成起起步过程。步过程。4.2起步过程离合器控制 80DCT通通过过两两个个离离合合器器的的匹匹配配切切换换实实现现换换挡挡动动作作，换换挡挡迅迅速速平平稳稳，换换挡挡时时间间可可以以达达到到0.04s0.03s，
46、驾驾驶驶者者不不会会有有任任何何感感觉觉。在在换换挡挡过过程程中中，发发动动机机的的动动力力始始终终不不断断地地被被传传递递到到车轮上，实现动力换挡，保证车辆具有良好的加速性能。车轮上，实现动力换挡，保证车辆具有良好的加速性能。DCT变变速速器器还还可可以以很很容容易易地地实实现现手手自自一一体体功功能能，驾驾驶驶者者可以通过触摸式按钮实现手动强制换挡，增加了驾驶乐趣。可以通过触摸式按钮实现手动强制换挡，增加了驾驶乐趣。DCT动力换档特性动力换档特性4.3换挡过程离合器控制 81DCT换换挡挡过过程程动动力力切切断断的的时时间间很很短短，又又不不带带液液力力变变矩矩器器，因此对换挡过程离合器的
47、控制有较高的要求。因此对换挡过程离合器的控制有较高的要求。为为减减小小动动力力中中断断时时间间，离离合合器器切切换换过过程程中中必必然然存存在在两两个个离离合合器器扭扭矩矩传传递递的的重重叠叠或或中中断断阶阶段段，必必须须对对离离合合器器切切换换时时序序进进行行精精确的控制，这是保证换挡品质及离合器工作寿命的关键。确的控制，这是保证换挡品质及离合器工作寿命的关键。如如果果切切换换时时间间控控制制不不当当，可可能能造造成成两两个个挡挡位位之之间间的的互互锁锁干干涉涉及及换换挡挡冲冲击击，造造成成离离合合器器滑滑摩摩等等，导导致致摩摩擦擦片片变变形形甚甚至至烧烧蚀蚀破坏，直接影响离合器的分离接合特
48、性和寿命。破坏，直接影响离合器的分离接合特性和寿命。受受系系统统本本身身多多因因素素的的影影响响，使使离离合合器器切切换换时时序序的的精精确确控控制制较较为困难。为困难。82离合器切换过程转速与传递的扭矩离合器切换过程转速与传递的扭矩 在在换换档档过过程程中中，理理想想状状态态下下换换出出档档离离合合器器扭扭矩矩逐逐渐渐降降低低的的同同时时，换换入入档档离离合合器器扭扭矩矩应应同同步步增增加加，使使两两个个离离合合器器扭扭矩矩之之和和等等于于发发动机扭矩。动机扭矩。83离合器切换重叠不足 离合器切换重叠过度 84变变速速器器在在换换挡挡过过程程中中，一一个个离离合合器器由由结结合合到到滑滑摩摩
49、再再到到分分离离状状态态，另另一一个个离离合合器器由由分分离离到到滑滑摩摩再再到到结结合合状状态态，为为了了使使动动力力不不中中断断，两两个个离离合合器器必必然然存存在在工工作作重重叠叠的的部部分分，切切换换过过程程中中离离合合器器控控制压力的变化规律如图。制压力的变化规律如图。在在换换挡挡过过程程中中如如何何控控制制好好离离合合器器分分离离、接接合合的的配配合合时时序序，是是双双离离合合器器换换挡挡控控制制策策略略中中最最重重要要的的问问题题之之一一，而而对对离离合合器器操操纵纵油油压的精确控制是核心技术。压的精确控制是核心技术。8586 减小离合器滑摩功减小离合器滑摩功 车辆起步过程中离合
50、器的滑摩功通常比换档过程大，为了车辆起步过程中离合器的滑摩功通常比换档过程大，为了减小起步过程滑摩功导致的温升，可采用两个离合器同时传递减小起步过程滑摩功导致的温升，可采用两个离合器同时传递起步扭矩的控制策略，以减小每个离合器上的滑摩功。起步扭矩的控制策略，以减小每个离合器上的滑摩功。4.4离合器温升控制方法 87 增大中间盘和压盘热容量增大中间盘和压盘热容量 使双离合器中间盘和压盘有较大的热容量和较高的导热系使双离合器中间盘和压盘有较大的热容量和较高的导热系数可明显降低温升，但受到空间尺寸的限制，往往不可能使其数可明显降低温升，但受到空间尺寸的限制，往往不可能使其热容量增大。在结构允许的条件
