Các bộ phận của hộp số DCT: Các bộ phận truyền ly hợp kép hoạt động như thế nào và những gì cần chỉ định？

Hộp số ly hợp kép đã chuyển từ tính mới của xe thể thao sang thực tế sản xuất phổ biến trong hai thập kỷ qua. Ngày nay, chúng được trang bị tiêu chuẩn trên nhiều loại xe du lịch, xe thương mại hạng nhẹ và ngày càng nhiều trong các hệ truyền động hybrid - vì chúng mang lại hiệu quả sử dụng nhiên liệu của hộp số tay với tốc độ sang số và sự thuận tiện cho người lái khi tiếp cận với bộ chuyển đổi mô-men xoắn tự động. Đằng sau trải nghiệm chuyển số đó là một tập hợp các bộ phận hộp số chính xác phải hoạt động với dung sai cực kỳ chặt chẽ, dưới tải trọng chu kỳ cao và trong nhiều trường hợp mà không cần bất kỳ hoạt động bảo trì nào do người lái thực hiện trong suốt vòng đời của xe.

Hiểu cách thức hoạt động của các thành phần DCT - chúng hoạt động như thế nào, chúng thất bại như thế nào và điều gì phân biệt bộ phận chất lượng cao với bộ phận kém chất lượng - rất quan trọng đối với bất kỳ ai tìm nguồn cung ứng các bộ phận này ở cấp độ 1 hoặc cấp 2.

Hộp số ly hợp kép hoạt động như thế nào

DCT chia hộp số thành hai hộp số phụ, mỗi hộp số được điều khiển bằng ly hợp riêng. Một hộp số phụ xử lý các bánh răng lẻ (1, 3, 5, số lùi) và hộp số còn lại xử lý các bánh răng chẵn (thứ 2, 4, 6). Trong khi xe đang chạy vào số 3 trên hộp số phụ lẻ thì hộp số chẵn đã gài vào số 4 và đang chờ. Khi TCU (bộ điều khiển hộp số) quyết định tăng số, nó sẽ đồng thời mở ly hợp số lẻ và đóng ly hợp số chẵn — quá trình chuyển số hoàn tất sau một phần nghìn giây mà không bị gián đoạn nguồn điện.

Kiến trúc lựa chọn trước này mang lại cho DCT tốc độ và hiệu quả đặc trưng. Nó cũng đặt ra các yêu cầu cụ thể đối với các bộ phận: bộ đồng bộ hóa và càng chuyển số trong mỗi hộp số phụ phải gài và nhả nhanh chóng dưới sự điều khiển của phần mềm, các bộ ly hợp phải điều chỉnh trơn tru để quản lý mô-men xoắn chuyển tiếp và mọi bộ phận trong đường chuyển số phải duy trì độ ổn định kích thước qua hàng trăm nghìn chu kỳ sang số trong suốt thời gian sử dụng của hộp số.

DCT có hai biến thể chính. DCT ướt sử dụng bộ ly hợp ngâm trong dầu và phù hợp với các ứng dụng mô-men xoắn cao hơn - hầu hết các DCT của xe thương mại và các bộ phận xe du lịch hiệu suất đều bị ướt. DCT khô sử dụng đĩa ly hợp làm mát bằng không khí trong một gói nhỏ hơn, nhẹ hơn thích hợp cho các loại xe phân khối nhỏ hơn. Việc lựa chọn ướt và khô ảnh hưởng đến thiết kế bộ ly hợp và các yêu cầu bôi trơn, nhưng các bộ phận cơ khí hạ lưu - bộ đồng bộ hóa, càng chọn, ray chuyển số, chốt hãm - đều có khái niệm tương tự nhau trên cả hai loại.

Các thành phần chính xác bên trong DCT

Hội đồng bộ hóa

Mỗi cặp bánh răng trong mỗi hộp số phụ đều có cụm đồng bộ riêng - bộ phận khớp tốc độ quay của bánh răng với trục trước khi ăn khớp, ngăn ngừa va chạm răng. Trong DCT, bộ đồng bộ hóa phải hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện truyền động tự động: không giống như hộp số tay do người lái vận hành, nơi người lái xe có thể cảm nhận lực cản và điều chỉnh áp suất ly hợp tương ứng, hệ thống truyền động của DCT áp dụng cấu hình lực cố định do TCU tính toán. Bộ đồng bộ hóa phải đồng bộ hóa chính xác trong ngân sách lực lượng đó mọi lúc, trong hàng triệu chu kỳ.

Cụm đồng bộ bao gồm trục (trục với trục), ống bọc (di chuyển theo trục để ăn khớp với bánh răng), thanh chống hoặc then chốt (kết nối ống bọc với trục và cung cấp lực định vị ban đầu trong quá trình đồng bộ hóa) và vòng đồng bộ (cung cấp bề mặt ma sát giúp cân bằng tốc độ). Hình dạng và cách xử lý bề mặt của từng bộ phận ảnh hưởng trực tiếp đến cảm giác chuyển số và độ bền. Thanh chống - còn được gọi là khóa đồng bộ hóa hoặc chốt hãm - là một bộ phận nhỏ đặc biệt quan trọng: nó kiểm soát lực chặn trong quá trình đồng bộ hóa, lực lò xo và độ chính xác về kích thước của nó xác định xem bộ phận chuyển số ăn khớp sạch hay mài.

Cần số và lắp ráp đường ray

Càng chuyển số di chuyển trong rãnh của ống đồng bộ và di chuyển nó theo chiều dọc khi bộ truyền động ra lệnh lựa chọn bánh răng. Trong DCT, cơ cấu dẫn động càng nâng thường là thủy lực (DCT ướt) hoặc cơ điện (DCT khô) và càng nâng phải truyền lực của bộ truyền động sang ống bọc mà không bị ràng buộc hoặc lệch. Vật liệu phuộc và vấn đề hình học: phuộc bị lệch khi chịu tải sẽ tạo ra vị trí ống bọc không nhất quán và sự ăn khớp của bộ đồng bộ hóa không thể đoán trước. Giao diện rãnh phuộc với ống bọc phải duy trì độ hở khi chạy được kiểm soát - quá chặt sẽ gây ra ma sát và ràng buộc, quá lỏng sẽ tạo ra sự mài mòn quá mức và tác động lên đường chuyển số.

Ray chuyển số cung cấp đường dẫn hướng tuyến tính cho càng nâng và kết hợp các cơ chế khóa liên động để ngăn hai bánh răng trong cùng một hộp số phụ ăn khớp đồng thời. Các đặc điểm chốt chặn trên đường ray - các rãnh mà chốt chặn hoặc quả bóng gắn vào để giữ từng vị trí bánh răng - phải được gia công theo độ sâu và hình dáng nhất quán. Hình dạng hãm không nhất quán tạo ra lực dịch chuyển thay đổi và có thể cho phép bánh răng trượt khỏi khớp khi chịu tải.

Chốt chốt và pít tông

Chốt hãm (hoặc bi hãm và cụm lò xo) là bộ phận cung cấp lực định vị dương cho mỗi lựa chọn bánh răng - tiếng "tách" xúc giác xác nhận rằng bánh răng đã ăn khớp hoàn toàn với hộp số tay và trong DCT, lực giữ giữ bánh răng được chọn chống lại rung động và đảo chiều tải trọng. Trong các hệ thống tự động, chốt chặn cũng cung cấp tín hiệu tham chiếu đến cảm biến vị trí: TCU xác nhận lựa chọn bánh răng bằng cách phát hiện điểm gắn chốt hãm ở vị trí càng nâng hoặc ray.

Các chốt hãm cho các ứng dụng DCT phải được sản xuất với dung sai kích thước chặt chẽ — đường kính chốt, hình dạng đầu chốt và tải trước lò xo trực tiếp điều khiển lực gắn kết của chốt chặn. Các bộ phận có kích thước khác nhau tùy theo từng bộ phận gây ra sự thay đổi về lực chuyển số mà logic thích ứng của TCU phải bù đắp và trong trường hợp xấu nhất, điều đó có vẻ như chất lượng chuyển số không nhất quán đối với người lái.

Các thành phần của bộ ly hợp (DCT ướt)

Trong DCT ướt, mỗi bộ ly hợp bao gồm một gói các đĩa ma sát xen kẽ và các tấm phân cách bằng thép. Các đĩa ma sát được nối với trục ngoài (nối với trục đầu vào) và các tấm thép được nối với tang trống bên trong (nối với trục truyền động phụ). Áp suất thủy lực do pít-tông tác dụng sẽ nén gói, truyền mô-men xoắn thông qua ma sát. Công suất mô-men xoắn của ly hợp - và độ trơn tru của quá trình gài và nhả - phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng bề mặt của đĩa ma sát, độ hoàn thiện bề mặt của tấm thép, khe hở của gói và áp suất truyền động thủy lực.

Các bộ phận của bộ ly hợp trong DCT chịu nhiều chu kỳ nhiệt và cơ học hơn so với hộp số tự động thông thường, bởi vì mỗi lần chuyển số đều liên quan đến quá trình chuyển đổi ly hợp. Trong tình trạng giao thông dừng và đi, sự tham gia điều chỉnh của bộ ly hợp DCT tốc độ thấp sẽ tạo ra nhiệt liên tục. Do đó, việc lựa chọn vật liệu đĩa ma sát đặc biệt quan trọng: vật liệu ma sát hữu cơ có độ bám dính tốt nhưng nhạy cảm với nhiệt; kim loại thiêu kết hoặc vật liệu gốc cacbon cung cấp khả năng chịu nhiệt cao hơn cho các chu trình truyền động đòi hỏi khắt khe.

Thông số kỹ thuật chính cho việc mua sắm thành phần DCT

Tại sao quy trình sản xuất lại quan trọng đối với các bộ phận DCT

Quy trình sản xuất được sử dụng để sản xuất bộ phận chính xác DCT không tách rời khỏi chất lượng của bộ phận đó — nó quyết định điều đó. Hai bộ phận trông giống hệt nhau trên bản vẽ có thể có tuổi thọ sử dụng khác nhau đáng kể tùy thuộc vào cách chúng được tạo ra.

Tiêu đề nguội - tạo hình kim loại ở nhiệt độ phòng dưới lực nén cao - tạo ra cấu trúc hạt tinh tế mà không cần loại bỏ vật liệu. Các đường dòng sợi của kim loại tuân theo hình dạng của bộ phận, giống như khi rèn và lớp bề mặt được làm cứng trong quá trình tạo hình. Đối với các thanh chống đồng bộ, chốt hãm và các bộ phận có độ chính xác nhỏ tương tự được sản xuất với số lượng lớn, tiêu đề nguội tạo ra một bộ phận có các đặc tính cơ học (độ bền mỏi, độ cứng bề mặt, độ đồng nhất về kích thước) mà gia công thuần túy từ thanh không thể sánh được với chi phí tương đương. Việc giảm tồn kho gia công được loại bỏ cũng có nghĩa là sử dụng vật liệu tốt hơn và chi phí sản phẩm thấp hơn ở khối lượng sản xuất.

Đối với các bộ phận có hình dạng phức tạp hơn — càng chuyển số, trục đồng bộ hóa — sự kết hợp giữa các hoạt động tạo hình và gia công CNC tiếp theo trên các bề mặt quan trọng là tiêu chuẩn. Hoạt động tạo hình thiết lập hình dạng khối một cách hiệu quả; hoạt động gia công đạt được dung sai chặt chẽ trên lỗ ổ trục, biên dạng rãnh và bề mặt tiếp xúc mà độ chính xác của DCT yêu cầu.

Độ tin cậy của DCT: Các thành phần bị lỗi ở đâu và tại sao

Dữ liệu về độ tin cậy tại hiện trường và bảo hành DCT luôn chỉ ra một số lượng tương đối nhỏ các chế độ lỗi thành phần. Sự hao mòn của bộ đồng bộ hóa - sự xuống cấp dần dần của cụm vòng ma sát và thanh chống - là lỗi cơ học phổ biến nhất ở DCT tốc độ cao, đặc biệt là ở các phương tiện được sử dụng nhiều khi lái xe dừng và đi trong đô thị, nơi hộp số thường xuyên chuyển số ở tốc độ thấp. Lực lò xo thanh chống giảm khi bị mòn và đạp xe, cuối cùng tạo ra lực chặn không đủ để đồng bộ hóa trước một cách đáng tin cậy. Triệu chứng đặc trưng là khó vào số hoặc có cảm giác lạch cạch khi chọn số ở tốc độ thấp.

Sự mài mòn của chốt hãm tạo ra một dạng hư hỏng khác: bánh răng "bật ra" khi chịu tải, vì chốt hãm không còn cung cấp đủ lực giữ để giữ càng nâng ở vị trí bánh răng chống lại lực tách trên răng bánh răng. Trong sách hướng dẫn sử dụng người lái xe, điều này có thể thấy rõ ngay lập tức; trong DCT, nó có thể biểu hiện dưới dạng trạng thái trung tính không mong muốn và mã lỗi hơn là cảm giác vật lý.

Cả hai chế độ hư hỏng đều có thể phòng ngừa được thông qua việc tuân thủ chất lượng thành phần và thông số kỹ thuật - các bộ phận được sản xuất với dung sai kích thước nhất quán, có độ cứng và độ hoàn thiện bề mặt phù hợp, đồng thời được kiểm tra lực lò xo trong phạm vi quy định trước khi vận chuyển.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa thanh chống đồng bộ DCT và thanh chống được sử dụng trong hộp số tay thông thường là gì?

Về mặt chức năng, chúng thực hiện cùng một vai trò - cung cấp lực lập chỉ mục ban đầu và chặn ống bọc cho đến khi hoàn tất đồng bộ hóa - nhưng các thanh chống đồng bộ hóa DCT thường phải đáp ứng dung sai kích thước chặt chẽ hơn và các thông số lực lò xo nhất quán hơn so với các loại tương đương ở hộp số tay của chúng. Trong hộp số tay, đầu vào của người lái thông qua cần số cung cấp một mức độ bù thích ứng cho sự thay đổi từng bộ phận; trong DCT, TCU áp dụng cấu hình lực cố định và bộ đồng bộ hóa phải hoạt động đáng tin cậy trong đó. Điều này có nghĩa là thanh chống DCT được tuân thủ các yêu cầu Cpk chặt chẽ hơn và thử nghiệm lực lò xo 100% nghiêm ngặt hơn trong sản xuất và thường được sản xuất từ ​​​​thép không gỉ cao cấp hơn để chống ăn mòn do tiếp xúc với chất lỏng truyền động.

là Bộ phận hộp số DCT có thể hoán đổi giữa các biến thể ly hợp ướt và khô?

Bộ đồng bộ hóa, càng chuyển số và các bộ phận hãm trong đường chuyển số thường dành riêng cho từng kiểu hộp số thay vì dành riêng cho ướt/khô - chúng được thiết kế theo hình dạng của bộ truyền động cụ thể, không phải loại ly hợp. Điều khác biệt đáng kể giữa DCT ướt và DCT khô là các bộ phận của bộ ly hợp (hoàn toàn khác nhau về thiết kế và vật liệu) và các bộ phận liên quan đến bôi trơn. Các bộ phận chính xác của đường chuyển số — thanh chống, chốt hãm, ray — được chỉ định theo bản vẽ của OEM truyền động bất kể thiết bị bị ướt hay khô.

Các bộ phận chính xác DCT nên được xác nhận như thế nào trước khi phê duyệt nhà cung cấp mới?

Đường dẫn xác thực tiêu chuẩn dành cho các nhà cung cấp hộp số cấp 1 tuân theo các yêu cầu IATF 16949 và thường bao gồm tài liệu PPAP (Quy trình phê duyệt bộ phận sản xuất): báo cáo kiểm tra kích thước so với bản vẽ kỹ thuật (thường là Cpk ≥1,67 trên tất cả các đặc tính quan trọng), chứng nhận vật liệu với hồ sơ xử lý nhiệt và thử nghiệm chức năng trong một cụm lắp ráp phụ đại diện. Đặc biệt, đối với các thanh chống đồng bộ và chốt hãm, việc kiểm tra lực lò xo 100% với khả năng truy xuất nguồn gốc dữ liệu được mong đợi ở khối lượng sản xuất — chứ không chỉ lấy mẫu. Nhà cung cấp tuyên bố tuân thủ nhưng không thể cung cấp dữ liệu kiểm tra lực lò xo ở cấp độ lô là không đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng sản xuất thực tế, bất kể chứng chỉ quản lý chất lượng của họ ghi gì.

Phụ tùng hộp số xe khách | Phụ tùng hộp số ô tô thương mại | Thanh chống đồng bộ/chốt chốt | Bộ phận hộp số năng lượng mới | Nhà máy OEM | Liên hệ với chúng tôi