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分享一下 福特6DCT450型双离合变速器

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2015-04-20 10:23:00【

  6DCT450型变速器是福特汽车公司首先应用在福克斯轿车上的6速双离合变速器,其采用湿式离合器,在保证高传动效率的同时降低了燃油消耗。杭州腾骅自动变速箱维修专家为了方便广大读者对该款变速器的了解,在此对其进行简要介绍。

  一、机械系统
  在该款变速器中包含2组独立的齿轮系,输入轴被分为两部分,一个空心轴和一个内轴(实心轴),每组齿轮系连接着一个多片式离合器(图1)。在双离合

  图1 6DCT450型变速器
  变速器中,通过使用多片式双离合器对其进行电液控制,可以使得2个挡位同时接合。多片式双离器之中的一个接合处于行驶模式,另外一个虽然仍然断开,但在下一次换挡前就已经预选上。
  1.变速器内部结构
  该款变速器的内部结构如图2所示。

  2.各挡传动路线分析
  变速器内部动力传递原理图如图3所示

  (1)1挡(图4)
  扭矩经离合器爪传递到双离合器,从双离合器经过离合器1传递到输入轴(实心轴)。输入轴将动力传递到输出轴

  (1~4挡)的1挡齿轮,经过输出齿轮传递到差速器。
  (2)2挡(图5)

  扭矩经离合器爪传递到双离合器,从双离合器经过离合器2传递到输入轴(空心轴),输入轴将动力传递到输出轴(1~4挡)的2挡齿轮,经过输出齿轮传递到差速器。
  (3)3挡(图6)
  图6

  扭矩经离合器爪传递到双离合器,从双离合器经过离合器1传递到输入轴(实心轴)。输入轴将动力传递到输出轴(1~4挡)的3挡齿轮,经过输出齿轮传递到差速器。
  (4)4挡(图7)
  扭矩经离合器爪传递到双离合器,从双离合器经过离合器2传递到输入轴

  (空心轴)。输入轴将动力传递到输出轴(1~4挡)的4挡齿轮,经过输出齿轮传递到差速器。
  (5)5挡(图8)
  图8 

  扭矩经离合器爪传递到双离合器,从双离合器经过离合器1传递到输入轴(实心轴),输入轴将动力传递到输出轴(5、6及倒挡)的5挡齿轮,经过输出齿轮传递到差速器。
  (6)6挡(图9)
  图9

  扭矩经离合器爪传递到双离合器,从双离合器经过离合器2传递到输入轴(空心轴),输入轴将动力传递到输出轴(5、6及倒挡)的6挡齿轮,经过输出齿轮传递到差速器。
  (7)倒挡(图10

  扭矩经离合器爪传递到双离合器,从双离合器经过离合器1传递到输入轴(实心轴),输入轴将动力传递到输出轴(5、6及倒挡)的倒挡齿轮。倒挡惰轮使得转动方向相反,动力经过输出齿轮传递到差速器。
  二、控制系统
  1.主要元件
  (1)TCM(图1 1)

  TCM需要完成任务包括:通过控制离合器油压来作动离合器、通过不同的行程来达到4个挡位、控制分别用于实心轴和空心轴的安全阀、控制主油压、控制冷却油压、测量离合器速度及测量变速器油温。变速器油始终在整个变速器里流动,以实现几乎无动力中断的平滑换挡。在此过程中,TCM需要处理传感器信号获取发动机转速、车速及变速器负荷信息,探测机械元件的位置,对液压驱动装置的阀体和滑块等进行控制。

  (2)永磁铁
  每个换挡拨叉单元上设有一个永磁铁(图12)。距离传感器可以根据永磁铁来检测换挡拨叉所处的位置,换挡拨叉位置又可用于确定接合的挡位。
  图12 

  (3)TR传感器
  TR传感器(图13)安装在变速器壳体上,用来感知驾驶员所选择的换挡杆位置并将此信息传递到TCM。不需要使用IDS (综合诊断系统)来对其进行编程,更换完TR传感器后只需要用专用工具对其进行调整。


  (4)输入轴转速传感器

  输入轴转速传感器(图14)用来对双离合器的外侧进行电子扫描,以此来感知变速器的输入轴转速,感知到的信号可作为计算多片离合器打滑的变量。
  2.换挡控制
  (1)换挡控制系统的作用
  换挡控制系统的作用是根据行驶

  工况和驾驶员的输入信号来决定换挡点及控制策略。TCM控制相应的电磁阀以执行自动换挡,需要处理很多参数(如车速、加速踏板位置、制动系统压力传感器的信号及ESP的倾角传感器等)。
  (2)自适应控制
  TCM监测每次换挡,以保证在所有行驶工况下换挡的平顺性,其平顺性是通过控制单元来增大或减小液压系统中的压力(离合器及换挡拨又的作动)来实现的。
  以下情况会进行调整:
  离合器充油、离合器压力点、与离合器压力相应的离合器扭矩及换挡拨又的位置。调整后的压力值和位置值被存在控制单元的非可变性RAM(随机存储器)内,这样可以改善换挡平顺性并延长变速器的使用寿命。
  (3)换挡控制
  ①自动模式
  TCM根据行驶工况调整换挡点。若TCM检测到位于特殊行驶工况,将切换到预定义的换挡特性。
  ②手动模式
  若车速下降使得发动机转速下降到下限,TCM将会自动降挡;若驾驶员试图降挡。而发动机的转速可能超过上限。TCM将不允许换挡;若加速过程中发动机转速超过4 500 r/min,系统将会自动升到下一挡位。加速踏板强制降挡在手动模式中仍然起作用。另外,变速器有可能由2挡起步,以代替雪地模式。注意:手动换挡仅能在发动机转速不超过预设限值时进行。
  ③换挡杆由“N”挡移到“R”挡仅当车速低于12 km/h时TCM才允许挂入倒挡,一旦车速高于1 2 km/h时倒挡齿轮不会接合,因此无法挂人倒挡。
  ④特殊行驶工况
  a.上坡行驶
  TCM通过比较由PCM得到的发动机扭矩值与水平路面行驶时所存储的扭矩值来检测是否处于上坡行驶状态,若行驶时需要的发动机扭矩更高,则TCM判定处于上坡行驶,并会自动降低一个挡位以增大牵引力输出。
  b.下坡行驶
  TCM通过比较由PCM得到的发动机扭矩值与水平路面行驶时所存储的扭矩值来检测是否处于下坡行驶,若行驶时需要的发动机扭矩更低,~IJTCM判定处于下坡行驶,并会自动降低一个挡位从而无需制动减速。
  C.海拔修正
  随着海拔升高,大气压力降低,发动机的性能也会下降。PCM判定处于高海拔区域后,会将此信息传递给TCM。为了补偿这种情况,TCM会改变换挡点并调节起动特性。
  d.速度控制系统
  当速度控制系统起作用时,TCM将自动换挡。
  e.降低扭矩
当车辆静止时,若在换挡杆位于D位时进行制动,变速器的输入扭矩将会降低。若换挡杆位于D位且车辆停止时,TCM将会预选2挡及倒挡,并将传递动力的离合器上的扭矩降低到约5 N·m 。该功能可以稳定怠速,降低油耗并减少动力系统传递过来的振动。
  f.防回转功能
  若车辆停在上坡斜面上,当换挡杆位于P挡或N挡时,TCM将会预选1挡,且会根据上坡坡度将发动机怠速转速升高至800~1 1O0 r/min;若车辆停在下坡斜面上,当换挡杆位于P挡或N挡时,TCM将会预选倒挡。且根据下坡坡度将发动机怠速转速升高至800~1 1 O0 r/min。
  3.自检及诊断
  TCM监测变速器系统所有的传感器,并且与包括PCM在内的车辆上其他控制单元进行通信。当控制系统出现故障时,TCM将通过仪表上的故障警告灯和警示信息告知驾驶员,并存储相应的故障码。
  (1)自我保护模式
  TCM设置有发生严重故障时对变速器进行控制的功能,使用何种策略由故障特性所决定。若车辆仍能进行有限运行,则意味着故障发生在TCM自身或TR传感器。若TCM及TR传感器有缺陷,~.1J2个离合器均断开,因此车辆将无法继续行驶。发生故障时,TCM将根据所处挡位及行驶工况来采取不同措施:(=[)发生故障时,TCM使得车辆可以进行有限运行。出于安全考虑,此种情况下行驶距离应尽可能短,并避免极端驾驶操作(如超车等)。
  ②在自我保护模式中,根据故障类型的不同,将在仪表中显示文字信息/或点亮故障警告灯/或点亮变速器指示灯。发动机重新起动后(点火钥匙移出约15 S)。变速器将不再处于自我保护模式。仪表中不会显示信息,故障警告灯也会被关闭。但故障码仍然存储在TCM内,若故障再次出现,则重新进入自我保护模式。
  (2)自我保护策略
  不同的故障及行驶工况将会激活不同的自我保护模式(2007年10月已定义59种不同程序)。故障所导致的后果可能是冻结某一挡位,或是冻结整个传动路径(偶数/奇数挡),甚至是只能以已接合挡位行驶。一般来说,只要故障发生时未对其进行限制,则变速器各挡位(“R”挡“D”挡)及手动挡滑槽都应当可用。发生故障时,建议继续行驶至最近的维修站处或是将车辆停靠在安全地点。若车辆已经停下且无法继续行驶,紧急情况下可以尝试通过重新起动(移出点火钥匙约15 S),来清除故障并继续行驶至最近的维修站。

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