七速DSG雙離合變速器液壓操縱系統(tǒng)研究

鄭勁,孫懷君

(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅蘭州 730060)

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七速DSG雙離合變速器液壓操縱系統(tǒng)研究

鄭勁,孫懷君

(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅蘭州 730060)

研究DSG雙離合變速器液壓操縱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，設(shè)計(jì)自動(dòng)換擋液壓操縱系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，分析其工作原理和自動(dòng)換擋控制工作過程；繪制濕式離合器K1與K2液壓操控系統(tǒng)圖，借助這些系統(tǒng)圖，討論濕式離合器K1與K2的操控工作過程。

DSG變速器；液壓操縱系統(tǒng)；自動(dòng)換擋

0　引言

目前在配置雙離合變速器的車型上常用七速式雙離合變速器，圖1為變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)原理圖。如圖1所示，七速DSG變速器的傳動(dòng)系統(tǒng)相當(dāng)于將兩套兩軸式手動(dòng)變速傳動(dòng)系統(tǒng)合二為一，各擋位的傳動(dòng)齒輪組總是常嚙合，兩個(gè)輸入離合器K1與K2分別連接雙輸入軸系統(tǒng)的實(shí)心輸入軸1和空心輸入軸2，離合器K1負(fù)責(zé)輸入軸1，控制奇數(shù)1、3、5、7擋；離合器K2負(fù)責(zé)輸入軸2，控制偶數(shù)2、4、6擋及倒擋。

DSG變速器普遍采用電液操控鎖環(huán)式同步器進(jìn)行換擋操作。其液壓操縱系統(tǒng)由液壓油泵系統(tǒng)、換擋液壓操縱系統(tǒng)和換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)及冷卻濾清系統(tǒng)等組成。換擋液壓操縱系統(tǒng)主要包括雙離合器操縱裝置和變速器齒輪換擋撥叉操縱機(jī)構(gòu)兩部

分[2]。

液壓操縱系統(tǒng)主要由動(dòng)力源部分和換擋閥系統(tǒng)構(gòu)成[2]。動(dòng)力源部分主要包括油泵、主油壓閥、安全緩沖系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等；換擋閥系統(tǒng)主要由多路換擋閥和擋位選擇器等構(gòu)成。

DSG變速器的電控系統(tǒng)指揮液壓操縱裝置控制兩個(gè)離合器的接合與分離以及變速器換擋操縱，變速器自動(dòng)換擋是通過液壓操縱機(jī)械同步裝置實(shí)現(xiàn)的。以下對(duì)液壓操縱系統(tǒng)進(jìn)行研究。

1　液壓操縱系統(tǒng)的工作原理

1.1主油壓的建立與調(diào)節(jié)

DSG變速器要想正常工作就必須有充足的ATF油供應(yīng)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶動(dòng)泵軸驅(qū)動(dòng)變速器的油泵，其提供的壓力油是實(shí)現(xiàn)換擋操作的基礎(chǔ)，ATF油泵為液壓操縱系統(tǒng)提供其所需要的油液及相應(yīng)的換擋操縱油壓，它還給齒輪變速器供應(yīng)潤(rùn)滑油。

如圖2所示，液壓油從油泵輸出后，即進(jìn)入主油路系統(tǒng)。由于油泵是由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶動(dòng)的，油泵的輸出流量和壓力均受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高低的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化很大，所以油泵輸出的油壓是波動(dòng)變化的。為使液壓操縱系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，必須將油泵輸出的油壓調(diào)節(jié)到規(guī)定值，形成穩(wěn)定的系統(tǒng)主油壓——工作油壓。液壓操縱系統(tǒng)的主油壓是由主油壓電磁閥N10通過控制主油壓閥實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制的。

參看圖2，主油壓閥將油液分為兩個(gè)支路，一條支路使油液流向冷卻器，油液冷卻后流回油底殼并提供齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的循環(huán)潤(rùn)滑油液；另一條支路使油液流向離合器冷卻滑閥[2]。

1.2濕式離合器K1與K2的離合操縱

濕式離合器K1與K2的離合操縱系統(tǒng)的油路參見圖3[1]。

DSG變速器的兩個(gè)濕式離合器的離合操縱是通過對(duì)兩個(gè)離合器操縱油缸充入和釋放液壓油來實(shí)現(xiàn)的。利用兩個(gè)離合器控制電磁閥N41與N42，分別控制K1與K2離合器操縱油缸的油壓充入和釋放，實(shí)現(xiàn)離合器的離合控制。N41與N42均為開關(guān)電磁閥，只有ON、OFF兩種工作狀態(tài)，其開與關(guān)依靠高低電平來驅(qū)動(dòng)，具有良好的數(shù)控性能[3]。

車輛行駛時(shí)，根據(jù)傳感器收集到的車輛行駛狀況，由變速器ECU控制兩個(gè)離合器從而控制電磁閥N41與N42的通斷電，實(shí)現(xiàn)K1與K2離合器的離合控制。

1.3自動(dòng)換擋液壓操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖4、圖5 所示，自動(dòng)換擋液壓操縱系統(tǒng)主要由4個(gè)開關(guān)式換擋電磁閥、2個(gè)多路換擋電磁閥、2個(gè)多路換擋閥、4個(gè)擋位控制器及液壓動(dòng)力源構(gòu)成。多路換擋電磁閥1、電磁閥2分別控制多路換擋閥1與2。多路換擋閥有2個(gè)工作位置，即低擋位置和高擋位置。當(dāng)該電磁閥未通電時(shí)，彈簧彈力將多路換擋閥保持在相對(duì)低擋位置，此時(shí)多路換擋閥1可以選擇1擋和5擋，多路換擋閥2可以選擇2擋和4擋；當(dāng)該電磁閥1與2均分別通電時(shí)，多路換擋閥1與2均被油壓驅(qū)動(dòng)到相對(duì)高擋位置，此時(shí)多路換擋閥1可以選擇3擋和7擋，多路換擋閥2可以選擇R擋和6擋[1]。

由上述設(shè)計(jì)可知，采用兩組多路換擋閥的換擋液壓操縱系統(tǒng)可以保證1個(gè)擋位作為驅(qū)動(dòng)擋時(shí)，相鄰擋位被提前預(yù)選接入，使得換擋過程自然無縫對(duì)接，車輛運(yùn)行更加平穩(wěn)。同時(shí)，利用1個(gè)開關(guān)式換擋電磁閥控制2個(gè)擋位，減少了換擋閥的數(shù)量，使得換擋操縱更加平穩(wěn)可靠。

N43、N44、N47和N48均為換擋電磁閥，這些電磁閥通過多路換擋閥控制所有換擋操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)(擋位選擇器液壓缸)的油壓。未通電時(shí)電磁閥處于閉合位置，壓力油無法到達(dá)換擋操縱機(jī)構(gòu)的液壓缸。電磁閥N43控制1擋和3擋的操縱油壓；電磁閥N44控制5擋和7擋的操縱油壓；電磁閥N47控制2擋和倒擋的選擋油壓；電磁閥N48控制4擋和6擋的選擋油壓。通過控制多路換擋電磁閥通電與否，同時(shí)控制相應(yīng)的換擋電磁閥(N43、N44、N47、N48)，便實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)擋位的控制。

在DSG中自動(dòng)換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)是擋位控制器，由撥叉與2個(gè)液壓缸(見圖6)等組成，每個(gè)擋位均有同步器。如圖6所示，通過液壓操縱系統(tǒng)控制擋位控制器液壓缸中的油壓，就可以通過撥叉驅(qū)動(dòng)同步器接合套接入相應(yīng)的擋位，每個(gè)擋位控制器可以獨(dú)立操作一個(gè)撥叉。由于雙離合、雙輸入軸的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置，當(dāng)一個(gè)擋位作為驅(qū)動(dòng)擋時(shí)，相鄰擋位可以提前結(jié)合作為預(yù)選擋位。若滿足升擋(或降擋)條件，控制電腦可通過K1與K2離合器的切換迅速實(shí)現(xiàn)換擋，幾乎無縫銜接的換擋過程就完成了，DSG變速器的快速反應(yīng)并不只是雙離合器的功勞。

為了保證換擋時(shí)撥叉到達(dá)指定位置，撥叉位置應(yīng)受到精確控制。圖7所示是換擋撥叉位置精確度控制裝置，行程傳感器把撥叉位置傳給電腦確定撥位[1]。

2　結(jié)束語

七速DSG變速器的液壓操縱系統(tǒng)主要由換擋電磁閥、多路換擋閥、多路換擋電磁閥及換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)擋位選擇器等構(gòu)成，這種操縱系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可靠、工作效率高，使換擋操作平穩(wěn)迅捷。設(shè)計(jì)了兩個(gè)多路換擋閥為核心的換擋液壓操縱系統(tǒng)，與雙離合器相配合可以保證一個(gè)擋位作為驅(qū)動(dòng)擋時(shí)、相鄰擋位可提前預(yù)選接入，使得換擋過程自然無縫對(duì)接。

【1】鄭勁.DSG變速器電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理[J].汽車電器，2013(1)：35-37.

【2】馮永忠.大眾車系02E直接換擋變速器維修圖冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010：24-29.

【3】薛慶文.詳解大眾7速干式DSG變速器控制系統(tǒng)[J].汽車維修與保養(yǎng)，2011(10)：48-50.

ResearchonSeven-speedDSGDual-clutchTransmissionHydraulicControlSystem

ZHENGJin,SUNHuaijun

(LanzhouPetrochemicalCollegeofVocationalTechnology,LanzhouGansu730060,China)

ThestructureandworkingprincipleofDSGdual-clutchtransmissionhydrauliccontrolsystemwerestudied.Thehydraulicsystemofautomaticallyshifthydrauliccontrolsystemwasdesigned,anditsworkingprincipleandtheautomaticshiftcontrolworkprocesswereanalyzed.ThehydrauliccontrolsystemdiagramofthewetclutchK1andK2weredrawn.Withthesesystemfigures,thehandlingprocessesofthewetclutchK1andK2werediscussed.

DSGtransmission;Hydrauliccontrolsystem;Automaticshift

2015-03-02

鄭勁(1959—)，學(xué)士，主要從事汽車故障診斷與檢測(cè)方向的教學(xué)與研究。E-mail：zhengjin987@sina.com。