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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: 雙離合器式自動變速器 的六檔齒輪變速器設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-7 學(xué) 生 姓 名: 趙國慶 導(dǎo) 師 姓 名: 趙雨旸 開 題 時 間: 2011.02.28 指導(dǎo)委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 趙國慶 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程07-7班 指導(dǎo)教師姓名 趙雨旸 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 交通工程 是否外聘 □是否 題目名稱 雙離合器式自動變速器的六擋齒輪變速器設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1.研究現(xiàn)狀 現(xiàn)今的汽車變速器發(fā)展的十分迅速，各大公司紛紛推出新的產(chǎn)品，但是變速器技術(shù)的每次革新都與汽車相關(guān)科學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，計算機技術(shù),先進制造技術(shù)，機械自動化技術(shù)，模擬仿真材料科學(xué)等都為變速器的發(fā)展提供了有力的保障，同時變速器的發(fā)展也為相關(guān)科學(xué)技術(shù)提出了更高的要求。 1894年，一個法國工程師給一輛汽車裝上世界上第一個變速器至今，汽車變速器已經(jīng)經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。變速器，英文Transmission，作為汽車重要的組成部分，是承擔(dān)放大發(fā)動機扭矩，實現(xiàn)理想動力傳遞，從而適應(yīng)各種路況實現(xiàn)汽車行駛的主要裝置。從最初采用側(cè)鏈傳動到手動變速器，及至液力自動變速器和電控機械式自動變速器，再到現(xiàn)在無級自動變速器的普及，在汽車工業(yè)技術(shù)不斷前進的同時，變速器也向著更平順、更省油、更富駕駛樂趣的方向不斷發(fā)展。直至雙離合自動變速器的出現(xiàn)，變速器技術(shù)又伴隨著速度和夢想，邁向了一個全新的高度。 雙離合器自動變速器具有高效率和舒適性，自從問世以來，已經(jīng)取得了巨大的市場。開發(fā)雙離合自動變速器技術(shù)的核心就在于雙離合器模塊、扭振減震器模塊和控制模塊的技術(shù)。這些模塊是雙離合器自動變速器中的關(guān)鍵零部件，是這種先進的自動變速器的心臟和大腦。2003年世界首款雙離合器自動變速器投放市場，使用的就是美國博格華納公司生產(chǎn)的模塊。目前雙離合變速器的核心技術(shù)掌握在美國博格華納(BorgWarner)和德國舍弗勒(Schaeffler)集團手中。博格華納是大眾第一代六速DSG（大眾的DCT）關(guān)鍵技術(shù)的提供者，為大眾DSG提供濕式雙離合。大眾推出了新一代干式七速雙離合變速器，由德國舍弗勒集團旗下的LucK公司提供。 1940年，Darmstadt大學(xué)教授Rudolph Franke第一個申請了雙離合器變速器專利，該變速器曾經(jīng)在卡車上試驗過，但是沒有投入批量生產(chǎn)。隨后保時捷也發(fā)明了專用于賽車的雙離合變速器（PDK Porsche Doppel Kupplungen）。然而，在那個時代，未能成功將DCT/PDK技術(shù)投入批量生產(chǎn)。 人們所熟知的變速器一般有手動變速器和自動變速器。傳統(tǒng)的變速器利用不同的齒輪搭配實現(xiàn)了上述目的，而齒輪搭配的變換就只有靠腳踩離合手拉擋桿來實現(xiàn)，這就是所謂的手動變速器。為實現(xiàn)輕松換擋，取消離合腳踏和手動掛擋的AT(AutomaticTransmission)變速器出現(xiàn)了，它主要利用液力變扭器配合傳統(tǒng)機械齒輪箱實現(xiàn)換擋功能。人們通常所說的自動變速汽車就是使用了這種AT。 隨著市場對于車輛平順舒適、高效節(jié)能的要求不斷升級，大眾公司和博格華納攜手突破技術(shù)界限，打造出了一款換檔平順動感，大幅度減少能耗，且能夠配合于大扭矩，大排量發(fā)動機的變速器——DSG雙離合自動變速器。 雙離合器自動變速器(DCT)是一種機械式自動變速器，它保持了AMT的各種優(yōu)點，但其動力傳遞通過兩個離合器聯(lián)結(jié)兩根輸入軸，相鄰各檔的被動齒輪交錯與兩輸入軸齒輪嚙合，配合兩離合器的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)在不切斷動力的情況下轉(zhuǎn)換傳動比，從而縮短換檔時間，有效提高換檔品質(zhì)。而且這種換檔方式也可以方便的應(yīng)用于混合動力車輛，具有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景，是一種很新的技術(shù) 。雙離合器自動變速器既繼承了手動變速箱傳動效率高、安裝空間緊湊、重量輕、價格便宜等許多優(yōu)點，而且實現(xiàn)了換檔過程的動力換檔，即在換檔過程中不中斷動力，保留了AT,CVT等換檔品質(zhì)好的優(yōu)點，這對電控機械式自動速器來說，是一個巨大的進步。 　 2003年初率先在GolfR32和AudiTT3.2兩款車型上使用。博格華納因其產(chǎn)品創(chuàng)新和加工精細而贏得了2005年度北美供應(yīng)商超級大獎。雙離合器自動變速技術(shù)使得手動變速器具備自動性能，同時大大改善了汽車的燃油經(jīng)濟性，應(yīng)用該技術(shù)可以保證變速器在換檔時消除汽車動力中斷現(xiàn)象。 DCT工作時，車輛先以某個與一個離合器相連的檔位運行，車輛自動變速器電控單元可以根據(jù)相關(guān)傳感器的信號判斷即將進入工作的與另一個離合器相連的下一檔位，因該檔位還未傳遞動力，故指令液壓控制電磁閥十分方便的控制換檔執(zhí)行機構(gòu)，預(yù)先嚙合這一檔位，在車輛運行達到換檔點時，只需要將正在工作的離合器分離，同時將另一個離合器接合，則使汽車以下一個檔位行駛。在換檔過程中，發(fā)動機的動力始終不斷的被傳遞到車輪，所以這樣完成的換檔過程為動力換檔。車輛實現(xiàn)了動力換檔過程，將大大提高換檔舒適性，同時也保證車輛具有良好的燃油經(jīng)濟性，使車輛油耗和排放等方面得到改善。 為了解決這個問題，早在上世紀(jì)80年代，汽車工程界就弄出了一個雙離合系統(tǒng)變速器，簡稱DSG（英文全稱：Direct Shift Gearbox），裝配在賽車上，能消除換檔離合時的動力傳遞停滯現(xiàn)象。例如 布加迪EBl6.4 Veyron的新型7速變速器是裝置了雙離合器，從一個檔位換到另一個檔位，時間不會超過0.2秒?，F(xiàn)在，這種雙離合器已經(jīng)從賽車應(yīng)用到一般跑車上。奧迪汽車公司的新型奧迪TT跑車和新奧迪A3都已經(jīng)裝置了這種DSG。這些汽車裝配DSG的目的是可以比自動變速器更加平順地換檔，不會有遲滯現(xiàn)象。 　　奧迪雙離合系統(tǒng)變速器是一個整體，有6個檔位，離合器與變速器裝配在同一機構(gòu)內(nèi)，兩個離合器互相配合工作。這好比喻一輛車有兩套離合器，正司機控制一套，副司機控制另一套。正司機掛上1檔松開離合踏板起步時，這時副司機也預(yù)先掛上2檔但踩住離合踏板；當(dāng)車速上來準(zhǔn)備換檔，正司機踩住離合踏板的同時副司機即松開離合踏板，2檔開始工作。這樣就省略了檔位空置的一剎那，動力傳遞連續(xù)，有點象接力賽。雙離合系統(tǒng)兩套離合器傳動系統(tǒng)，通過電腦控制協(xié)調(diào)工作。 　　當(dāng)汽車正常行駛的時候，一個離合器與變速器中某一檔位相連，將發(fā)動機動力傳遞到驅(qū)動輪；電腦根據(jù)汽車速度和轉(zhuǎn)速對駕駛者的換檔意圖做出判斷，預(yù)見性地控制另一個離合器與另一個檔位的齒輪組相連，但僅處于準(zhǔn)備狀態(tài)，尚未與發(fā)動機動力相連。換檔時第1個離合器斷開，同時第2個離合器將所相連的齒輪組與發(fā)動機接合。除了空檔之外，一個離合器處于關(guān)閉狀態(tài)，另一個離合器則處于打開狀態(tài)。 兩根傳動軸分別由第一、第二離合器控制與發(fā)動機動力的連接與斷開，分別負責(zé)1、3、5檔和2、4、6檔的檔位變換?？紤]到零件使用壽命，設(shè)計人員選擇了油槽膜片式離合器，離合器動作由液壓系統(tǒng)來控制。 到了20世紀(jì)90年代末期，大眾公司和博格華納攜手合作生產(chǎn)第一個適用于大批量生產(chǎn)和應(yīng)用于主流車型的DualTronic(R) 技術(shù)雙離合變速器，稱之為DSG。博格華納公司通過使用新的電子液壓元件使DCT變成了實用性很強的變速器。2002年，DSG應(yīng)用在德國大眾高爾夫R32和奧迪TT V6上。2003年，其相繼推廣到高爾夫等其他車型上。　 在我國汽車市場規(guī)模的高速增長的情況下，汽車關(guān)鍵零部件進入高速發(fā)展期。變速器作為汽車動力總成的重要組成部分，也得到了很大的發(fā)展，自動變速器，自從1939年被美國通用汽車公司首次在轎車上應(yīng)用，至今已經(jīng)成為全球汽車業(yè)的主流選擇。目前在產(chǎn)業(yè)化過程中實際得到應(yīng)用的自動變速器主要有四種類型：液力自動變速器（AT）、機械自動變速器（AMT）、無極變速器（CVT）、雙離合自動變速器（DCT）。四類自動變速器關(guān)鍵技術(shù)相似，各有特色部件，制造難易程度不同，使用性能各有優(yōu)缺點，適應(yīng)不同的細分市場。現(xiàn)今，日本多倡導(dǎo)CVT，北美市場則是AT占主導(dǎo)，在歐洲則是DCT被大量采用。 上汽與GIF科技公司合作開發(fā)DCT，正是采用技術(shù)合作聯(lián)合開發(fā)的模式。而GIF公司針對我國汽車市場對節(jié)能環(huán)保小排量車的需求，又通過其獨資企業(yè)GRC吉孚動力技術(shù)（中國）有限公司將專門為經(jīng)濟型小車設(shè)計的KRG變速器技術(shù)帶到中國市場，希望尋找整車廠進行技術(shù)合作。這種變速器由于沒有液壓裝置，成本可以降低一半，同時又可以滿足降低油耗和二氧化碳排放的要求，是非常適合小型車的自動變速器。 2.目的和意義 雙離合器自動變速器(Dual Clutch Transmission，即DCT)是一種機械式自動變速器，采用液壓以及電子系統(tǒng)控制檔位的變換，能夠有效的縮短換檔時間，有效提高換檔品質(zhì)。而且這種換檔方式也可以方便的應(yīng)用于混合動力車輛，具有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景，是一種很新的技術(shù)雙離合器自動變速器既繼承了手動變速箱傳動效率高、安裝空間緊湊、重量輕、價格便宜等許多優(yōu)點，而且實現(xiàn)了換檔過程的動力換檔，即在換檔過程中不中斷動力，在換檔過程中，發(fā)動機的動力始終不斷的被傳遞到車輪，所以這樣完成的換檔過程為動力換檔。車輛實現(xiàn)了動力換檔過程，將大大提高換檔舒適性，同時也保證車輛具有良好的燃油經(jīng)濟性，使車輛油耗和排放等方面得到改善，所以對節(jié)能減排具有重大意義。通過對雙離合器式自動變速器設(shè)計過程的了解，使我對其結(jié)構(gòu)形式原理都有了深刻的認識，同時也對變速器的發(fā)展進以及發(fā)展形勢程有了一定的了解，這也能鍛煉我獨立思考和繪圖的能力，在變速器的設(shè)計過程中，變速器的基本參數(shù)的選擇是十分重要的，因為這些與汽車的動力性，經(jīng)濟性，行駛穩(wěn)定性等都是密切相關(guān)的，通過對雙離合式自動變速器的設(shè)計讓我更加的了解變速器參數(shù)的選擇過程對汽車性能的影響，變速器的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，所以這對設(shè)計者有著較高的要求，同時也使我對雙離合式自動變速器的設(shè)計過程以及設(shè)計方法有了一定的認識。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 設(shè)計的主要內(nèi)容： （1）雙離合器式自動變速器的六擋齒輪變速器設(shè)計總體方案論證； （2）六擋齒輪變速主要參數(shù)的選擇與設(shè)計計算； （3）同步器主要參數(shù)的確定。 擬解決的主要問題 （1）六擋齒輪變速器總體設(shè)計方案的選擇。 （2）六擋齒輪變速器基本參數(shù)的計算。 （3）六擋齒輪變速器輸入輸出軸的設(shè)計計算。 （4）六擋齒輪變速器軸承的選擇與校核 （5）六擋齒輪變速器同步器主要參數(shù)的計算與選擇。 3、 技術(shù)路線（研究方法） 集案的論證 確定布置方案 確定主減速比與各擋傳動比的分配 各擋齒輪參數(shù)的設(shè)計計算 校核不合格 齒輪的彎曲應(yīng)力及接觸應(yīng)力校核 軸的設(shè)計計算 校核不合格 軸的剛度與強度校核計算 軸承的選擇與壽命校核 同步器主要參數(shù)的確定 利用AUTOCAD繪制裝配圖與零件圖 書寫設(shè)計說明書 四、進度安排 （1）調(diào)研、資料收集，完成開題報告 第1、2周 （2）研究雙離合器式自動變速器的六擋齒輪變速器的結(jié)構(gòu)原理、設(shè)計步驟與設(shè)計方法 第3周 （3）雙離合器式自動變速器的六擋齒輪變速器主要參數(shù)的選擇與設(shè)計計算 第4～9周 （4）完成所設(shè)計裝配圖與零件圖圖紙 第10～12周 （5）完成設(shè)計說明書的撰寫，指導(dǎo)教師審核 第13周 （6）畢業(yè)設(shè)計（論文）修改、完善 第14周 （7）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、預(yù)審 第15周 （8）畢業(yè)設(shè)計（論文）修改、完善 第15、16周 （9）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 五、參考文獻 [1] 吳光強,楊偉斌,秦大同等. 雙離合器式自動變速器控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) [J]. 機械工程學(xué)報, 2007，43(2). 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