直接換擋變速器測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)研究

黃 聰

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

汽車變速器，是一套用于來(lái)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際行駛速度的變速裝置，用于發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能。變速器可以在汽車行駛過(guò)程中，在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比?，F(xiàn)在的歐洲市場(chǎng)主要是以手動(dòng)變速器為主流，美國(guó)和日本是自動(dòng)變速器為主，而我國(guó)下線的中高檔乘用車上，也主要采用自動(dòng)變速器，這兩種變速器各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。手動(dòng)變速器：效率高、強(qiáng)勁有力、駕駛控制好、燃油經(jīng)濟(jì)性好；自動(dòng)變速器：駕駛較舒適，易于使用。根據(jù)這些信息，大眾汽車著手設(shè)計(jì)這兩種變速器綜合起來(lái)最顯著性特點(diǎn)的變速器，因而設(shè)計(jì)出直接換擋變速器。

直接換擋變速器（DSG-Direct Shift Gearbox）也稱雙離合自動(dòng)變速器（Dual Clutch Transmission，DCT），它的起源就如其他汽車高科技一樣，其設(shè)計(jì)都來(lái)自賽車運(yùn)動(dòng)，而其實(shí)際應(yīng)用早在80年代初的保時(shí)捷Prosche 962C和1985年的奧迪Audi sport quattro S1 RC賽車上，并為他們贏取多項(xiàng)冠軍。它特殊的地方在于它比別的變速器換擋更快，傳遞的扭矩更大而且效率更高，而且該款變速器使用車輛的燃油消耗低于大多數(shù)手動(dòng)變速器的車輛。

1 研究意義

由于近年來(lái)我國(guó)乘用車市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，我國(guó)用車變速器需求量迅速增長(zhǎng)，其中絕大部分為手動(dòng)變速器，自動(dòng)變速器的需求比例不斷提高。與此同時(shí)隨著車用市場(chǎng)迅猛發(fā)展，雙離合自動(dòng)變速器有可能成為以后汽車市場(chǎng)的新亮點(diǎn)。同時(shí)在手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器測(cè)試領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)品牌已占據(jù)著主要地位。但技術(shù)層次更高的雙離合自動(dòng)變速器測(cè)試市場(chǎng)在國(guó)內(nèi)還較少。雙離合自動(dòng)變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的組成，其發(fā)展毫無(wú)置疑地反映了現(xiàn)代該項(xiàng)技術(shù)的潮流。

2 主要研究?jī)?nèi)容

（1）確立雙離合自動(dòng)變速器測(cè)試系統(tǒng)的組成方案和整體結(jié)構(gòu)分析。①原動(dòng)力的選取：測(cè)試系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器運(yùn)轉(zhuǎn)，需要有合適的驅(qū)動(dòng)力，測(cè)試系統(tǒng)臺(tái)采用直流變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有啟動(dòng)力矩大、抗干擾性強(qiáng)、可頻繁啟動(dòng)、易于將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到合適的轉(zhuǎn)速等優(yōu)點(diǎn)；②路況模擬系統(tǒng)的選?。褐饕秦?fù)荷加載方式或制動(dòng)系統(tǒng)類型的選定；③測(cè)量裝置包括：電信號(hào)、油壓信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)等原理及工作過(guò)程展示系統(tǒng)，可采用指示燈等。

（2）電子控制電路和油壓控制油路的整合設(shè)計(jì)。檢測(cè)方面由雙離合變速器的ECU對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器獲取變速器兩端轉(zhuǎn)速信號(hào)。系統(tǒng)設(shè)置多個(gè)電磁閥控制通道。根據(jù)換擋時(shí)刻，選擇電磁閥的不同組合來(lái)控制雙離合自動(dòng)變速器擋位變化，固定自動(dòng)變速器在某一要求擋位。此時(shí)可通過(guò)電路串接設(shè)立故障點(diǎn)，并短接ECU，工作中的電磁閥串接LED顯示其工作是否正常。測(cè)試臺(tái)設(shè)置多條液壓通道，每個(gè)通道上安裝液壓油路壓力表，可以滿足對(duì)絕大多數(shù)變速器的主油路油壓、二擋油壓、直接擋油壓、超速擋油壓、倒擋油壓和鎖止離合器油壓進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)。

（3）雙離合自動(dòng)變速器模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)某款DSG變速器的實(shí)際參數(shù)設(shè)定，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速模擬、其它系統(tǒng)信號(hào)模擬、多重故障模擬等教學(xué)系統(tǒng)。

（4）輔助測(cè)量及展示裝置。由電機(jī)輸入驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，通過(guò)變速器輸入端的轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)出輸入軸的轉(zhuǎn)速；在被測(cè)試變速器輸出端安裝加載裝置，由它實(shí)現(xiàn)變速器的加載和制動(dòng)。

通過(guò)擋位選擇，觀察轉(zhuǎn)速LED顯示，比較電磁閥LED組合顯示，可以檢測(cè)傳感器和電磁閥的工作狀況，分析控制系統(tǒng)外部設(shè)備的工作性能。觀察每個(gè)擋位下液壓油路壓力表的壓力顯示，可以檢測(cè)液壓油路和換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓缸的工作可靠性，分析壓力損失的原因。調(diào)整負(fù)載變化，比較輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)速損失，可以檢測(cè)離合器、執(zhí)行器的工作特性。

3 主要研究目標(biāo)

（1）對(duì)汽車雙離合自動(dòng)變速器進(jìn)行故障診斷和對(duì)修復(fù)后的變速器進(jìn)行全面性能檢測(cè)。根據(jù)汽車實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)雙離合自動(dòng)變速器的全工況模擬。

（2）對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化完善，以附帶故障點(diǎn)的測(cè)試臺(tái)的形式應(yīng)用于教學(xué)，并可以加載負(fù)荷，對(duì)自動(dòng)變速器進(jìn)行精確地綜合性能檢測(cè)。

汽車是高新技術(shù)最具價(jià)值的商業(yè)載體，隨著我國(guó)科技的快速發(fā)展，追趕世界汽車技術(shù)的步伐必將進(jìn)一步加快。因此，研制出適合我國(guó)國(guó)情的汽車雙離合自動(dòng)變速器檢測(cè)設(shè)備，設(shè)計(jì)出高效、全面的測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)汽車維修工業(yè)的發(fā)展和教學(xué)研究有著十分重要的意義。