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双离合变速器
阅读:825时间:2018-03-09 09:54:46

双离合变速器(Dual Clutch Transmission) DCT有别于一般的自动变速器系统,它基于手动变速器而又不是自动变速器,除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外,还能提供无间断的动力输出。而传统的手动变速器使用一台离合器,当换挡时,驾驶员须踩下离合器踏板,使不同挡的齿轮做出啮合动作,而动力就在换挡期间出现间断,令输出表现有所断续。

特点

  优点
  与传统的手动变速器相比,DSG使用更方便,因为说到底,它还是一个手动变速器,只是使用了DCT的新技术,使得手动变速器具备自动性能,同时大大改善了汽车的燃油经济性,DCT比手动变速器换挡更快速、顺畅,动力输出不间断。基于DCT的特性及操作模式,DCT系统能带给驾驶者有如驾驶赛车般的感受。另外,它消除了手动变速器在换挡时的扭矩中断感,使驾驶更灵敏。基于其使用手动变速器作为基础及其独特的设计,DCT能抵御高达350牛·米的扭力,
  1、换挡快。双离合变速器的换挡时间非常短,比手动变速箱的速度还要快,只有0、2秒不到。
  2、省油。双离合变速器因为消除了扭矩的中断,也就是让发动机的动力一直在利用,而且始终在最佳的工作所以能够大量节省燃油。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%。
  3、舒适性。因为换挡速度快,所以DCT的每次换挡都非常平顺,顿挫感已经小到了人体很难察觉的地步。
  4、在换挡过程中,几乎没有扭矩损失。
  5、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。
  6、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(从奇数挡降到奇数挡,或者从偶数挡降偶数挡时,耗时约为900毫秒,例如从第5挡降到3挡)。
  缺点
  1、成本问题。双离合变速器的结构复杂,制造工艺要求的也比较高,所以成本也是比较高的。所以我们看到配备双离合变速器的都是一些中高档的车型。
  2、扭矩问题。虽然在可以承受的扭矩上,双离合变速箱已经绝对能满足一般的车辆的要求,但是对于激烈的使用还是不够。因为如果是干式的离合,则会产生太多的热量,而湿式的离合,摩擦力又会不够。
  3、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。
  4、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。
  5、双离合器变速箱相比传统手动变速箱更重。
  6、早期的双离合器变速箱可靠性欠佳。

原理

  顾名思义双离合变速器的技术关键就在于双离合,也就是有两个离合器,其中一个负责奇数档(1、3、5、7挡),另一个离合器负责偶数档(2、4、6挡)。可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一,并建立在单一的系统内,它没有液力变矩器也没有行星齿轮组。从齿轮部分乍一看很像一台手动变速器,因为它有同步器,但不同的是它用“双”离合器控制与发动机动力的通断,这两台自动控制的离合器,由电子控制及液压推动,能同时控制两组离合器的运作。
  切换为2挡后奇数档离合器(红色)断开动力传向偶数挡离合器(绿色)2档运转当变速箱运作时,一组齿轮被啮合,而接近换挡之时,下一组挡段的齿轮已被预选,但离合器仍处于分离状态;当换挡时一具离合器将使用中的齿轮分离,同时另一具离合器啮合已被预选的齿轮,这四个动作都是在电控单元的控制和作用下同时进行的,因此变速反应极快,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,理论上动力不会出现间断的状况。
  要配合以上运作,DSG的传动轴被分为两条,一条是放于内里实心的传动轴,而另一条则是外面空心的传动轴;内里实心的传动轴连接了1、3、5及倒挡,而外面空心的传动轴则连接2、4及6挡,两具离合器各自负责一条传动轴的啮合动作,引擎动力便会由其中一条传动轴作出无间断的传送。
  右图展示的是福特6速DCT齿轮箱,内含两台自动控制的离合器,由电子控制及液压推动,能同时控制两台离合器的运作。当变速器运作时,一组齿轮被啮合,而接近换挡时,下一组挡段的齿轮已被预选,但离合器仍处于分离状态;当换挡时,一台离合器将使用中的齿轮分离,同时另一台离合器啮合已被预选,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,从而不会出现动力中断的状况。为配合以上运作,DCT的传动轴运动时被分为两部分,一为实心的传动轴,另一为空心的传动轴。实心的传动轴连接了1、3、5及倒挡,而空心的传动轴则连接2、4及6挡,两台离合器各自负责一根传动轴的啮合动作,引擎动力便会由其中一根传动轴做出无间断的传送。

核心技术

  双离合变速箱的技术核心是什么?很多人认为肯定是双离合器呗,其实不然,双离合器只是这种离合器的最重要的特点,它的关键技术特点不止这一个。
  空心轴:
  发动机输出动力,必然是从一个轴上输出动力,而车轮获得驱动,也需要从一个轴上输入动力。但是双离合设计的最根本的初衷就是利用两个离合一个工作一个准备的特点通过两路传递动力。设计者非常巧妙的设计了空心轴的设计,也就是说有一个轴其实是个管子,里面再套一个轴,分时传递动力。
  这样的设计很巧妙的解决了动力传输和占用空间之间的矛盾,虽说巧妙,但是真正的制造过程却要求更高的精度,这可能就是为什么这项技术在发明了40多年之后才投入量产的原因吧。
  DCT的核心技术仅掌握在美国博格华纳(BorgWarner)和德国舍弗勒(Schaeffler)集团手中。博格华纳是大众第一代六速DSG(大众的DCT)关键技术的提供者,为大众DSG提供湿式双离合。2009年春天,大众发布了新一代干式七速双离合变速器,由德国舍弗勒集团旗下的LuK公司提供。国内汽车厂家BYD也在2011年掌握了双离合变速箱中最重要的双离合模块自主制作及双离合电子控制软件的完全自主设计能力,并且配合旗下涡轮增压缸内直喷发动机列装在新产G6、速锐等车型上,拉近了国产汽车和世界先进车企产品在动力总成上的差距。

应用

  2007年11月,博格华纳全面实施所宣布计划时,预计每年会面向230万个双离合变速器提供其创新的DualTronic(R) 技术。这一显著的增长受到该公司双离合变速技术首个上市所推动,该技术从世界各地的变速器和车辆制造商那赢得了业务,包括与大众、奥迪、布加迪 (Bugatti)、上海汽车工业总公司和日产 (Nissan) 的项目以及格特拉克(Getrag)与5家全球汽车制造商的项目。
  基于DCT技术的各公司不同变速器
  大众 DSG (Direct Shift Gearbox)
  奥迪 S Tronic
  宝马 M DKG (Doppel Kuppling Getriebe, M Double Clutch gearbox)或M-DCT(Dual Clutch Transmission)
  福特、沃尔沃 PowerShift
  保时捷 PDK (Porsche Doppel Kupplung)
  三菱 TC-SST(Twin Clutch-Super Sport Transmission)
  日产 GR6(Rear Gearbox 6 Speed)
  比亚迪 DCT (Dual clutch transmission)

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