新型DCT结构及其仿真研究--《吉林大学》2012年硕士论文
新型DCT结构及其仿真研究
【摘要】：汽车自一百多年前诞生之日起，它一直伴着科学技术的发展而进步。一百多年来，人们一直致力于设计研发更好的汽车，使其能够满足人们日益增长需要和不断提高的要求。在现代人的眼中，更好的汽车意味着更快、更安全、更舒适、更节能环保、更方便的操作性能甚至是更加智能化。自动变速器的出现大大的提高了汽车操纵的简便性，在减轻驾驶员劳动强度的同时，也提高了发动机和传动系的使用寿命，改善了汽车的燃油经济性。自动变速器是科学技术发展的产物，它随着电子技术和自动控制理论的发展而兴起。在汽车的发展历史上，人们发明创造了液力自动变速器（AT）、电控机械式自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）和双离合器变速器（DCT）等。
其中DCT是在最近几年才得到快速发展的。早在1939年，德国人Kégresse.A就发明了DCT，并在货车上进行了试验，但由于受到当时技术的限制，这种自动变速器并没有批量生产，也没有得到人们的重视。20世纪80年代，保时捷重新将这种技术应用于赛车上。2002年，德国大众让DCT在高尔夫R32和奥迪TTV6上实现了量产。随后DCT技术得到推广，世界上其他一些汽车公司和变速器公司，如福特公司、三菱公司、ZF公司等，也开始参与DCT的研发。DCT之所以开始受到人们的重视，其原因有两点：一是电子科技的进步为DCT的开发提供了技术基础；二是DCT较之于其它几种自动变速器有更优越的性能。DCT在克服了AMT换挡时因动力中断所带来的缺点的同时，保留了AMT传动效率高的优点。在使换挡品质上，DCT能达到的AT水平，但比AT和CVT更省油。由于结构相对简单，它也比AT和CVT更易于制造。它还有转矩传递范围宽、质量轻、安装空间紧凑等优点。
DCT虽然具有很多的优点，但较之于人们对于机械产品完美性能的追求，它依然有自己的不足。本文在分析DCT的结构和工作原理的基础上，针对DCT换挡控制难度大的问题，提出通过改进DCT结构的方法来降低换挡控制的难度。论文中给出了两种改进的DCT结构，分别介绍了这两种结构的工作原理，并进行了仿真分析。第一种新结构保留了传统DCT结构的挡位布置方法，在DCT的两个离合器从动部分和变速器的两根输入轴之间分别增加一个单向离合器。论文中详细介绍了这种结构及其工作原理，并在动力学分析的基础上建立了仿真模型，仿真结果验证了这种结构和相应的换挡方法的可行性。仿真结果也表明采用这种结构的DCT与传统结构DCT相比，换挡过程更为简单，换挡控制也更加容易，同时在换挡品质方面也有所提升。第二种新新结构，改变了传统DCT的挡位挡布置方法，并在其中一个离合器的从动部分和相应的变速器输入轴之间安装一个单向离合器。只增加一个单向离合器使第二种新结构比第一种新结构更节约制造成本，第二种新结构与第一种相比的另一个优点是，在部分挡位上可以利用发动机的反拖制动。论文中同样详细介绍了第二种新DCT结构及其工作原理，建立了动力学仿真模型，验证了其可行性。第二种新结构DCT的换挡方法较第一种复杂，但与传统结构DCT相比，依然有所改善。这两种新结构DCT的一个共同特点是，在继承了DCT动力性换挡的同时，减少了换挡时参与滑磨的离合器，降低了换挡控制的难度，也提高了离合器的使用寿命。
【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：U463.212【目录】：
摘要4-6Abstract6-11第1章 绪论11-23 1.1 自动变速器简介11-17
1.1.1 液力自动变速器12-14
1.1.2 机械式自动变速器14-15
1.1.3 无级变速器15-17 1.2 DCT 的研究现状和应用前景17-22
1.2.1 DCT 的发展和技术现状17-18
1.2.2 DCT 的特点18-20
1.2.3 DCT 的应用前景20-22 1.3 论文研究内容22-23第2章 新 DCT 结构及其工作原理23-35 2.1 传统 DCT 结构及其工作原理23-26
2.1.1 传统 DCT 结构23-24
2.1.2 DCT 的控制系统24-25
2.1.3 DCT 的换挡过程25-26 2.2 超越式 DCT 结构及其工作原理26-31
2.2.1 超越式 DCT 结构26-27
2.2.2 超越式 DCT 换挡方法27-31 2.3 非对称超越式 DCT 结构及其工作原理31-35
2.3.1 非对称超越式 DCT 结构31-32
2.3.2 非对称超越式 DCT 换挡方法32-35第3章 自动变速器换挡规律35-45 3.1 换挡规律介绍35-37
3.1.1 单参数换挡规律35
3.1.2 两参数换挡规律35-37
3.1.3 三参数换挡规律37 3.2 动力性换挡规律37-39 3.3 经济性换挡规律39-40 3.4 智能换挡规律40-45
3.4.1 模糊换挡规律41-42
3.4.2 神经网络换挡规律42
3.4.3 模糊综合智能换挡规律42-45第4章 传动系动力学分析及其仿真模型45-65 4.1 汽车行驶方程45-48
4.1.1 汽车的行驶阻力45-47
4.1.2 汽车驱动力和汽车行驶方程式47-48 4.2 发动机数值模型及转速控制48-51
4.2.1 发动机数值模型48-50
4.2.2 发动机转速控制50-51 4.3 传统结构 DCT 传动系动力学分析及其仿真模型51-56 4.4 超越式 DCT 传动系动力学分析及其仿真模型56-60 4.5 非对称超越式 DCT 传动系动力学分析及其仿真模型60-65第5章 自动变速器换挡品质评价及仿真结果分析65-73 5.1 自动变速器换挡品质的评价指标65-66 5.2 传动系动力性仿真及结果分析66-73第6章 全文总结与展望73-75参考文献75-80致谢80
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