动力与电气工程
变速器是汽车动力传输的主要部件，通过变速器能够使发动机的输出的转速变高扭矩变大，从而使发动机的性能发挥到最佳状态。现代汽车的变速器有手动变速器、电控液力变速器、无级变速器和双离合变速器，这些变速器在使用过程中有它们各自的优缺点。手动变速器在汽车运动性能、油耗、价格方面比较优越，而在舒适性方面比较差，自动变速器只是在舒适性方面比较好，但在油耗、动力和价格方面都比较差，而双离合器能够在保证动力性能的前提下，有较低的油耗和较高的舒适性，这些方面导致双离合器在汽车中将逐渐显现出优势，该文主要介绍了双离合器的结构、原理和性能。
1 双离合变速器简介
双离合器变速器S tronic 02E也被称为直接换档变速器(DSG)02E。因为奥迪公司用“-tronic”(比如tiptronic,multitronic)来命名自动档变速器，按照这个原则来给02E双离合变速器命名，就是S tronic。
S tronic是手动变速器，也是自动变速器。S tronic是自动档变速器就是强调它具有的运动性性能。从技术方面看,S tronic的基型就是6档手动变速器，所具有的特点即增加了一个离合器。关于离合器的使用，就是通过电动液压控制设施来进行换挡之间的操作。这个装置利用两个多片式离合器及智能式电动液压设备，所以在使用的时候可以直接挂入二个档位。在行驶的过程中，挂
到档位的同时还预选一个差不多的档位。在进行换挡的时候，先将档位的离合器挣开，和刚才所预选的档位相互接合。所有的动作都是在负荷的作用下进行的，这样它的动力基本上是没有变化的，这就是所谓的动力无中断。
2 02E 变速器的变速理念
DSG是把两组离合器片进行集合之后所形成的双离合器设备，双传动轴机构就是用实心轴和外部套装进行集合，采用两组离合器和齿轮组进行操作动作。两组离合器是依靠Mechatronic 电子和液压设施进行控制。双离合变速器在结构上就是两个变速器进行组合而成的，分别是分变速器1和分变速器2，有连个离合器K1、K2分别通过输入轴和两个变速机构相连,K1控制档位1、3、5档和倒档,K2控制2、4、6档。在汽车行驶中，其中的某一个分变速器是采用离合器K1或者K2进行动力的传递。见图1动力切换图，利用离合器K1和K2之间的重合部分来进行动力的切换。换句话说就是在进行动力切换的时候，利用已经减下来的压紧力进行动力的传递，一直到接合的离合器进行发电机扭矩传递的时候。在本案例中动力切换是1档到6档，正在使用的离合器是K1，接合的离合器是K2。
例如在汽车行驶的过程中，进行3档换到4档的操作。3档就是行驶档,4档就是预备档，这时还是没有开启的。如果进行完全的换挡,3档齿轮的离合器进行启动,4档离合器进行准备。离合器是使用的过程中是
一起用的，这样才会出现上面说的平稳转换。整个过程都是在很短的时间内完成，只有那些对车子非常热爱的驾驶员才体会到这种转换的感觉。在S档的模式下，发动机与离合器之间进行相互的配合，这样就增加转速使得进行换挡很顺畅，这是因为有很大的转换动力。
3 变速器外部机构
3.1 选档杆锁
在汽车行驶或者点火的时候P/N-锁，这与换挡杆在此位置
奥迪6档双离合器02E 变速器
史懂深
(天津交通职业学院 天津 300118)
摘 要：双离合器02E变速器是由德国大众公司和BrogWarner公司以及Temic公司联合研究出来的。其中BrogWarner公司生产的是离合器和液压系统,Temic公司负责生产电子系统。它和手动档变速器相比较其实就是将手动档的优势和自动档的优势相结合起来。在保持高效率的情况下实现很高舒适性和运动性。该文主要介绍了双离合器变速器的结构组成和工作原理，详细叙述了02E变速器变速理念，并
对变速器的S - 运动程序、软件选档杆锁(Shift-Lock)、起动锁/起动控制、软件选档杆锁、Launch-Control-程序、
用2档“晃出”车辆以及2档起步能功能作了解释。关键词：双离合器 变速器 操纵机构 控制单元中图分类号:U46
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2015)07(a)-0051-03
图1 动力切换图
. All Rights Reserved.
拔出点火钥匙有着本质的区别。
采用下面的运动原则对选挡杆和选挡杆锁止电磁铁的设计：不管在通电还是未通电时都能够实现锁止功能，通电状态是N位置，未通电状态是P位置。这种原则会使选挡杆在出现问题的时候会被锁止在P位置，比如蓄电池没电的时候。
在这种情况下车子是没有办法移动的，现在为了避免出现这种情况，需要安装一个应急的开锁装置。在没电的情况下，电磁铁N110的弹簧力把锁止销卡放到了P爪里，选挡杆被锁止。
应急开锁装置，是在选挡杆盖板下面，只有拆下盖板才能使用开锁装置。操作应急开锁装置才能把电磁铁N110锁止卡从爪中拿出来，这是逆着弹的过程。这样选挡杆就会在P位置移动开来。
3.2 点火钥匙防拔出锁
点火钥匙防拔出锁就是采用自身的电磁铁N376来进行机械运动操作的，这就是它的功能。具体分析就是：如果选挡杆不在P 位置，那么点火钥匙是没有办法拔出来的，因为它没有办法到达它拔出的位置。电磁铁N376是采用点子恐难股指单元J527进行相关的控制，所以它需要利用选挡杆位置的P信息。为了安全及方便诊断，可以利用下面的两个渠道进行给控制单元J527消息传递。
渠道1：利用F319微开关。它是位于换挡操作结构上。工作原理是把位于P位置的信息传递给E313，然后通过一条独立的导线从E313传至J527。
大众dsg变速器渠道2：选档杆位置信息通过CAN总线信息交换被传送到J527。信息路径: E313(CAN-驱动总线)→ J743(CAN-驱动总线)→J533 (CAN-舒适总线) →J527。CAN总线的功能是检验F319信息的真实性,CAN总线的信息可以在它出现问题的时候进行替代。
3.3 换档操纵机构
S-tronic的换挡操纵机构里面有一个传感器，命名为E313。它的作用是把相关的传感器以及控制单元都集中到一个电路板上。这是电子模块的集成形式。
选档杆传感器 E313用于确定选档杆位置(这个信号被变速器控制单元所利用)，在选挡杆的罩上或者显示单元上面进行控制发光二极管，还可以控制电磁铁N110，采用CAN总线的方式把全部的信息都传递给Mechatronik控制单元J743。
4 变速器功能
4.1 用2档“晃出”车辆以及2档起步
相关的换挡上面已经说过，有些车辆是通过2档进行起步开动的。驾驶员平时注意不到这样的情况，这是由于在后面的变速中又会换挡到1档，在这个过程中驾驶员是感觉不出来的。
驾驶员可以采用R和D之间的切换方式来使得车辆能够晃出。这种方法就是把选挡杆放在D位置使用2档进行起步运动。
4.2 Launch-Control-程序
Launch-Control-程序可以使车辆以最大的加速度从静止起步。要想实现这种起步，在起步离合器刚性接合前就把发动机转速调整到约3200rpm*了。
发动机扭矩和离合器的动力传递会以全自动方式进行相互的匹配。要想使用“Launch-Control-程序”，需要满足下面的前提条件：车速为 0 km/h，变速器机油温度>30 °C，离合器温度正常,ESP 或 ASR 已关闭 (用ESP-按键,ESP-指示灯亮起)，当选挡杆在S位置或者在tiptronic位置时，用左脚踩下制动踏板，油门要踏到底，这时发动机转速要达到三千二百，现在只要脚离开制动踏板，变速器就会很快的进行加速。
4.3 S-运动程序
选挡杆放置在S位置的时候，驾驶员就可以利用运动程序来进行换挡。当变速器控制单元接收到这个消息的时候，换挡曲线就会在发电机转速较高的地方，这样就增加了汽车的行驶动力学方面的性能。
4.4 软件选档杆锁(Shift-Lock)
软件选档杆锁具有安全性质的功能。当锁止电磁铁N110没有将选挡杆放到P或者N的位置，这时软件选挡杆锁所具有的安全功能，就不会让驾驶员在没有意识的状态下进行操作，从而使汽车启动。前提条件是汽车处于发动的状态。
4.5 起动锁/起动控制
“起动锁”功能就是当选挡杆在P或者N的位置起动机才可以进行工作，如图2。起动机就是接线柱50，它所采用的继电器是J682，而J682又由供电控制单元J519来控制。为此,J519不仅仅要点火锁及发电机控制单元的信息，还需要选挡杆的位子信息。其中选挡杆里面的传感器E313就是用来对选挡杆位置的确定，然后把信息通过CAN总线传递给Mechatronik控制单元J743。
控制单元J743是采用一个单独的导线给控制单元J519进行P/ N-信息的传导,P/N-信息来源于变速器的信号，这是个接地信息。当控制单元J519收到全部的信息的时候，就会让继电器J682进行工作。前文已经说过P/N-信息传导的安全和方便诊断，这需要将选挡杆的信息采用CAN总线传递给控制单元J519。信息路线: E313(驱动CAN总线)→J743(驱动CAN总线)→J533(舒适CAN总线)→J519。
4.6 软件选档杆锁(Shift-Lock)
软件选档杆锁指的是一种安全功能。如果N110锁止磁铁没有能够将选档杆锁止在“P”档位或“N”档位的情况下，那么这种软件选档杆锁可防止司机在无意中挂入某一前进档或倒车档位而让汽车向前或向后移动(但前提条件是汽车发动机在运行)。司机在不经意的情况下可能会将软件选档杆锁激活，这时就会经常听到客户抱怨说“车辆有时候没有驱动力”。要想车辆能够有驱动力，只有关闭软件选档杆锁，这就需要司机去再次踏下制动踏板。
(下转54页)
. All Rights Reserved.
仅用于报警即显示，不作为给水泵跳泵信号。
此外，对于推力轴承，推荐采用冗余配置加逻辑运算的方式进行处理，下文从定量的角度对该方式进行分析。
3.2 测点冗余设置的定量分析
给水泵推力轴承一般包括数块扇形的瓦块，呈分散分布，根据给水泵制造商的反馈，给水泵推力轴承单侧(内侧或是外侧)安装的温度测点不宜超过3个。下面对3个以内的温度测点的不同逻辑运算进行进一步分析。
逻辑系统故障模式有两种，拒动故障和误动故障，前者是指逻辑的某些输入通道存在拒动性故障而可能引起逻辑的拒动性故障，这是一个危险性故障，将导致不能正常启动保护动作；后者是指某些输入通道产生虚假信号而引起逻辑的误动性故障，将导致保护误动作，降低了电厂的可用性。
通过逻辑运算可知，三取二逻辑运算在拒动和误动方面都有相对较低的概率。
4 给水泵轴承温度保护推荐方案
4.1 推荐方案描述
综上所述，对于给水泵径向轴承，温度测点仅用报警，不进行逻辑控制，考虑到在线检修的需要，设置1个测点，配置双支热电阻；对于给水泵推力轴承，在推力轴承的内侧及外侧，分别设置3个测点，并进行三取二逻辑运算后得出最终的输出信号。
4.2 推荐方案可行性分析
4.2.1 径向轴承方案分析
对于径向轴承，给水泵径向轴承温度高通常在缺少润滑油的工况下发生，由于给水泵配有专门的润滑油系统，润滑油系统具有主油泵、辅助油泵，此外润滑油系统还设置润滑油压力低的保护，能保证给水泵运行时径向轴承得到良好的润滑，径向轴承温度较为可控。即便出现润滑不畅的情况，径向轴承温升速率也比较小。将该保护逻辑修改为报警，适当地降低报警温度，在报警信号发出后，操作人员可及时进行必要的处理。
关于径向轴承温度测点的设置，由于径向轴承测点数量较少，目前的径向轴承较为容易布置，在DCS中也较为容易实现报警功能。因此，径向轴承修改为报警的方式在技术上是可行的。
4.2.2 推力轴承方案分析
对于推力轴承，由于转子推力盘与转子轴心线的垂直度误差，会造成推力轴承的部分轴瓦受力大；如果轴瓦平面度不好，其偏差超过了最小油膜厚度，将会破坏轴瓦与推力盘之间的油膜；若轴瓦安装的相对高差大，也会导致部分推力瓦受力大。推力轴承一旦磨损，温度上升速度较快，若不设置自动停泵，可能会损坏给水泵相关设备。
同时，在DCS中，应用三取二逻辑运算的系统很多。因此，推力轴承同时进行三取二运算也是可行的。此外，火力发电厂的锅炉给水泵相关标准对于轴承温度测点也推荐采用三取二冗余配置[3]。
5 结语
对于核电厂电动给水泵轴承温度保护逻辑方案，径向轴承推荐设置单个温度测点，且配备双支热电阻；推力轴承推荐每侧均设置3个测点，并采用三取二逻辑运算。从技术角度看，这种方案既可以保证给水泵设备本体的安全，也可以提高系统乃至机组的可靠性；从经济角度看，相比较给水泵制造商的原始方案，仅增加了数个热电阻，投资费用并未大幅提高。
参考文献
[1]陈济东.大亚湾核电站系统及运行[M].北京：原子能科学技
术,1995.
[2]李威.电动主给水泵温度保护逻辑的优化[J].沿海企业与科技,
2010(10):105-106.
[3]DL/T 592-2010，火力发电厂锅炉给水泵的检测与控制技术
条件[S].2010.
5 结语
所以，双离合器变速器的工作特性使得汽车在换档时没有换档间隙，这样消除了换档时产生的冲击，从而增加了乘员乘坐的舒适性，由于其采用齿轮传动也是其有着较高的传动效率，使汽车的动力性能得以发挥，并降低了燃油消耗，使其成为现代汽车动力的不可的主要组成部分。但由于其较高的价格使其在发展中受到一定的限制，使得DSG只能在一些中高档的汽车上应用。参考文献
[1]刘佃瑞，杜绍研.汽车自动变速器[M].济南：山东大学出版社,
2011.
[2]宋敬滨，李彦.汽车自动变速器结构原理与检修[M].大连：大
连理工大学出版社,2014.
[3]刘子波.国内汽车变速器的发展[M].北京：农机使用与维修,
2010.
[4]刘岩东.汽车自动变速器构造与原理解析[M].北京：机械工业
出版社,2010.
(上接52页)
. All Rights Reserved.
发布评论