摘要：介绍了一种新型双离合自动变速器的基本组成和结构特点，并提出这种新型双离合自动变速器的传动方案，描述了其工作原理。对这种新型双离合自动变速器和传统的双离合自动变速器(DCT)进行对比，分析了它们在结构上和工作原理上的不同。运用三维建模软件Pro/ENGINEER对这种新型双离合自动变速器进行实体建模。
关键词：双离合自动变速器;结构分析;建模
0 引言
变速器，是一套用来协调发动机输出转速、扭矩与车辆驱动所需转速、扭矩的变速装置。在汽车行驶过程中，它可以使发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机在最佳的动力性能状态下工作，因此它是汽车关键部件。而变速器又分为如干种类，那么双离合变速器、自动变速器谁是未来的宠儿[1] ?就目前而言，双离合自动变速器(DCT)以其卓越的性能成为汽车企业争相研究和开发的重点，它既改变了传统汽车机械式自动变速器换挡动力中断的缺点, 又继承了手动变速器(MT)传动效率高、安装空间紧凑、重量轻等诸多优点，使汽车具有良好的动力性、燃油经济性,而且极大地提高了换挡舒适性,是目前变速器技术研究新的发展方向。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它非道路车辆，应用范围极广。本文研究的新型双离合自动变速器是一种选择性输出的双离合自动变速器，它不同于传统意义上的选择性输入双离合自动变速器，例如大众迈腾的DSG就属于传统意义上的选择性输入双离合自动变速器。目前，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，对其功能实现原理的深入研究和产品化必将对我国自动变速器自主研发能力的提高具有积极意义[2]。
1 国内外研究现状
1.1 国外研究现状
双离合器变速器(DCT)的概念到目前已经有六七十年的历史。早在1939年德国的Kegresse.A第一个申请了双离合器变速器的专利，提出了将手动变速器分为两部分的设计概念，一部分传递奇数档，另一部分传递偶数档。且其动力传递通过两个离合器联结两根输入轴，相邻各档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，从而缩短换档时间，有效提高换档品质，该变速器曾经在载货车上进行过试验，限于当时的控制技术，这种变速器并没有投入批量生产。随后在20世纪80年代，保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器(PDK)，但也未能将DCT技术投入批量生产[3]……
1.2 国内研究现状
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。在国家“863”重大专项中,轿车DCT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……
2 传动方案
2.1 方案的拟定
大众推出的DSG变速器为DCT的一种，它是一种选择性输入的传动方案, 使变速器具有换挡迅速、无动力中断、换挡舒适性高的优点, 并且动力性和经济性达到或超过手动变速器。通过选择性输入和其它传动方案的具体分析，提出一种新型的传动方案，它是一种选择性输出的方案，它是在手动变速器基础上，加上电子控制和液压驱动，两离合器交替工作，不间断地输出动力。如图1所示为选择性输出双离合器自动变速器的结构简图……
2.2 工作原理
与DSG的选择性输入相比，此方案为选择性输出，并且通过离合器的离合和同步器的位置即可实现换挡。汽车发动机启动时，在空档情况下，所有同步器位于中间位置，两离合器均分离;在一档时，拨叉使得同步器T1位于左侧，同步器T2位于右侧，离合器L1结合，此时在行星轮系中，太阳轮输入，齿圈固定，行星架输出;判断升至二挡时，拨叉使得同步器T3位于右侧，完成预挂档，离合器L1逐渐分离，而离合器L2逐渐结合，直至换挡成功。判断升至三挡时，拨叉使得同步器T2位于左侧，完成预挂档，离合器L2逐渐分离，而离合器L1逐渐结合，直至换挡成功，此时行星轮系为直接档输出。判断升至四挡时，拨叉使得同步器T3位于左侧，完成预挂档，离合器L1逐渐分离，而离合器L2逐渐结合，直至换挡成功。降档过程类似。在倒档时，同步器T1位于右侧，同步器T3位于左侧，离合器L2结合，离合器L1分离。
3 大众DSG传动方案
如图2所示，DSG有两根同轴心的输入轴，输入轴1空套在输入轴2里。输入轴1与离合器1相连，输入轴1上的常啮合齿轮分别与1、3、5档齿轮相啮合;输入轴2为空心轴，与离合器2相连，输入轴2上的常啮合齿轮分别与2、4、6档齿轮相啮合;倒档齿轮通过倒档轴齿轮与输入轴1的常啮合齿轮相啮合。也就是说，离合器1负责1、3、5档和倒档，离合器2负责2、4、6档。当使用不同档位时，相应离合结合[6]。
根据传动方案简图和工作原理描述，这种新型双离合自动变速器与传统的DSG变速器相比较，此传动方案具有以下结构特点……
5 Pro/ENGINEER建模
PRO/ENGINEER软件是美国参数技术公司(Parametric Technology CoRPoration, PTC)基于单一数据库、参数化、特征、全相关及工程数据再利用等概念的基础上开发出的一个功能强大的CAD/CAE/CAM软件，它能将产品从设计到生产加工的过程集成在一起，让所有用户同时进行同一产品的设计与制造工作，是当今国内外应用最广泛的三维实体建模软件之一[7]……
6 传动方案评价
6.1 工作可靠性
此变速器重要零部件均通过校核，尺寸设计合理。
6.2 运动精准性
换挡控制较简单，理论上具有可行性。
6.3 制造经济性
采用选择性输出的方法，避开了成本较高、制造难度较大的双离合器;由于发动机横置，所以主减齿轮无需较难加工的弧齿锥齿轮;变速器壳体供油降低了密封成本;控制系统成本也有所降低[8]。
7 结束语
此种选择性输出传动方案与传统DCT的选择性输入相比，在成本、零部件工艺性和控制环节等均具有优势。而且只需在输入轴增加一个前进档输入齿轮，再在另外两轴加两个齿轮与之啮合，即可获得八档减速比，同时轴向尺寸只增加30℅左右。从而可应用于高档乘用车，甚至重型客车。由于其诸多优点，目前国内的设计和生产能力完全具有产业化能力。
