浅析现代汽车上双离合器变速箱的应用

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:本站整理  发布时间:2012-04-18 19:10:26

 1 双离合器变速箱的特点
  1.1 优点 ①相比传统行星齿轮式自动变速箱更利于提升燃油经济性,油耗大约能够降低15%;②在换挡过程中,几乎没有扭矩损失;③当高挡齿轮已处于预备状态时,升挡速度极快,达到惊人的8毫秒;④无论油门或者运转模式处于何种状况,换挡时间至少能达到600毫秒。
  1.2 缺点 ①由于电控系统和液压系统的存在,双离合器变速箱的效率仍然不及传统手动变速箱,特别是用于传递大扭矩的湿式双离合器变速箱更是如此;②双离合器变速箱的研制费用较高,双离合器精密而复杂,导致车价偏高;③当需要切换的挡位并未处于预备状态时,换挡时间相对较长,在某些情况下甚至超过1秒;④双离合器变速箱相比传统手动变速箱更重;⑤双离合器变速箱的最大传递扭矩偏低,限制了发动机的改装空间。
  2 双离合器变速箱的结构原理
  简单说来双离合器变速箱是两个传统手动变速箱的集合体(分别为奇数和偶数挡),拥有两个离合器,两根输入轴,但仅有一根输出轴。离合器的分离与接合,以及挡位切换都在电脑的掌控下通过液压机构进行控制,因此也能提供手动换挡模式。双离合变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的优点,没有使用变矩器,转而采用两套离合器,通过两套离合器的相互交替工作,来到达无间隙换挡的效果。两组离合器分别控制奇数挡与偶数挡,具体说来就是在换挡之前,DSG已经预先将下一挡位齿轮啮合,在得到换挡指令之后,DSG迅速向发动机发出指令,发动机转速升高,此时先前啮合的齿轮迅速结合,同时第一组离合器完全放开,完成一次升挡动作,后面的动作依此类推。因为没有了液力变矩器,所以发动机的动力可以完全发挥出来,同时两组离合器相互交替工作,使得换挡时间极短,发动机的动力断层也就非常有限。作为驾驶者我们最直接的感觉就是,切换挡动作极其迅速而且平顺,动力传输过程几乎没有间断,车辆动力性能可以得到完全的发挥。与采用液力变矩器的传统自动变速器比较起来,由于DSG的换挡更直接,动力损失更小,所以其燃油消耗可以降低10%以上。
  当前的DCT双离合器主要分为湿式和干式两种。湿式离合器与常见的摩托车离合器相似,多片式离合器泡在油液中工作,并且需要一套冷却系统对油液降温。而干式不需要油液降温,因此干式双离合器的结构更简单,重量也更轻。由于干式离合器在工作时不需要搅动油液,因此动力损失更小,工作效率更高,具有更优异的燃油经济性。但干式离合器传递扭矩的能力有限,例如大众的DQ200型七前速DSG为干式离合器,最大只能传递250 Nm扭矩。DQ250型六前速DSG为湿式离合器,最大可传递350Nm扭矩。
  3 双离合器变速箱在汽车上的应用
  不同的生产商,对上离合器变速箱的叫法也不太一样,目前常见的双离合变速箱有大众的DSG、福特的Powershift、三菱的SST以及保时捷的PDK等。
  3.1 大众DSG 大众集团是双离合器变速箱的引导者,在大众、奥迪、西雅特、斯柯达、超级跑车布加迪,甚至是大众商用车中广泛使用双离合器变速箱。大众的双离合器变速箱被称为DSG(Direct-Shift Gearbo),奥迪最初也采用这个名字,但为了与大众拉开距离,后改称S-Tronic。代号DQ250的六前速DSG是全球首台配备量产车的双离合器变速箱,采用湿式离合器设计,与前横置发动机配搭,前驱和四驱都能胜任。这台变速箱由博格华纳研发,由大众集团位于德国卡塞尔的工厂生产。DQ250在大众集团得到极为广泛的应用,例如大众高尔夫、高尔夫Plus、速腾、EOS、迈腾和途安;奥迪A3和TT;斯柯达明锐和昊锐;甚至大众商用车开迪和T5也有使用。
  3.2 福特的Powershift Powershift双离合器变速箱是由福特集团与变速箱大厂格特拉克(Getrag)共同研发。目前在国内装备有Powershift有沃尔沃C30、XC60、S60以及福特蒙迪欧致胜的部分车型。与其他厂家的双离合器变速箱相比,Powershift双离合器变速箱最大的特点不是换挡速度快,而是拥有堪比CVT的极佳换挡平顺性。并且由于可以承受较大的扭矩,因此该变速箱可以使用在一些大马力车上,尤其是柴油车的绝配。不过由于该变速箱追求的不是换挡速度,因此在加速性上并不见得十分理想。
  3.3 三菱SST 三菱的新型手自一体变速器使用了双离合器系统来实现动力传输的高效性,使车子不仅拥有手动变速器的效果,而且还能够实现非常顺畅自如的挡位变换。在快速的升降挡过程中,由于双离合器所拥有的高效动力传输机构,使得它们不仅可以快速的加速,而且也能够保证良好的经济性。新的变速器还有三个不同的操控设置用来适应不同的路面情况,能够保证市区行驶的快速反应,而在城外快速路上,也可以实现线性的运动感受。
  3.4 保时捷PDK 保时捷PDK(Porsche Doppelkupplungsgetriebe)湿式双离合器变速箱由德国采埃孚提供。代号7DT-45的首台PDK双离合器变速箱于2009年配备中期改款的997卡雷拉、卡雷拉S、2009款Cayman和Boxster。这台PDK使用了采埃孚-萨克斯(ZF Sachs)公司研制的ND2015双离合器模块,最高可承受500 Nm的扭矩输出。保时捷以此为基础,换上采埃孚-萨克斯提供的ND2216双离合器模块又发展出能够承受780 Nm扭矩输出的7DT-70,用于配备2010款保时捷911 Turbo。
  除了大品牌的中高端车型逐步采用双离合器外,一些自主品牌的中低端车型也在尝试采用双离合器变速箱。例如比亚迪S6、吉利全球鹰、东风风行景逸都会在2012年新款车型上采用双离合器变速箱。
  4 结语
  跟几年前相比,双离合器变速箱已经不再是神秘的高科技产品,随着技术的不断发展和产量的提升,双离合器变速箱的成本只能会越来越低,我们相信会有更多的经济车型在市场上出现。
  参考文献:
  [1]新浪汽车,双离合器手自一体变速箱[EB OL],http://auto.sina.com.cn/news/2009-03-30/0938476870.shtml.
  [2]曾智聪.各种变速箱分析[EB OL],http://www.xincheping.com/News/16523/4.htm.
  [3]中国数控信息网,变速箱行业的新宠——双离合器自动变速箱[EB OL],http://www.skxox.com/jsinfo_16569.html.

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作者:佚名
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