DCT预换档过程建模及换档力优化仿真研究.pdf

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1、A版DCT预换档过程建模及换档力优化仿真研究叶兴成向可(上海汽车集团股份有限公司乘用车公司，上海201804)【摘要】针对某款6速湿式双离合器自动变速器(DCT)换档过程中同步器的受力情况进行研究，并分析预换档过程中影响换档感受的因素。在此基础上，建立基于Matlab／Simulink的DCT预换档过程动力学模型，对不同换档力进行仿真分析，提出换档力控制策略的优化建议。【Abstract】Forceanalysishasbeenconductedforsynchronizerofa6speedwe

2、tDCT．Influen—cingfactorsofshiftingperformanceisalsoanalyzed．DynamicmodelbasedonMaflab／Simulinkforpre—synchronizationhasbeenbuildaccordingtotheanalysisabove．Themodelsimulationbydifferentshiftforcehasbeendoneandoptimizationsuggestionshavebeenraisedbased

3、onthesimulationresults．【关键词】变速器离合器汽车预换档doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2014．04．01的同步环式同步器为例，可将同步器工作过程分0引言为以下6个阶段：滑块滑动、同步、同步环拨正、穿过同步环、结合齿拨正、齿套与结合齿啮合。将双离合器变速器(DCT)是近年来迅速发展的DCT预换档过程按上述6阶段细分后，根据其结汽车自动变速器技术，其即具备手动变速器传动构特点进一步分析其各阶段所受的换档阻力，如图1所示。效率高、耐用的特性，又有自动变

4、速器舒适、换档时不会产生牵引力中断情况的优点。双离合器自动变速器利用预先结合同步器的方式(即预换档)实现快速和几乎无中断的换档，预换档过程控制策略的优劣影响换档品质及同步器使用寿命。1DCT预换档过程分析DCT预换档开始时，变速器控制单元(TCU)发送指令，控制换档执行机构推动拨叉，拨叉推动齿套，齿套推动同步器结合到目标档位。DCT预换档过程的核心是同步器工作过程。以广泛使用图1DCT预换档过程受力分析图收稿日期：2014—03—12上海汽车2014．04·3·由图1可见，换档过程中受到的阻力主要

5、有拨叉轴自锁阻力、齿套空档自锁阻力、带排阻力、同步力、结合齿抵触阻力、花键接触面摩擦阻力等，可以看出上述阻力在时间上有重叠。1．1拨叉轴自锁阻力拨叉轴自锁装置的作用是保证换档到位，防止自行挂档或脱档。它一般由自锁钢球和自锁弹簧以及拨叉轴上的凹槽共同组成。换档时，拨叉轴受到的轴向力克服自锁弹簧的阻力将钢球由拨叉轴的凹槽中挤出推回孔中，拨叉轴向移动实现换档，其受力分析如图2所示。图3齿套空档自锁阻力图4同步器简化模型示意图图2拨叉轴自锁阻力示意图1．2齿套空档自锁阻力M是由于离合器分离不彻底、空气摩擦

6、阻齿套空档自锁装置是同步器的组成部分。一力，以及变速器输入端所带动的任何附件和变速般由齿套内齿上的凹槽和嵌入花键毂的定位销、器的油阻造成，此值越小越好，以减小同步器在同定位钢球或滑块组成。其作用是保证退人空档步过程中所做的功，但它的具体值不易测定，在换后，齿套不能自行轴向移动，防止自行挂档。齿套档过程中假定其不变。空档自锁装置与拨叉轴自锁装置的工作过程类汽车行驶时受到的滚动阻力、道路坡度阻力、似，其受力分析如图3所示。空气阻力以及动力传递至车轮过程中各零部件的1．3同步力机械损失形成了汽车行驶阻力

7、矩M，对于换档已有研究将同步器同步过程简化，见图4。图影响不大，所以在换档过程中其数值也可以认为4中．，为转换至同步器主动部分的总转动惯量，‘，是不变的。为转换至同步器被动部分总转动惯量，为转换对于某些材质的锁环(如青铜对钢的摩擦至同步器主动部分的离合器阻力矩，M为锥面摩副)，摩擦系数会随着滑摩速度的变化而升高或降擦力矩，即同步力矩，为转换至同步器被动部分低，但变化微小，通常忽略不计，一般认为锁环上总阻转矩(包括行速阻力等)，0为同步器主动部的摩擦力矩在换档过程中保持不变。分角速度，0为同步器被动

8、部分角速度，各参数的1．4结合齿抵触阻力作用方向如图4所示。结合齿与锁环同步旋转之后，齿套在换档力·4·上海汽车2014．04作用下继续向结合齿移动，当齿套齿端倒角与结：-，△z合齿齿端倒角接触时，两者之间产生的阻力就是式中：△为同步过程开始时同步器输入端与输出结合齿抵触阻力，如图5所示。齿套上的换档力作用于结合齿齿端倒角斜面的切向分力使结合齿端角速度差；l，为转换至同步器主动部分的总转动惯量。及其相连部件相对于锁环向前转动半个齿，齿套2．2预换档模型的建立与结合齿相接合完成换档。