直接換擋變速器測試系統的開發與設計研究

黃 聰

（許昌電氣職業學院，河南 許昌 461000）

汽車變速器，是一套用于來協調發動機的轉速和車輪的實際行駛速度的變速裝置，用于發揮發動機的最佳性能。變速器可以在汽車行駛過程中，在發動機和車輪之間產生不同的變速比。現在的歐洲市場主要是以手動變速器為主流，美國和日本是自動變速器為主，而我國下線的中高檔乘用車上，也主要采用自動變速器，這兩種變速器各有各的優缺點。手動變速器：效率高、強勁有力、駕駛控制好、燃油經濟性好；自動變速器：駕駛較舒適，易于使用。根據這些信息，大眾汽車著手設計這兩種變速器綜合起來最顯著性特點的變速器，因而設計出直接換擋變速器。

直接換擋變速器（DSG-Direct Shift Gearbox）也稱雙離合自動變速器（Dual Clutch Transmission，DCT），它的起源就如其他汽車高科技一樣，其設計都來自賽車運動，而其實際應用早在80年代初的保時捷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手動變速器的車輛。

1 研究意義

由于近年來我國乘用車市場增長迅速，我國用車變速器需求量迅速增長，其中絕大部分為手動變速器，自動變速器的需求比例不斷提高。與此同時隨著車用市場迅猛發展，雙離合自動變速器有可能成為以后汽車市場的新亮點。同時在手動變速器和自動變速器測試領域，國產品牌已占據著主要地位。但技術層次更高的雙離合自動變速器測試市場在國內還較少。雙離合自動變速器作為汽車傳動系統中一個非常重要的組成，其發展毫無置疑地反映了現代該項技術的潮流。

2 主要研究內容

（1）確立雙離合自動變速器測試系統的組成方案和整體結構分析。①原動力的選取：測試系統為驅動自動變速器運轉，需要有合適的驅動力，測試系統臺采用直流變頻調速電機驅動，具有啟動力矩大、抗干擾性強、可頻繁啟動、易于將電動機轉速調節到合適的轉速等優點；②路況模擬系統的選取：主要是負荷加載方式或制動系統類型的選定；③測量裝置包括：電信號、油壓信號、轉速信號等原理及工作過程展示系統，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計。檢測方面由雙離合變速器的ECU對主軸轉速進行實時檢測；通過轉速傳感器獲取變速器兩端轉速信號。系統設置多個電磁閥控制通道。根據換擋時刻，選擇電磁閥的不同組合來控制雙離合自動變速器擋位變化，固定自動變速器在某一要求擋位。此時可通過電路串接設立故障點，并短接ECU，工作中的電磁閥串接LED顯示其工作是否正常。測試臺設置多條液壓通道，每個通道上安裝液壓油路壓力表，可以滿足對絕大多數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行同時監測。

（3）雙離合自動變速器模擬系統設計。根據某款DSG變速器的實際參數設定，設計轉速模擬、其它系統信號模擬、多重故障模擬等教學系統。

（4）輔助測量及展示裝置。由電機輸入驅動轉矩，通過變速器輸入端的轉速傳感器測出輸入軸的轉速；在被測試變速器輸出端安裝加載裝置，由它實現變速器的加載和制動。

通過擋位選擇，觀察轉速LED顯示，比較電磁閥LED組合顯示，可以檢測傳感器和電磁閥的工作狀況，分析控制系統外部設備的工作性能。觀察每個擋位下液壓油路壓力表的壓力顯示，可以檢測液壓油路和換擋執行機構液壓缸的工作可靠性，分析壓力損失的原因。調整負載變化，比較輸入軸與輸出軸轉速損失，可以檢測離合器、執行器的工作特性。

3 主要研究目標

（1）對汽車雙離合自動變速器進行故障診斷和對修復后的變速器進行全面性能檢測。根據汽車實際標準對測試系統進行改造，實現對雙離合自動變速器的全工況模擬。

（2）對測試系統進行進一步優化完善，以附帶故障點的測試臺的形式應用于教學，并可以加載負荷，對自動變速器進行精確地綜合性能檢測。

汽車是高新技術最具價值的商業載體，隨著我國科技的快速發展，追趕世界汽車技術的步伐必將進一步加快。因此，研制出適合我國國情的汽車雙離合自動變速器檢測設備，設計出高效、全面的測試系統，對促進我國汽車維修工業的發展和教學研究有著十分重要的意義。