大众dsg变速器浅析毕业论文.doc
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大众dsg变速器浅析毕业论文.doc
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毕业论文(设计)
中文题目:
大众DSG变速器浅析
英文题目:
TheparsingofVolkswagenDSGgearbox
毕业专业:
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指导教师:
二零一四年十二月
独创性声明
本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
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年月日签字日期:
年月日残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
中文摘要
摘要
汽车的节能环保越来越受到人们的重视,随着汽车工业的高速发展及汽车新技术的不断进步,大众在变速箱技术领域不断研发创新,综合性能强劲的双离合变速箱问世了,DSG变速器便成为了大众汽车的又一项技术创新成果。
双离合变速箱综合其优点,成为变速箱发展史的又一个里程碑。
本文首先介绍了双离合变速箱的来源发展,浅谈了它未来的发展方向,讲述了DSG变速箱的结构原理,介绍了其构成,分析了DSG02E湿式双离合器自动变速器工作原理及换挡分析。
最后结合实际使用情况对变速器经常出现的故障进行了简单分析,增加了对汽车新技术的了解,丰富了专业知识,为今后的工作打下了良好的基础。
酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
关键词:
自动变速器;DSG;双离合;结构原理;检修
Abstract
Abstract
Energyconservationandenvironmentalprotectionmoreandmoregetpeople'sattention,withtherapiddevelopmentofautoindustryandtheprogressofthenewtechnology,popularintheresearchanddevelopmentoftransmissiontechnologyinnovation,integratedperformancestrongdual-clutchgearboxcameout,becameaVolkswagenDSGtransmissionandatechnologicalinnovationachievement.Dual-clutchgearboxintegratedtheadvantage,becomeanothermilestoneofthedevelopmentofthegearbox.Thisarticlefirstintroducesthesourceofthedual-clutchgearboxdevelopment,brieflydiscussesitsfuturedevelopmentdirection,tellsthestoryofthestructureandprinciplesofDSGgearboxandintroducesitscomposition,analyzestheDSG02ewetdualclutchautomatictransmissionprincipleandshiftanalysis.Finallybasedontheactualusagemakesasimpleanalysisoftenofgearboxfault,increasetheunderstandingofthenewtechnologyofautomobile,enrichtheprofessionalknowledge,forfutureworklaidagoodfoundation.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
Keywords:
Automatictransmission;DSG.Doubleclutch;Structureprinciple;Maintenance謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
目录
目录
第1章绪论 1厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
1.1自动变速器的总体介绍 1茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
1.1.1自动变速器的分类 1
1.1.2市场各车系变速器使用情况 2鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
1.2DSG介绍 2
1.2.1设计起源 3
1.2.2DSG发展与前景 4
1.2.3DSG分类和特点 4
1.2.4DSG的优缺点以及使用状况 5
第2章DSG双离合变速器工作原理 6籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
2.1DSG变速器的特点 6
2.2DSG变速器的基本结构 6
2.3双离合器基本结构 8預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
2.4DSG6档位自动变速器动力传送路线分析 11渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
第3章DSG变速器的使用维护与检修 15铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
3.1自动变速器车辆的正确使用与维护 15擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
3.2DSG的检修 17
3.2.1自动变速器诊断 17
3.2.2变速器内部的故障 18
3.2.1典型故障案例分析 19
第4章结论 24
参考文献 25
致谢 26
第1章绪论
第1章绪论
自20世纪30、40年代起,人们就不遗余力地发展自动变速器(AutomaticTransmission,AT)。
到20世纪70年代,美国每年生产的600万~800万辆轿车中,AT的装备率已超过90%,这种趋势很快也波及欧洲、日本等汽车工业大国,竞相开发各自的自动变速器产品。
在日本,20世纪80年代后期对AT的需求已超过65%,并且仍在不断提高。
AT不仅在轿车上得到了最广泛的应用,同样在城市公共汽车、矿用汽车以及越野军用车辆中也迅速得到应用,装用自动变速器车辆的比例越来越高,各大汽车公司都已建成了大规模生产AT的专业化工厂。
20世纪80年代,随着微电子技术的迅猛发展,机电一体化技术进入汽车领域,推动了汽车变速装置的重大变革。
贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
1.1自动变速器的总体介绍
1.1.1自动变速器的分类
汽车自动变速器常见的有四种型式:
分别是液力自动变速器(AT)、电控机械自动变速器(AMT)、机械无级自动变速器(CVT)、双离合器变速器(DSG)。
目前应用最广泛的是AT,AT几乎成为自动变速器的代名词。
坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。
其中液力变扭器是AT最重要的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,兼有传递扭矩和离合的作用。
它利用电液换档控制系统取代了手动变速器中的拨叉和连杆等机构,利用闭锁控制机构实现液力变矩器的闭、解锁操作,具有简化操纵、起步平稳、乘坐舒适、动力换档等一系列优点,己广泛应用于轿车、公共汽车、重型车辆和商用车上。
但是AT也有一定的缺点:
结构复杂,制造精度要求高,加工量大,制造难度大,成本高,相应的维修技术也较复杂,传动效率低。
蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
AMT在机械变速器(手动波)原有基础上进行改造,主要改变手动换档操纵部分。
即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换挡的自动化。
因此AMT实际上是由一个机器人系统来完成操作离合器和选档的两个动作。
由于AMT能在现生产的手动波基础上进行改造,生产继承性好,投入的费用也较低,容易被生产厂接受。
AMT的核心技术是微机控制,电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。
据悉我国今后的汽车自动波国产化将重点发展AMT。
買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递,即当棘轮变化槽宽肘,相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速,传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。
CVT是真正无级化了,它的优点是重量轻,体积小,零件少,与AT比较具有较高的运行效率,油耗较低。
但CVT的缺点也是明显的,就是传动带很容易损坏,不能承受较大的载荷。
綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
DSG动力传递通过两个离合器联接两根输入轴,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。
DSG既继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、重量轻、价格便宜等许多优点,而且实现了换档过程的动力换档,即在换档过程中不中断动力,这不仅对AMT来说是一个巨大的进步,而且还保留了AT、CVT等换档品质好的优点,因此是自动变速器的发展方向。
驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
1.1.2市场各车系变速器使用情况
目前国内汽车市场大致可分为以下几类:
以大众、奥迪、宝马、奔驰为代表的德系;以丰田、本田、日产为代表的日系;以现代、起亚为代表的韩系;以福特、通用为代表的美系;以标志、雪铁龙为代表的法系;以路虎、捷豹、沃尔沃为代表的欧系;以奇瑞、比亚迪、长城、长安等为代表的自主品牌。
猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
其中CVT变速器主要为日韩车系使用,MT及AMT变速器广泛应用于各大车系,DSG主要为大众品牌及其下属车系使用。
但目前,包括德法美欧日及自主品牌等越来越多的汽车厂商已经投入到双离合变速器的研发与使用阵营中来了,这代表着双离合变速器是未来汽车发展的。
锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
1.2DSG介绍
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。
構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
为了解决这个问题,早在上世纪80年代,汽车工程界就弄出了一个双离合系统变速器,简称DSG(英文全称:
DirectShiftGearbox),装配在赛车上,能消除换档离合时的动力传递停滞现象。
例如布加迪EBl6.4Veyron的新型7速变速器是装置了双离合器,从一个档位换到另一个档位,时间不会超过0.2秒。
现在,这种双离合器已经从赛车应用到一般跑车上。
奥迪汽车公司的新型奥迪TT跑车和新奥迪A3都已经装置了这种DSG。
这些汽车装配DSG的目的是可以比自动变速器更加平顺地换档,不会有迟滞现象。
輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
在一般的车辆上只有手动和自动两种变速箱,手动变速箱换档常常出现动力传动暂时中断的现象,而自动变速箱换档却又存在响应迟缓的缺点。
DSG变速箱综合了传统手动变速箱和自动变速箱的各自优点,就像是两个变速箱合而为一,一个离合器控制单数档位齿轮,另外一个离合器控制双数档位齿轮。
也就是说,当变速箱挂入一档时,二档齿轮就已经啮合,等到换档时机一到,第二离合器就与发动机输出轴接合而换入二档。
在此同时,由第一离合器所控制的三档齿轮组也完成啮合等待换档指令。
尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
DSG变速箱在换档过程中微小的液压功耗损失和极短的换档时间使整个换档过程达到了高效率,从而降低了能量的损耗,自然就提高了加速性和车辆燃油经济性。
除了大众集团使用的DSG双离合器变速器外,目前像日产新的超级跑车GT-R也采用博格华纳的双离合器变速器,三菱新一代EVO也使用双离合器变速器,还有宝马将在自己的M系列运动轿车上采用7速的MDKG的双离合器变速器。
可以预计,在强调高性能的高档轿车和跑车上将会有越来越多双离合器变速器的身影出现。
识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
双离合变速器是目前比较先进的变速箱技术,但是这种变速箱并不是最近几年才出现的,这种巧妙的技术在上世纪三四十年代就已经出现了。
而且首先应用的也不是大众,而是保时捷,大众只是最先应用在民用车上,并且在2002年大肆宣传,才使得DSG这三个字母深入人心。
凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
1.2.1设计起源
DSG的起源就如其他汽车高科技一样,其设计都来自赛车运动,而其实际应用早在80年代初的保时捷Porsche962C和1985年的奥迪AudisportquattroS1RC赛车上,并为他们赢取多项冠军立下汗马功劳。
双重离合器的概念是非常先进,但作为新科技都存在着耐用性不佳的问题,耐用性的好坏同样决定了其成本的多寡,于是,其经过十余年的发展后,才真正被普通轿车所用。
恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
20世纪90年代末期,大众公司和博格华纳联手合作研发和生产第一个适用于大批量生产和应用于主流普通街车的DualTronic(R)技术双离合变速器。
2003年,经过大众汽车工程师们的多年努力研发,历经了无数次试验及数百万公里的路试,大众汽车率先成功推出了6档DSG双离合变速器,并成为了第一家将DSG双离合变速器装备于量产轿车的汽车制造商,从这一刻开始,大众的双离合变速器有了自己的名字——DSG。
鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
1.2.2DSG发展与前景
在大众汽车DSG一马当先的带领下,其他国家厂商纷纷投入人力物力加入”双离合器变速器”的队伍。
与大众不同的是,其他厂商更专注于提高双离合器变速器所承受的最大扭矩,将双离合器变速器装备到跑车上。
硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
宝马M部门在第3代SMG(SequentialManualGearbox)顺序式手动变速器的基础上开发出了最新的专门为最高转速可达9000r/min的V8发动机而设计的M-DCT(DualClutchTransmission)7挡双离合器变速器。
M-DCT双离合器变速器已经率先装备在宝马最新一代M3轿跑车和敞篷跑车上。
阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
保时捷一直是使用手动变速器和Tiptronic手/自动一体变速器的。
目前,保时捷将自己“雪藏”多年的PDK双离合器变速器应用于民用跑车领域。
保时捷PDK双离合器变速器的结构和运行原理与大众汽车公司DSG双离合器变速器相同。
氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
除了宝马和保时捷,日产研发出配合GT-R跑车的双离合器变速器,三菱汽车研发出用于EVO跑车的双离合器变速器。
不久的未来,以大众DGS为领头羊的双离合器变速器将成为变速箱技术的主流,各种级别的轿车都将会广泛应用双离合器自动变速箱。
釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
1.2.3DSG分类和特点
目前,在大众集团的产品序列中,主要有两种型号的DSG双离合变速箱
一是代号为DQ250的6速DSG变速器,使用在GTI、迈腾2.0TSI等车型上,采用湿式离合,能承受最大扭矩为350N·m,主要用于高性能或主打操控性的车型,如迈腾、高尔夫GTI。
目前由德国卡塞尔工厂和中国大连变速器厂生产。
怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
二是代号为DQ200的7速DSG双离合变速器,采用干式离合器结构,可承受最大扭矩250N·m,搭配1.2TSI、1.4TSI等小排量发动机,主要用于小型或经济型车型,如速腾、高尔夫。
目前由中国大连变速器厂生产。
谚辞調担鈧谄动禪泻類。
在本届2014广州车展上,大众中国宣布将在上海大众凌渡以及一汽奥迪A3上率先装配由大众汽车天津零部件厂生产的代号为DQ380的7速湿式双离合变速器,这款DQ380变速器属全球首次投产,且专为中国市场开发,其可以承受的扭矩达380N·m。
嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
此外,大众另一款DQ500七速湿式双离合变速箱也已于海外投产,可承受扭矩达600N·m,其也将于2016年1月在天津零部件厂批量生产。
熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
据最新消息,大众集团新开发的代号为DQ511的10速DSG变速器也已研发成功,未来将率先引用到帕萨特、奥尔夫和奥迪TT等大众MQB平台车型上。
鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
至此,大众集团的DSG产品线日益丰富,这正是汽车发展的不断更新以及市场需求所带来的成果。
1.2.4DSG的优缺点以及使用状况
1.优点:
加速连续性非常好,百公里加速时间理论上比传统手动变速器还短;反应非常灵敏,低顿挫感,具有良好的操控性;传动过程中的能耗损失小,燃油经济性好。
纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
2.缺点:
低速扭矩不足,表现为起步时轻微的抖动;由于DSG是电脑控制的智能变速箱,它的升降档需要通过电脑向发动机发送信号,并且要等发动机回复后确认后才能完成升降档。
多一个环节就多一个可能故障点,由于智能电子设备的使用增加了故障的机率。
颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
由此可以清楚的知道DSG双离合自动变速器的优良性能,由于其特殊的结构以及工作特点,决定了DSG兼有手动变速器(MT)换挡直接和自动变速器(AT)操作舒适性、燃油经济性的优点,同时克服了MT和AT二者的缺点,DSG-双离合自动变速器在技术和供应领域有明显优势外,其最大的潜力还来自其广泛的应用前景,它可用于各级别轿车,以及SUV、MPV。
总的来说瑕不掩瑜,在倡导低碳的时代,DSG代表着未来变速器的发展方向。
濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。
14
第2章DSG双离合变速器工作原理
第2章DSG双离合变速器工作原理
2.1DSG变速器的特点
DSG有别于一般的自动变速箱系统,它是基于手动变速箱而不是自动变速箱,手动变速箱的结构较自动变速箱效率更高,所能承受的扭矩也更大,而DSG除了拥有手动变速箱的灵活及自动变速箱的舒适外,它更能提供无间断的动力输出。
銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。
传统的手动变速箱使用一台离合器,换挡动作分为三个动作:
离合器分离--变速拨叉拨动同步器换档(前档齿轮分离/新档齿轮胶合)--离合器结合,这三个动作,是分先后进行的,驾驶员须踩下离合器脚踏,令不同挡的齿轮作出齿合动作,而动力就在换挡其间出现间断,令输出表现有所断续。
挤貼綬电麥结鈺贖哓类。
传统的自动变速箱没有控制与发动机输出轴通断的离合器,而是靠液力变矩器配合行星齿轮组进行换档。
它与手动变速器除了在自动控制上的差异,机械方面最大的差异就是行星齿轮组的齿轮处于常胶合状态,通过给某些齿轮的离合-制动,产生不同的传动比。
赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。
DSG可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一,并建立在单一的系统内,他没有液力变矩器也没有行星齿轮组。
从齿轮部分乍一看很像一台手动变速器,因为它有同步器,但不同的是他用“双”离合器控制与发动机动力的通断,这两台由电子控制及液压推动的自动控制的离合器,变速反应极快,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,令动力没有出现间断的状况塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。
2.2DSG变速器的基本结构
如图,离合器1负责1档、3档、5档和倒档,离合器2负责2档、4档和6档;挂上奇数档时,离合器1结合,输入轴1工作,离合器2分离,输入轴2不工作,即在DSG变速器的工作过程中总是有2个档位是结合的,一个正在工作,另一个则为下一步做好准备;手动模式下可以进行跳跃降档:
如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制的,则会通过另一离合器控制的档位转换一下,如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制的,则可以直接跳跃降至所定档位。
裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。
AMT的结构较自动变速箱效率更高,而DSG除了拥有手动变速箱的灵活及自动变速箱的舒适外,它更能提供无间断的动力输出,这完全有别于两台自动控制的离合器。
DSG基本由几个大项组成:
两个基本3轴的6前速机械波箱、一个内含两套多瓣式离合片的电子液压离合器机构、一套波箱ECU。
不同于普通的双轴波箱,或者单输入轴系统,DSG波箱除了具有双离合器外,更具备同轴的双输入轴系统,而且将6个前进档分别置于两边各自仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。
图2-1DSG内部结构
图2-2变速器内部齿轮结构示意图
的从动轴上。
传统的手动变速箱使用一台离合器,当换挡时驾驶员须踩下离合器踏板,令不同挡的齿轮作出啮合动作,而动力就在换挡其间出现间断,令输出表现有所断续。
DSG则可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一,并建立在单一的系统内。
DSG内含两台自动控制的离合器,由电子控制及液压推动,能同时控制两组离合器的运作。
当变速箱运作时,一组齿轮被啮合,而接近换挡之时,下一组挡段的齿轮已被预选,但离合器仍处于分离状态;当换挡时一具离合器将使用中的齿轮分离,同时另一具离合器啮合已被预选的齿轮,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,令动力没有出现间断的状况。
要配合以上运作,DSG的传动轴被分为两条,一条是放于内里实心的传动轴,而另一条则是在外面套着的空心传动轴;内里实心的传动轴连接了1、3、5及后挡,而外面空心的传动轴则连接2、4及6挡,两具离合器各自负责一条传动轴的啮合动作,引擎动力便会由其中一条传动轴作出无间断的传送,考虑到零件使用寿命,设计人员选择了油槽膜片式离合器,离合器动作由液压系统来控制。
绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。
由于使用2套离合器并且在换挡之前下一档位已被预选啮合,因此DSG的换挡速度非常的快,只需不到0.2秒的时间,下一档已经进去了,比最好技术的专业车手的手动变速还快,因此使用同一辆车使用DSG比使用MT的加速成绩来得要快。
骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。
在实际驾驶中,DSG给人的感觉是在整个换挡过程几乎感觉不到顿挫或推拉,仅仅从转速表上可以反映出挡位在变动。
并且油门踩到底时,DSG变速箱不进行换挡操作,一直到6000转才进行换挡,提供更高的驾驶安全性和乐趣。
此外,DSG还有多种驾驶模式,比如运动模式,在电子程序的帮助下该模式的加挡明显迟缓而减挡则有了很大的改进,换挡时间也调得更短。
有些车型,驾驶员还可以通过拨动换挡杆或利用方向盘上拨片随时切换自动模式或者手动模式,提供富有动感激情的驾驶方式。
方向盘两边的换挡拨片能使驾驶员在不触动换挡杆的情况下随意进行加挡或减挡的操作,技术来源于F1赛车。
在复杂的驾驶环境下,例如高速弯道时,手动换挡往往显得非常有必要,在DSG的帮助下,驾驶员在换挡的过程中还能体验到油门自动增加的特殊乐趣。
瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。
2.3双离合器基本结构
双离合系统变速器是一个整体,有6个档位,离合器与变速器装配在同一机构内,两个离合器互相配合工作。
这好比喻一辆车有两套离合器,正司机控制一套,副司机控制另一套。
正司机挂上1档松开离合踏板起步时,这时副司机也预先挂上2档但踩住离合踏板;当车速上来准备换档,正司机踩住离合踏板的同时副司机即松开离合踏板,2档开始工作。
这样就省略了档位空置的一刹那,动力传递连续,有点象接力赛。
双离合系统两套离合器传动系统,通过电脑控制协调工作
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