[交通运输]DSG系统工作原理分析与检修.doc
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1、 编号 淮安信息职业技术学院毕业论文题 目DSG系统工作原理分析与检修学生姓名学 号系 部汽车工程系专 业汽车技术服务与营销班 级831010指导教师顾问教师 二一二年十一月摘 要汽车的节能环保越来越受的人们的重视,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DSG 0AM干式双离合器自动变速器工作原理及换挡分
2、析。最后结合大众、高尔夫、迈腾、宝来轿车经常出现的故障进行了详细分析,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。关键词:DSG;双离合;自动变速器;结构原理;检修目 录目 录摘 要I第一章 DSG技术概述11.1汽车上采用变速器的必要性11.2自动变速器的总体介绍11.2.1自动变速器的分类及发展21.2.2各种变速器的发展情况21.3 DSG技术的发展31.3.1 DSG的国外发展情况31.3.2 DSG的国内发展与前景31.3.3 DSG的使用特点和发展方向41.3.4 DSG的优缺点、国产化及应用现状5第二章 DSG变速器的结构原理分析82.1 DSG变速器
3、的基本组成与分类82.2 DSG变速器的工作原理102.2.1 DSG变速器的工作原理分析102.2.2 DSG变速器的特点112.3 DSG 0AM干式双离合器自动变速器结构与工作原理112.4 DSG 0AM 7挡位干式双离合器自动变速器挡位分析152.5 DSG 0AM 7挡位干式双离合器自动变速器操作机构17第三章 DSG变速器的使用维护与检修203.1自动变速器车辆的使用与维护203.1.1自动变速器使用现状203.1.2自动变速器的正确使用方法203.1.3自动变速器的正确维护213.2使用误区223.3 DSG自动变速器的故障调试与拆装技巧233.3.1 DSG变速器的故障调试2
4、33.3.2双离合变速器的安装243.4 DSG的检修253.4.1自动变速器诊断253.3.2变速器内部的故障29第四章 DSG变速器系统的典型案例分析314.1迈腾轿车DSG变速器偶发性故障314.2上海大众昊锐DSG 换挡冲击故障的诊断与排除334.3 2011款新宝来DSG变速器故障排除37第五章 总结与展望415.1总结415.2论文存在的不足及展望41致 谢42参考文献4341第一章 DSG技术概述第一章 DSG技术概述1.1汽车上采用变速器的必要性目前,汽车动力装置主要采用内燃机,内燃机转矩和转速范围较小,不能适应汽车行驶时车速改变和牵引力变化的需求,需要采用变速装置改变发动机和
5、车轮之间的转速比,使发动机工作在合理的工作范围内,提高汽车的动力性和经济性,减少排放;还要解决发动机不能有载起动的问题,保证汽车平稳起步;发动机只能单向旋转,而汽车需要前进后退双向运动;有时需要切断发动机动力,使发动机处于怠速状态,较长时间停车等问题。因此需要采用变速器来解决这些问题,变速器对汽车来说是不可缺少的很重要的部件。常见的变速器主要有哪些?它又是如何分类的呢?现代轿车采用的变速器通常有以下几种:第一种叫做手动变速器(AT);第二种叫做有级式的液力机械式自动变速器(HMT),俗称自动变速器(AT),实际当中HMT与AT是有区别的;第三种叫做有级机械式自动变速器(AMT)也称为手自动一体
6、变速器,这种在德国大众车系当中称为DSG直接换挡齿轮箱;第四种叫做无级式自动变速器(CVT/ECVT)。变速器按变速方式,可分为有级变速器和无级变速器。通常,具有有限几个定值传动比(一般有3-5个前进挡和一个倒挡)的变速器,称为有级变速器。MT、HMT、AMT均属于有级变速器。能使其传动比在一定范围内连续变化的变速器,称为无级变速器。前面提到的CVT即是这类变速器。变速器从传动方式来看,有以下几种:机械式(主要是齿轮)传动如MT;液力机械式(变矩器加齿轮变速器)如HMT;液压传动式;电传动式。从操作方式来看,有人工操纵换挡和自动换挡两种。人工操纵换挡变速器又可分为:人工手动直接操纵;人工液压操
7、纵动力换挡(人操纵液压阀,通过液压传动来换挡);人工电操纵换挡(人操纵电开关,通过电开关操纵电磁换挡液压阀,再通过液压传动来换挡)。人工操纵换挡是由人进行观察和判断,由人发出指令来操纵变速器换挡。人工操纵换挡变速器最常见的就是手动变速器MT。自动换挡即自动变速器:由变速器自己检测出工况信号,进行判断,发出换挡指令操纵换挡。自动换挡不排斥人工干预,所谓的自动变速器,都具有人工可以干预和操纵的功能。如HMT、AMT、DSG、CVT、均属于自动变速器。手动变速器汽车由于频繁换挡操作,易使驾驶员疲劳,影响行驶安全;且不同的驾驶技术水平对车辆的燃油经济性、动力性、乘坐舒适性造成极大差异,所以自动变速器是
8、人们长期追求的目标,是车辆向高级发展的重要标志。故而现代汽车愈来愈多地采用自动变速器。1.2自动变速器的总体介绍目前汽车所使用的自动变速器大致可分为三类:一类是由液力变矩器、行星齿轮机构及电液控制系统组成的液力自动变速器(AT,Automatic Transmission);一类是由传统固定轴式变速箱和干式离合器以及相应的电-液控制系统组成的电控机械式自动变速器(AMT,Automated Manual Transmission);另一类是无级变速器(CVT,Continuously Transmission Variable Transmission)。 1.2.1自动变速器的分类及发展目前
9、自动变速器的类型主要有:液力机械式自动变速器(AT)、无级变速器(CVT)、机械式自动变速器(AMT)和双离合自动变速器(DSG)。AT由液力变矩器、行星变速器以及自动变速控制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。它利用电液换挡控制系统取代了手动变速器中的拨叉和连杆等机构,利用闭锁控制机构来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、动力换挡等一系列优点,已广泛应用于轿车、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,一般液力传动效率最高可达80-90。CVT采
10、用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递,当棘轮变化槽宽时,相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速,能真正的实现无级变速。其操纵方便性和乘坐舒适性均可与装用液力变矩器相媲美,而其传动效率却远高于液力变矩器,更主要的是它能更好地协调车辆外界行驶条件与发动机负载,充分发挥发动机潜力,提高整车燃油经济性。但CVT的缺点也是很明显的,就是传动带很容易损坏,无法传递大功率,而且CVT结构也较复杂。AMT是在原固定轴式有级变速器的基础上增加自动变速操纵系统构成的。在ECU的控制下,模拟驾驶员的操纵动作,通过控制离合器、换挡和油门执行机构,自动完成离合器的分离与接合、选挡、换挡操作以及发动机油门的调节
11、,以实现起步和换挡过程的自动操纵。AMT既具自动变速的优点又保留原手动换挡变速器(MT)传动效率高、结构简单、工作可靠、制造和维护成本低的特点。但由于AMT是切断动力换挡,必须将离合器与发动机进行协调控制,因而其控制难度大于AT和CVT。DSG的动力传递通过两个离合器联接两根输入轴,相邻各挡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,从而缩短换挡时间,有效提高换挡品质。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,而且实现了换挡过程的动力换挡,即在换挡过程中不中断动力,这不仅对AMT来说是一个巨大的进步,而且还保
12、留了AT、CVT等换挡品质好的优点,因此是自动变速器的发展方向。1.2.2各种变速器的发展情况各种自动变速器的都有其优缺点,在世界的不同地区,不同车型的市场占有情况也各不相同。Borg-Warner公司所做的全球各地区自动变速器的市场现状总结和预测分析,目前在北美,AT仍占有绝对的优势地位,其他的自动变速器和手动变速器占很小的市场份额;欧洲和其他地区则是手动变速器占主导地位,其他自动变速器到2011年也只占有大约20的市场份额;日本和韩国市场,AT大约占70,CVT的市场份额增加较大,大约占15,仍有增长趋势,其他类型的自动变速器份额很小。总的来看,到2011年AT占据47%的市场份额,仍然占
13、自动变速器市场的主导地位;CVT、DSG、AMT总共占20的市场份额,是增长速度最快的;MT占33,有较大幅度的下降。1.3 DSG技术的发展1.3.1 DSG的国外发展情况双离合器自动变速器,简称为DCT(Dual Clutch Transmission),德国人称其为DSG(Dual Shifting Gearbox),也有人称其为Twin Clutch Gearbox。DSG的核心技术仅掌握在美国博格华纳(Borg Warner)和德国舍弗勒(Schaeffler)集团手中。1940年,Darmstadt大学教授Rudolph Franke第一个申请了DSG专利,该变速器曾经在卡车上试验
14、过。随后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器(PDK)。然而,在那个时代,未能成功将DSG/PDK技术投入批量生产。到了20世纪90年代末期,大众公司和博格华纳携手合作生产第一个适用于大批量生产和应用于主流车型的DSG。2002年,DSG应用在德国大众高尔夫R32和奥迪TTV6上。2003年,其相继推广到高尔夫等其他车型上。2004年,DSG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DSG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了各自的赛车,一个共同的特点是全都搭载了类似DSG的变速器。同时,Recardo公司开发出了DSG样机,并装备在Bu
15、gatti-Veyron跑车上。LuK公司与Ford、Getrag公司合作,共同开发带有干式离合器的DSG,称为平行轴式变速器(PSG)。目前的DSG车型多为扭矩在350N/m左右的中级车,现在正准备向扭矩在150N/m左右的小型车发展。日本一家小型车巨头已经确定引入DSG,不久将会有DSG版的小型车批量推向市场。根据相关机构对代加工配套和售后市场的综合调研及分析,预计到2015年DSG在欧洲变速器市场所占的份额达到29,而在亚太及日本市场,DSG的销售也将快速增长,到那时的份额将达13。1.3.2 DSG的国内发展与前景由于国外技术封锁,时至今日,中国汽车行业仍是以模仿为主,除少量AMT可实
16、现国产配套外,其他类型的自动变速器产品仍为国外大公司或专业制造商所掌控。目前中国汽车行业的情况是,许多技术还依靠国外。在变速器的发展上呈现出跳跃式变化现在自动变速器主要以AT为主,吉利、上海大众、上海通用等公司的汽车都采用AT。为解决自动变速器国产化问题,在国家发改委出面协调、组织和促进下,由国内12家自主品牌主机厂发起成立了中发联投资有限公司,并于2008年11月25日在北京举行中发联投资有限公司与博格华纳(中国)投资有限公司离合器(DSG)项目合资签约仪式。但到目前为止,还未能形成生产制造规模,也无国产DSG产品量产配套。但随着我国汽车工业的迅猛发展,国家对DSG方面的研究也越来越重视。在
17、国家“863”重大专项中,轿车DSG的研发正式立项,按照国家产学研一体化的方针政策,浙江吉利控股集团有限公司、杭州前进齿轮箱集团有限公司、重庆青山工业有限责任公司等积极与国内知名高校以及一些知名企业携手合作,投入了相当的人力、物力和财力,其研发队伍越来越大。国内高校以吉林大学为代表也开展了DSG的研发工作,并且已经申请了一部分专利。一汽集团在AMT的研发上已经积累了一定的经验,目前已决心要开发DSG,而且要能够攻克关键的控制器单元。上汽集团已经投入了近10亿元用于开发自己的DSG,争取2009年底批量生产,并且确立了用于匹配DSG的一系列自主品牌车型。目前该项目已经具备了由上汽股份汽齿总厂、博
18、格华钠、GIF等组成的一个庞大的研发团队,概念设计阶段已经初步完成,作为DSG的核心之一的TCU,博世、大陆、西门子作为TCU潜在的供应商,都在积极争取加入到这个跨国性的团队中来。但就目前技术研发而言,实现产品化还需要相当长的时间。1.3.3 DSG的使用特点和发展方向1.双离合变速箱的使用特点双离合变速箱在传动过程中的能耗损失非常小,大大提高了车辆的燃油经济性。车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉,反应非常灵敏,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,增加了速比的分配(大部分双离合变速箱一般为6挡),传动比得到了细化,每一个挡位扭矩都得到了最大的发挥。双离合器的使用,
19、可以使变速箱同时有两个挡位啮合,使换挡操作更加快捷。目前的大部分双离合变速箱也有手动和自动2种控制模式,除了排挡杆可以控制外,方向盘或转向柱右侧配备有手动控制的换挡按钮或拨片,在行驶中,2种控制模式之间可以随时切换。选用手动模式时,如果不做升挡操作,即使将油门踩到底,双离合变速箱也不会升挡。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,可以跳跃降挡,具有很好的驾驶乐趣。2.双离合变速箱发展方向汽车动力的发展方向是节能环保、智能、安全等方面。作为动力系统最重要的部分之一,双离合变速箱的设计的确符合了未来汽车的发展趋势。更出色的换挡舒适性,更低的燃油消耗以及更强的驾驶乐趣,使双离合
20、自动变速箱满足了消费者对驾驶乐趣和节油的双重要求。特别是双离合变速箱还具有更好的环保性,与相同排量传统手动挡车型相比,与之配备的发动机废气排放量可降低20。这样就大大降低了燃油的消耗,使人们彻底改变了自动挡车费油的观念。这些条件都成为这款高科技、高品质变速器吸引众多消费者的主要因素。双离合变速箱为传动系统的科技带来了新的发展方向。同时正是这款变速箱出色而稳定的表现,成为了全世界变速箱的一个重大突破。1.3.4 DSG的优缺点、国产化及应用现状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。2.缺
21、点国内市场应用时间不长,装备价格较高,其制造工艺要求也比较高,维修相对也较复杂。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,决定了它是未来传动系的主流解决方案。表1-1 大众2009款2.0L迈腾车型参数比较项目名称迈腾2.0 TSI迈腾2.0 TSI变速器类型6挡AT6挡DSG发动机汽缸数4缸4缸发动机排
22、量1984mL1984mL发动机最大功率147kW147kW0-100kmh加速时间9.3s8.3s综合工况油耗8.6L100Km8.3L/100Km表1-2 大众2011款1.4L高尔夫6代车型参数比较项目名称高尔夫1.4 TSI手动高尔夫1.4 TSI自动变速器5挡MT7挡DSG发动机汽缸数4缸4缸发动机排量139OmL1390mL发动机最大功率96kW96kWO-100kmh加速时间9.6s9.5s综合工况油耗6.3L6.0L表1-1和表1-2分别比较了DSG双离合自动变速器和AT液力机械自动变速器、MT手动变速器部分技术参数,从中可以看出配有双离合自动变速器的汽车其0100Km的加速性
23、能和百公里综合工况燃油消耗都有所提升。3.国产化及应用现状双离合器自动变速器在国外并不新奇,在欧美和日本等汽车产业发达的国家,双离合几乎成为了标准配置。但由于国内变速箱的搭配还相落后,双离合变速器直至2009才正式引入国产,所以广大“国内消费者”也是从最近几年才开始真正接触和了解这个“全新”的科技产品。2008年11月25日,中发联与全球车辆动力系统行业领袖博格华纳以34:66的股比成立了DSG自动变速箱的合资公司,这标志着12家国内整车企业的DSG(双离合器自动变速器)项目正式启动。中发联是由12家中国整车企业联合成立的投资有限公司(由一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、金杯、广汽、江淮、吉利、长
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