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BorgWarner_DCT_Electrohydraulic_Controls_Ritschel cn 双离合变速器 技术优势和实施策略.pdf

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BORGWARNER_DCT_ELECTROHYDRAULIC_CONTROLS_RITSCHEL CN 离合 变速器 技术优势 实施 策略
资源描述:
2010年6 月 双离合变速器 技术优势和实施策略 2 双离合变速器的电液控制 迈克尔 瑞特切尔 3 术语 干湿双离合变速器的电液控制 带有稳态泵的 电液控制 (低压系统) 电液控制 (实时响应泵) (高压系统) 湿 式双离合变速器 湿 式 双离合变速器 干式双离合变速器 低压系统 高压系统 4 电液原理 电力 液压 电流 信号输出 信号输入 电磁阀 电枢(衔 铁) 阀芯 液压流∕ 压力 磁铁 液压 力 力 5 提纲 ? 电液控制低压系统 ? - 稳态泵- ? 动力供应 ? 双离合变速器动力流 ? 控制模块 ? 控制功能(附实例) ? -电液控制高压系统- 实时响应泵 ? 动力供应 ? 双离合变速器动力流 ? 控制模块 ? 控制功能(附实例) 6 低压系统- 主要特征 ? 机械驱动泵 ? 泵的流量 ~ 12-18 cc/rev ? 最大线压 15-20 bar ? 系统泄漏 ? 齿轮组的组合油路 ? 磨损微粒对油的污染 7 动力供应- 低压系统 稳态泵 低压系统 发动机 液压控制 模块 泵 线压 最大压线(例如20bar ) 时间 线压(常规操作) 压力 启动发动机= 启动泵 泵驱 动 8 双离合变速器动力流- 低压系统 发动机 非整合低压系统 液压控制模 块 齿轮组 湿 式 离 合器 变速箱控制单元(TCU ) 发动机控制单元 (ECU ) 驱动 润滑油 齿轮驱动 换挡叉 油路 发电机 电池 齿轮润滑 冷却 9 双离合变速器动力流-- 低压 系统( 可选) 发动机 低压系统 液压控 制模块 齿轮 湿式离 合器 传输控制器(TCU ) 发动机控制单元 (ECU ) 驱动 润滑油 齿轮驱动 换挡叉 油路 发电机 电池 齿轮润滑 冷却 集成变速箱控制单元,集成齿轮驱动 10 双离合变速器控制实例- 低压系 统 双离合变速器控制实例 “低压系统” 集成变速箱控制单元 没有集成档位驱动 集成变速箱控制单元 集成档位驱动 集成档位驱动 没有集成变速箱控制单元 11 双离合变速器控制系统功 能- 低 压系统 ? 过滤 ? 主压力控制 ? 离合器冷却 ? 档位驱动 ? 离合器控制 12 低压系统- 过滤 油池 吸滤头 泵 压力式过滤器方案2 (控制油路) 油品的清洁度要求参考 ISO 4406 xx/19/16 油量5-7 公升 压力式过滤器方案1 (支路) 线路 主压力调节器 次级 抽吸 辅助压力 13 低压系统- 过滤器 ? 15> 200 (99,5%) 流量> 1.5 l/min 可替换 筛孔尺寸~ 60 -150 μ m 流量> 40 l/min 寿命 吸滤头 压力式过滤器 源于Filtran 14 主压力调节器 低压系统- 主压力控制 线压 次级 抽吸 可变流量电磁阀 (VBS) 高压控制型(NH ) 15 线压曲线 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 VBS 电流(A ) 线压(bar ) 低压系统- 主压力控制 VBS 电流 VBS 压力 ~9 bar ~1.2 A VBS特征 高压控制型 线压特征 16 低压系统- 离合器冷却 线压 泵流量 润滑油调节器 低流量可变力调节电磁阀 (VFS ) 高压控制型(NH) 离合器润滑 冷却器∕ 齿轮润滑 17 低压系统- 离合器冷却 低流量可变力调节电磁阀 电流 ~1.2 A ~8 bar 低流量可变力调节电磁阀 压力 低流量可变力调节 电磁阀 特性 高压控制型 润滑油流量特性 润滑油曲线 0,000 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 低流量可变力调节电磁阀电流 [A] 润滑油流量 [l/min] 18 低压系统- 电磁阀 ? 开放式VBS ? 适于液压线路、润滑、轴 向进给和截断控制的低成 本解决方案 ? 低流量VFS ? 温度和压力范围内的高精 度控制 ? 低泄漏 ? 适于液压线路、润滑、轴 向进给和截断控制 ? 微型直动VFS(MDA) 低流量VFS 开放式VBS 19 低压系统- 齿轮驱动 多位阀启动 线压 多位阀1 开∕ 关电磁阀 5 4 2 6 R 1 3 N 多位阀#2 多位阀2 开∕ 关电磁阀 多位阀#1 控制启动器的1VBS 常低型 启动器1 调节器 启动器2 调节器 控制启动器的 1VBS 常低型 换挡拨叉 开/ 关电磁阀 VBS 常低型 20 低压系统- 多路控制 电流VBS 压力 VBS ~9 bar ~1.2 A VBS 特性常低型 轴向供给压力特性 轴向供给压力 0,000 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 20,000 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 电流VBS [A] 轴向供给压力[bar] 21 低压系统- 齿轮驱动 直接接入驱动 换挡拨叉 线压 6 4 启动器1VBS 常低型 启动器1 调节器 启动器2 调节器 启动器2 VBS 常低型 5 2 R 1 3 N ACS 1 ACS 2 ACS 3 ACS 4 截面控制电磁阀(ACS ) 22 低压系统- 直接接入 截面控制电磁阀 流量特性 截面控制电磁阀特性 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 截面控制电磁阀电流 [A] 截面控制电磁阀流量[l/min] 23 低压系统- 电磁阀 ? 开 ∕ 关电磁阀 ? 齿轮驱动控制的低沉本方 案 ? 多位阀控制 ? 截面控制电磁阀 (ACS ) ? 活塞速度的精确控制 ? 润滑油流量控制 截面控制电磁阀(ACS ) 开 ∕关电磁阀 24 低压系统- 离合器控制 直接离合器控制 奇数档VFS 偶数档VFS 奇数档离合器 偶数档离合器 线压 可变力调节电磁阀(VFS )- 高流量 25 低压系统- 离合器控制 奇数档 AF VFS 曲线 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 VFS 电流(A) 离合器压力(Bar) 奇数档调节器曲线 线压 离合器压力特征 VFS 高流量 26 低压系统电磁阀 ? 高流量VFS ? 完美的直接离合器控制 ? 快速稳定的离合器填充性 能 ? 温度和压力范围内实现高 精度 ? 低泄漏 高流量VFS 27 提纲 ? 电液控制低压系统 –稳态泵 ? 动力输出 ? 双离合变速器动力流 ? 控制模块 ? 控制功能(附实例) ? 电液控制高压系统 - 按要求选择泵 ? 动力输出 ? 双离合变速器动力流 ? 控制模块 ? 控制功能(附实例) 28 高压系统-主要特性 ? 电机驱动泵(按需求选) ? 泵的规格 ~ 1.5 - 3 cc/rev ? 最大线压 > 40 bar ? 储压器规格 ~ 200 - 500 ccm ? 超低系统泄漏 ? 分离油路控制 ? 高的油品清洁度要求 ? 低粘度油 29 供电- 高压系统 最小管线压力(例如40bar ) 应需泵( 带有蓄能器)高压系统 M 液压控制 模块 动力组件 储能器 电机 泵 线压 打开泵 时间 最大线压(例如60bar ) 线压 压力 离合器压力 关掉泵 30 双离合变速器动力流- 高 压系统 湿式 离合器系统 发动机控制单元 ECU 液压控制模 块 发动机 齿轮组 湿式离合 器 变速箱控制单元TCU 驱动 齿轮驱动 换挡拨叉 油路I 发电机 电池 油路II 润滑 31 双离合变速器动力流- 高 压系统 干式离合器系统 液压控制模 块 发动机 齿轮组 干式离合 器 变速箱控制单元TCU 发动机控制单元 ECU 驱动 齿轮驱动 换挡拨叉 发电机 电池 油路II 油路I 32 高压模块典型结构 ?高压电磁阀 ?驱动活塞 ?位置传感器 ?压力传感器 ?换档阀 ?电机 ?高压泵 ?线压储能器 双离合变速器控制实例- 高压系 统 33 高压模块的关键特性 ? 电子实时响应泵 ? 高效- 超低泄漏 ? 兼容暂停 ∕ 开始功能 ? 兼容干式和湿式双离合变 速器的高压系统 ?DCT 双离合变速器以外应 用的可能性 双离合变速器控制实例- 高压系 统 34 高压双离合变速器控制系 统功能 ? 过滤 ? 储能器 ∕ 主压力控制 ? 齿轮驱动 ? 离合器控制 35 高压系统- 过滤 油品清洁度要求根据 ISO 4406 xx/17/13 油量2-3 公升 (分离油路) M 油池 泵 压力式过滤器 储能器 ?10 > 200 寿命 线压 源自贺德克 电机 36 高压系统- 储能器 膜片式储能器 活塞式储能器 源于科德宝 储能器特性 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 0 10 20 30 40 50 60 70 压力[bar] 储能器容积[cm^3] 37 高压系统- 储能器 每次油量 ~20cc 0 50 100 150 200 250 0 10 20 30 40 50 60 70 80 压力[bar] delta油油量[cc.] 90 20 -20 温度[ °C] 38 高压系统- 齿轮驱动 Press Cont Sol 线压 奇数档齿轮组和离合器 偶数档齿轮组和离合器 截面控制电磁阀 截面控制电磁阀 ACS 截面控制电 磁阀 流量特征 ~10l/min ACS 截面控制 电磁阀 流量 ACS 截面控制 电磁阀 电流 ~2A 截面控制电磁阀 截面控制电磁阀 压力控制电磁阀 39 高压系统- 离合器控制 离合器控制 压力持续溶胶 压力持续溶胶 P- 管线 离合器压力特征VFS 40 高压系统- 电磁阀 完全密封的压力&流量控制 部分密封的压力&流量控制 全部或部分密封开关 ? 系统压力达到100 bar ? 控制压力范围至60 bar ? 流量每 10 bar ?P > 10 L/min ? 断开渗漏< 8 cc/min ? 完全密封,部分密封和未封口设计 41 高压系统- 低泄漏 衬套设计 线轴和套筒之间的超 小空隙 最优化的轴距 离
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