选择性输出双离合自动变速器液压控制系统设计

摘要： 液压控制系统是变速器的重要组成部分，油路和阀的设计选择对变速器的动力传递和换挡实现有很大影响。分析了自动变速器液压系统的控制原理，并结合一种新型结构变速器，设计其液压控制系统来满足其换挡和动力传递需要。

关键词：自动变速器；液压；双离合器；同步器

中图分类号： U463.211 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2012）04-0032-04

The Design of the Hydraulic Control System for the Selective Output of

Dual-clutch Transmission

WANG Guang-fei1，CHEN Chao-yang1，ZHANG Dai-sheng1，WANG Shao-jie2

（1. School of Machinery and Automobile Engineering，Hefei University of Technology， Hefei 230009，China；

2.Automotive Enginerring Institute，Hefei University of Technology， Hefei 230009，China）

Abstract：The hydraulic control system is an important part of the transmission and the design of the oil circuit and valve has a great impact for power transmission and shifting. This paper analyzes the control principle of the automatic transmission hydraulic system，combined with a new type structure of transmission，the design of the hydraulic control system which can meet the needs of the shifting and power transmission.

Key words：automatic transmission （AT），hydraulic，double clutch，synchronizer

双离合器自动变速器（DCT）是一种新的自动变速器技术，其特点是有两个离合器，换挡时两个离合器配合使用实现动力换挡。双离合器自动变速器（DCT）同时具备了手动变速器和自动变速器的优点，传动效率高，不仅保证了车辆的动力性和经济性，而且改善了车辆的行驶舒适性。

变速器的动力传递和换挡过程的实现是通过TCU电控单元发出信号，通过各种执行器调节油液压力、流量和方向来控制两个离合器和换挡拨叉执行器的动作来实现的。分析设计变速器液压控制系统的油路分布和液压阀的选择具有重要意义。本文对一种新型的变速器的液压系统进行研究设计来满足换挡和动力传递需要。

1 DCT结构及其工作原理

1.1 DCT结构

选择性输出双离合自动变速器采用并联行星轮系结构，其传动装置由一个带有同步器装置的输入轴，两根平行布置的中间轴，布置在输出轴上的两个平行布置的离合器、多个同步器装置、多个换挡拨叉，一个倒挡轴以及1个差速器组成。使用选择性输出的方式将变速器奇、偶数挡输出齿轮分别布置在两根中间轴上，通过两个离合器的切换以及切换成不同的同步器状态，经由不同输出轴实现扭矩变换和输出。三维结构如图1所示。

1.2 DCT工作原理

传统的DCT通过两个离合器的交替切换来完成换挡过程，而该变速器则通过控制离合器和同步器的工作状态即可实现换挡。工作原理如图2所示。

汽车发动机启动时，在空挡情况下，所有同步器中位，两离合器均分离；在挡时，换挡执行机构拨叉使得同步器T1左位，同步器T2右位，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右位，完成预挂挡，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左位，完成预挂挡，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挡输出。判断升至四挡时，拨叉使得同步器T3左位，完成预挂挡，离合器L1逐渐分离，而离合器L2逐渐结合，直至换挡成功。而在倒挡时，同步器T1右位，同步器T3左位，离合器L2结合，离合器L1分离。

2 控制系统设计

2.1 液压控制系统组成和控制原理分析

DCT液压控制系统主要由三部分组成：离合器压力控制部分、同步器压力控制部分和冷却控制部分。DCT液压系统采用的是与发动机固联的定量泵，泵的排量与发动机的转速成正比。通过泵排出的油液首先通过主油路压力调节阀调节主油路油压，在主油压的基础上安全阀对系统压力进行二次调节。调节后的油液通往换挡阀控制拨叉的运动以实现不同挡位之间的切换．该油液同时通往离合器压力控制阀提供动力传递所需的压力。图3为液压系统各个液压元件连接示意图。

2.2 液压系统模型

2.2.1 主油路调压

主油路油压是通过主油路调压阀调节后的油泵输出油压，离合器结合油压和换挡拨叉油缸中的油压都是在主油路油压的基础上根据不同工况来调节的，主油压的控制很重要，发动机负荷大时，为了让离合器结合可靠，需要加大主油路油压；在换挡过程中，同步器结合时，需要适当减小主油压以减少换挡冲击。发动机负荷小时，也需要适当减小主油路油压，以减少燃油消耗。

压力油从油泵的出油口出来同时流向主油压滑阀的供油口、左端的第一控制口和主油压比例阀的供油口；流向主油压比例阀的油液由供油口进，出油口出，第一路反馈到主油压比例阀的控制口，第二路流向主油压滑阀右端的第二控制口；在主油压滑阀左端的第一控制口和右端的第二控制口两端压差作用下，调节主油压滑阀的出油口开口大小，从而调节从主油压滑阀的供油口流向出油口油液的流量和压力。