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1、齐齐哈尔高等师范专科学校专科毕业论文（设计）DSG双离合器自动变速器摘要：双离合器式自动变速器是基于手动变速器发展而来的，其工作原理是通过将变速器挡位按奇、偶数分开布置，分别与两个离合器连接，通过离合器的交替切换完成换挡过程，以实现动力换挡。它综合了 AMT的优势和 AT 动力换挡的优点，具有很好的换挡品质和车辆动力性、经济性，比较适合我国日前以手动变速器占主导地位的情况。 故在此通过研究进一步了解其工作原理与动力传递方式。关键词：离合器 自动变速器换挡机构 DSG的发展德国大众汽车公司旗下的奥迪汽车公司一直都是汽车变速器技术领域的先驱，1994年的Tiptronic手动/自动一体变速器和19
2、99年的Multitronic无级变速器都是奥迪杰出的代表作；2003年，奥迪公司将最新一代DSG变速器装在3.2L的奥迪TT和高尔夫R32上，开创了奥迪变速器技术的又一个新的里程碑。一、DSG工作过程简介双离合器变速器在一个变速器中实现了两个手动变速器的功能。 为了帮助您理解这句话的含义，我们可以回顾一下传统的手动变速器的工作原理。 在使用标准换挡杆换挡的汽车中，如果驾驶员要从一个挡位换到另一个挡位，他先要踩下离合器踏板。 此动作可以操作一个离合器，使发动机与变速器断开连接，中断输送到变速器的动力。 然后，驾驶员使用换挡杆选择新的挡位，这个过程涉及到将齿形联轴器从一个齿轮移动到另一个不同大小
3、的齿轮。 称为“同步器”的设备会让齿轮在结合之前相匹配以防止磨齿。 一旦换入了新的挡位，驾驶员就可以松开离合器踏板，从而使发动机重新连接到变速器，并将动力传送给车轮。由此可见，在传统的手动变速器中，从发动机到车轮没有连续的动力输出。 在换挡的过程中，动力传送将从“有”到“无”再到“有”进行变化，这样就会导致“换挡冲击”或“扭矩中断”现象。 对于技术不熟练的驾驶员，这种现象会导致车上的乘客在换挡过程中感到前后摇晃。对比之下，双离合器变速器使用两个离合器，但没有离合器踏板。先进的电子系统和液压系统像控制标准自动变速器那样对离合器进行控制。 但在双离合器变速器中，各离合器单独运转。 一个离合器控制奇
4、数挡（一挡、三挡、五挡和倒挡），另一个离合器控制偶数挡（二挡、四挡和六挡）。 这样，不需要中断从发动机到变速器的动力传送就可以换挡。 其工作方式如下： 驾驶员也可以选择完全自动模式，从而将所有换挡工作交给计算机完成。在这种模式下，驾驶体验非常类似于普通自动挡车。 由于双离合器变速器可以“逐渐退出”一个挡位并“逐渐接入”另一个挡位，因此减少了换挡冲击。 更重要的是，换挡是在负载下完成的，因此可以始终维持动力输出。二、DSG变速器的特点新一代DSG变速器采用了2个离合器和6个前进挡的传统齿轮变速器作为动力的传送部件，这是目前世界上最先进的、具有革命性的自动变速器。其特点如下：（一）DSG变速器没有
5、变矩器，也没有离合器踏板。（二）DSG变速器在传动过程中的能耗损失非常有限，大大提高了车辆的燃油经济性。（三）DSG变速器的反应非常灵敏，具有很好的驾驶乐趣。车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉，使车辆的加速更加强劲、圆滑。百公里加速时间比传统手动变速器还短。（四）DSG变速器的动力传送部件是一台三轴式6前进挡的传统齿轮变速器，增加了传动比的分配。（五）DSG变速器的多片湿式双离合器是由电子液压控制系统来操控的。双离合器的使用，可以使变速器同时有两个档位啮合，使换挡操作更加快捷。（六）DSG变速器也有手动和自动2种控制模式除了变速杆可以控制外，方向盘上还配备有手动控制的换挡按钮，在行驶中，2种
6、控制模式之间可以随时切换。选用手动模式时，如果不做升档操作，即使将加速踏板踩到底，DSG变速器也不会升档。换挡逻辑控制可以根据司机的意愿进行换挡控制。在手动控制模式下，可以跳跃换挡。三、双离合器式自动变速器DSG的工作（一）双离合器自动变速器的工作在双离合器变速箱中，离合器是独立工作的。一个离合器控制了奇数档位(如：1 档、3 档、5 档和倒档)，而另一个离合器控制了偶数档位(如：2档、4档和6档)。使用了这个布局，由于变速箱控制器根据速度变化，提前啮合了下一个顺序档位，因此换档时将没有动力中断。双离合器变速箱(DSG)主要由双离合器、机械部分变速箱、自动换档机构、电子控制液压控制系统组成。其
7、中最具创意的核心部分是双离合器和机械部分变速箱中的两轴式的输入轴这个精巧的两轴式结构分开了奇数档和偶数档。不像传统的手动变速箱将所有档位集中在一根输入轴上，双离合器变速箱(DSG)将奇数档和偶数档分布在两根输入轴上。外部输入轴被挖空，给内部输入轴留出嵌入的空间。（二）双离合器自动变速器的动力传递以6档变速箱为例，内部输入轴上安装了1档、3档、5档和倒档的齿轮，外部输入轴上安装了2档、4档和6档的齿轮。这使得快速换档成为可能，维持了换档时的动力传递。标准的手动变速箱是做不到这点，因为它必须使用一个离合器来控制所有奇数档和偶数档。 传统的自动变速箱必须装备一个变扭器来将发动机扭矩传递到变速箱，然而
8、双离合器变速箱(DCT)并不需要这样的变扭器。目前已上市的双离合器变速箱(DCT)使用了湿式多片式的离合器。湿式离合器就是将离合器零部件浸入润滑油中以减少摩擦和限制热量的产生。一些制造商正开发使用干式离合器的双离合器变速箱(DCT)，干式离合器通常跟手动变速箱相关，但目前所有装备双离合器变速箱(DCT)的量产车均使用湿式离合器。类似于变扭器，湿式多片式离合器是利用液压压力来驱动齿轮。当离合器结合时，离合器活塞内的液压使一组螺旋弹簧零件受力，这将驱使一组离合器盘和摩擦盘压在固定的压力盘上，油压的建立是由变速箱控制器指令电磁阀来控制的。摩擦片内缘处有内花键齿，以便与离合器鼓上的外花键相啮合。离合器
9、鼓与齿轮组相连，这样就可以接受传递过来的力。为分离离合器，离合器活塞中的液压就会降低，在弹簧的作用下，离合器就会分开。奥迪的DSG变速箱在湿式片式离合器中既有小的螺旋弹簧也有大的膜片弹簧。双离合器变速箱(DSG)中有2个离合器，他们的工作状态是相反的，不会发生2个离合器同时接合的情形。双离合器变速箱(DSG)的档位切换是由档位选择器来操作的，档位选择器实际上是个液压马达，推动拨叉就可以进入相应的档位，由液压控制系统来控制它们的工作。以一个典型的6档双离合器变速箱(DSG)为例，液压控制系统中有6个油压调节电磁阀，用来调节2个离合器和4 个档位选择器中的油压压力，还有5 个开关电磁阀，分别控制档
10、位选择器和离合器。双离合器变速箱(DSG)的档位切换是由档位选择器来操作的，档位选择器实际上是个液压马达，推动拨叉就可以进入相应的档位，由液压控制系统来控制它们的工作。以一个典型的6档双离合器变速箱(DSG)为例，液压控制系统中有6个油压调节电磁阀，用来调节2个离合器和4 个档位选择器中的油压压力，还有5 个开关电磁阀，分别控制档位选择器和离合器的工作。目前唯一量产的双离合器变速箱(DCT)是德国大众的DSG变速箱，用了BorgWarner 的DualTronic 技术，被装备在Volkswagen Beetle、Golf、Touran 和Jetta 以及Audi TT 和A3；Skoda O
11、ctavia；Seat Altea, Toledo和Leon上。1档：外部离合器内部驱动轴输出轴1差速器2档：内部离合器外部驱动轴输出轴1差速器3档：外部离合器内部驱动轴输出轴1差速器4档：内部离合器外部驱动轴输出轴1差速器5档：外部离合器内部驱动轴输出轴2差速器6档：内部离合器外部驱动轴输出轴2差速器倒档：外部离合器内部驱动轴倒档轴输出轴2差速器四、DSG车辆日常使用的注意事项（一）自动变速器的使用现状人们已经很熟悉手动变速器的使用方法，也清楚的知道最佳的换挡时机，用起来比较得心应手。但是对于自动挡的汽车，人们往往不太会用。在自动挡汽车使用中，有相当一批车主对自动变速器的认识不足，沿用手动挡
12、的操作方法，导致车辆受损、乘员人身受到威胁，甚至由此埋下事故隐患，或造成车辆性能下降、寿命缩短。（二）使用误区1.自动变速器车辆长时间停车时，换挡杆仍挂在D挡装备自动变速器的车辆在等待通过信号或堵车时，一些驾驶员常将换挡杆保持在D挡，同时踩下制动踏板，若时间很短，这样做是允许的。但若停车时间长最好换入N挡(空挡)，并拉紧驻车制动。因为换挡杆在D挡时，自动变速器汽车一般有微弱的前移，若长时间踩住制动踏板，等于强行制止这种前移，使得变速器油温升高，油液容易变质，尤其在空调系统工作时，发动机怠速较高的情况下更为不利。2.自动变速器车辆高速行驶或下坡时，把换挡杆拨在N挡位滑行有些驾驶员为了节油，在高速
13、行驶或下坡时，将换挡杆拨到N挡滑行，这很可能烧坏变速器。因为此时变速器输出轴转速很高，而发动机怠速运转，变速器油泵供油不足，润滑状况恶化，而且对变速器内部的多片离合器来说，虽然动力已经切断，但其被动片在车轮带动下高速运转，发动机驱动的主动片转速很低，两者间隙又很小，容易引起共振和打滑现象，产生不良后果。当下长坡确需滑行时，可将换挡杆保持在D挡滑行，但不可使发动机熄火。3.在自动变速器P或N以外挡位起动发动机有些驾驶员在P或N以外挡位起动发动机，虽然发动机不能运转(因为连锁机构保护，只能在P和N挡才能起动)，但有可能烧坏变速器的空挡起动开关。因为自动变速器上装有空挡启动开关。使得变速器只能在P或
14、N挡才能起动发动机，避免在其他挡位误起动时使汽车立刻起步往前窜。因此，起动发动机前一定要确认换挡杆是否在P或N挡。4.装备自动变速器或三元催化转换器的汽车用推动车辆法来起动发动机装备自动变速器和三元催化转换器的汽车因蓄电池缺电不能起动，而采用人推或其他车辆拖动的方法起动，这是非常错误的。因为，采用上述方法是不能把动力传递到发动机上，反而会损坏三元催化转换器。5.自动变速器车辆坡道停车时不使用驻车制动装有自动变速器的汽车在坡上停车时，有些驾驶员只是使用P挡，而不使用驻车制动，这样做极容易引发事故。因为虽然装有自动变速器的汽车在P挡位设有的停车锁止机构一般是很少失效的，但一旦失效就会造成意外事故。
15、因此，在坡道停车时，还是应该使用驻车制动器。6.自动变速器汽车只要D挡起步，一直加大油门就可以换到高速挡有些驾驶员认为只要D挡起步，一直加大油门就可以换到高速挡，殊不知这种做法是错误的。因为换挡操作应是收油门提前升挡，踩油门提前降挡。也就是在D挡起步后，保持节气门开度5%，加速到40km/h，快松油门，能提高到一个挡位，再加速到75km/h，松油门又能提高一个挡位。降低时按行车车速，稍踩油门，即回到低挡。但必须注意，油门不能踩到底。否则，会强行挂入低速挡，可能造成变速器损坏。总之，自动变速器汽车相对于手动变速器汽车而言，省去了离合器踏板，不必频繁地踩踏板，使汽车驾驶变得简单、轻松。但若操作不当
16、，会人为地增加自动变速器的故障发生率，降低其使用寿命。正确使用自动变速器，不仅可以避免或减少故障的发生，还会降低油耗，减少污染。五、DSG的发展与优势（一）DSG的发展现状目前，DSG作为一种新兴的自动变速器技术。正受到国外各大汽车公司的重视，例如德国大众公司、ZF公司、福特公司、戴姆勒克莱斯勒公司等都在投入较大的力量对其进行开发，并已经取得了成功。其中，较为突出的是有德国大众公司与美国BorgWarner公司合作开发的DSG变速器，这是一款成功的双离合器式自动变速器。大众公司主要负责变速器设计和系统的集成工作；BorgWarner负责开发、提供DSG的关键部件，主要包括DualTronic双
17、湿式离合器和DualTronic TM变速器机电控制模块，这些部件可以把手动变速器变为DSG。大众公司的DSG变速器已经应用于Audi Tr轿车、第五代高尔夫轿车等多种车型上，较大地提高了车辆性能。大众公司对高尔夫R32分别装用手动变速器和DSG变速器进行了试验对比。装用DSG变速器的R32车百公里油耗仅10.2L（按MVEG的99/100/EG标准试验），0100km/h加速时间为6.0S;而相应装用手动变速器的R32车百公里油耗11.5L，0100km/h加速时间为6.4S；最高车速同样是247km/h。可见DSG变速器与手动变速器相比，可是整车具有优良的燃油经济性和动力性能。另外，装用D
18、SG变速器的车辆同样具有很好的换挡品质，其换挡过程与性能最好的传统自动变速器一样平顺。（二）DSG的优势由于DSG是基于平行轴式手动变速器发展而来的，因此它在继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、质量轻、价格低等优点的同时，又具有自动变速器起步和换档品质优良的特性，具有广阔的发展前景和推广应用的显著优势，主要表现在如下几个方面：1.DSG几乎不受传递功率的限制，可以广泛应用于各种车辆。2.DSG的生产成本低。3.由于DSG是基于手动变速器发展而来，动力传递仍然是依靠离合器和齿轮，复杂程度低，国内的齿轮传动零部件制造技术比较成熟，为发展DSG技术提供了条件。4.DSG的生产装置可通过对现有的
19、手动档变速器生产线稍加改造便可使用，因此对于手动变速器生产厂产品升级过程周期短，新增投资较少，生产继承性好。5.我国汽车工业起步较晚，现阶段的生产线也多以生产手动档变速器为主，在自动变速器正处于高增长期的今天，国产汽车的自动变速器主要还是在依靠进口，因此发展DSG产品对提高我国自动变速器的自主开发能力必将会产生积极的推动作用。同时也与我国工业基础相适应。参考文献：1 刘岩东汽车自动变速器构造与原理解析，北京：机械工业出版社，20092黄伟 汽车构造与维修，北京理工大学出版社 20083张月相 汽车自动变速器油路分析，黑龙江科学技术出版社 20064陈新亚 汽车为什么会跑，机械工业出版社 20106鲁值雄 汽车自动变速器故障诊断图，江苏科学技术出版社 2007第 6 页 共 6 页