机械原理课程设计--7档双离合自动变速器结构研究与设计.docx

机械原理课程设计7档双离合自动变速器结构研究与设计姓 名：孔令兴学 号 级：车辆09级4班指导教师：陈奇合肥工业大学机械与汽车工程学院2012年5月概述变速器是汽车的关键部件。随着消费者对汽车动力性、经济性的越来越高的要求，研发动力性能好、机械效率高、操作方便的变速箱已经成为各大汽车厂家的重要工作。近年来，自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、机械式无级变速器（CVT）以及双离合式自动变速器的研究和应用都取得了极大的进步，带来了巨大的经济效益。双离合器式自动变速器( DCT ) 除具有自动变速器起步和换挡品质优良、实现自动变速的特点外, 还具有手动变速器( MT ) 传动效率高、安装空间紧凑、质量轻、制造成本低等诸多优点, 产品加工制造过程对MT具有良好的工艺继承性, 发展应用前景良好, 是现有量产配套的各类变速器的有效替代产品。目前, DCT 虽主要用于轿车, 但就其工作原理而言,亦可以应用于大、中型车辆及工程机械、自走式农业机械等其他非道路车辆, 应用范围较广。国内对DCT的研究主要是以学习和模仿国外技术为主, 尚处于起步阶段。进行新型DCT 传动原理及功能实现的深入研究和产品化, 对提高我国自动变速器自主创新能力具有积极意义。1940 年, Darmstadt 大学教授RudolphFranke 申请了DCT 专利, 随后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器( PDK) , 但未能成功将DCT 技术投入批量生产。20 世纪90 年代末期, 大众公司和博格华纳携手合作生产第1 款适用于大批量生产和应用于主流车型的DCT。2002年, DCT(DSG)应用在德国大众高尔夫R32和奥迪TTV上, 并于2003年相继推广到高尔夫等其他车型上。2004年, DCT在德国大众途安车型上首次与TDI柴油发动机匹配。到2006年,搭载DCT的大众车型累计达到70万辆。2007年, 法拉利、雷诺等公司纷纷推出各自搭载了类似DCT变速器的赛车,同时, Recardo 公司开发出了DCT样机, 并装备在Bugatti-Veyron跑车上; LuK公司与Ford、Getrag公司合作, 共同开发了带有干式离合器的DCT ,称为平行轴式变速器( PSG) 。目前, DCT 主要应用于扭矩在350 左右的中级车上, 现在正准备向扭矩在150左右的小型车发展。本设计以一汽大众迈腾1.4T车型所采用的7档干式双离合自动变速器为蓝本，通过分析传方案、计算传动参数等设计出符合使用要求的双离合变速器。 本设计所参照的车型--一汽大众迈1.4T的主要技术参数如下表所示：表1 迈腾1.4T整车主要参数整车整备质量1460kg轴距2709 mm发动机最大转矩220空气阻力系数0.28最高车速200 km/h最大功率96KW车轮规格215/55R16整车尺寸4765/1820/1472双离合自动变速器简介1.1 传统变速器以及其他新兴自动变速器存在的问题传统的机械式有级变速器，由于换档前要先分离离合器，切断动力输入，使换挡平顺性变差，产生顿挫感，同时使驾驶员操作繁重，也对行驶的安全性造成不利影响。随着车辆操纵自动化的快速发展，汽车自动变速器正呈现蓬勃发展的态势。现在的汽车自动变速器主要有液力自动变速器(AT)，无级变速器(CVT)，以及近几年国外正重点研究的电控机械式自动变速(AMT)。但由于传动效率低、生产成本高，AT与CVT的应用都受到一定限制。在传动效率和生产成本等方面优于AT和CVT的AMT，由于其具有目前汽车工业发展所要求的高燃油经济性、低排放和保护现有手动变速器生产投资的优点，受到了汽车界的重视。但在AMT的研发过程中，逐渐发现其缺点：车辆在换挡过程中，当离合器分离后，发动机的动力不能被传递到车轮，导致动力中断，驾乘者有顿挫感，影响了车辆的动力性和乘坐舒适性。为了解决此问题，需要对换挡过程进行精确的控制。特别是为了减小换挡过程中的冲击度，需要对发动机与变速器构成的动力总成在转速差、扭矩等方面进行精确的匹配和控制，但是根本上仍解决不了问题。为了解决中断动力换挡给车辆性能带来的影响，要进一步提高电控机械式自动变速器的性能，则需要增加发动机起、停等一些其它控制手段，反而增加了车辆的复杂程度和成本，得不偿失。所以，电控机械式自动变速器在对车辆舒适性等方面要求不高的车型上，例如低挡轿车、军用车辆、公共汽车、载重车等，由于其具有结构简单、成本低等优点，仍具有优势，但是在对舒适性要求高的车型上，其应用就具有了局限性。为了既可以充分利用 AMT 所具有的优点，又可以消除 AMT 中断动力换挡的缺点，双离合器式自动变速器（DCT）应运而生，它基于平行轴式手动变速器发展而来，其转矩传递能力适用于各种排量的车辆，同时继承了手动变