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双离合变速箱

双离合变速箱

    双离合变速箱简称DCT,英文全称为Dual Clutch Transmission,因为其有两组离合器,所以有人称“双离合变速器”。

 起源

    双离合变速箱起源来自赛车运动,它最早的实际应用是在80年代初的保时捷Porsche 962C和1985年的奥迪Audi sport quattro S1 RC赛车上,但是因为耐久性等问题经过了十余年的改进后,才真正被普通量产车所应用。时至今日DSG这项技术已经有20余年的历史,在技术方面已经非常成熟了。

技术介绍

    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,后面的动作以此类推。

    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。

不足之处

    不过与传统的自动变速器比起来,DSG也存在一些固有的弊端,首先就是由于没有采用液力变矩器,又不能实现手动变速器“半联动”的动作,所以对于小排量的发动机而言,低转速下的扭矩不足的特性就会被完全暴露出来;其次,由于DSG变速器采用了电脑控制,属于一款智能型变速器,它在升/降挡的过程中需要向发动机发出电子信号,经发动机回复后,与发动机配合才能完成升/降挡。大量电子元件的使用,也增加了其故障出现的机率。

    目前常见的双离合有大众的DSG、福特的Powershift、三菱的SST以及保时捷的PDK等。

DSG

    DSG(Direct Shift Gearbox)中文表面意思为“直接换挡变速器”,DSG只是大众对自己买断的双离合技术专有称谓而已。 

    起源

     DSG的起源就如其他汽车高科技一样,其设计都来自赛车运动,而其实际应用早在80年代初的保时捷Porsche 962C和1985年的奥迪Audi sport quattro S1 RC赛车上,并为他们赢取多项冠军立下汗马功劳~!双重离合器的概念是非常先进,但作为新科技都存在着耐用性不佳的问题,耐用性的好坏同样决定了其成本的多寡,于是,其经过十余年的发展后,才真正被普通街车所用。

 

工作原理

  1:如图,离合器1负责1档、3档、5档和倒档,离合器2负责2档、4档和6档;挂上奇数档时,离合器1结合,输入轴1工作,离合器2分离,输入轴2不工作,即在DSG变速器的工作过程中总是有2个档位是结合的,一个正在工作,另一个则为下一步做好准备;手动模式下可以进行跳跃降档:如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制的,则会通过另一离合器控制的档位转换一下,如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制的,则可以直接跳跃降至所定档位。

    AMT的结构较自动变速箱效率更高,而DSG除了拥有手动变速箱的灵活及自动变速箱的舒适外,它更能提供无间断的动力输出,这完全有别于两台自动控制的离合器。DSG基本由几个大项组成:两个基本3轴的6前速机械波箱、一个内含两套多瓣式离合片的电子液压离合器机构、一套波箱ECU。不同于普通的双轴波箱,或者单输入轴系统,DSG波箱除了具有双离合器外,更具备同轴的双输入轴系统,而且将6个前进档分别置于两边各自的从动轴上。传统的手动变速箱使用一台离合器,当换挡时驾驶员须踩下离合器脚踏,令不同挡的齿轮作出齿合动作,而动力就在换挡其间出现间断,令输出表现有所断续。

    DSG则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。DSG内含两台自动控制的离合器,由电子控制及液压推动,能同时控制两组离合器的运作。当变速箱运作时,一组齿轮被齿合,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,同时另一具离合器齿合已被预选的齿轮,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,令动力没有出现间断的状况。

    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,而另一条则是在外面套着的空心传动轴;内里实心的传动轴连接了1、3、5及后挡,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齿合动作,引擎动力便会由其中一条传动轴作出无间断的传送,考虑到零件使用寿命,设计人员选择了油槽膜片式离合器,离合器动作由液压系统来控制。

    由于使用2套离合器并且在换挡之前下一档位已被预选齿合,因此DSG的换挡速度非常的快,只需不到0.2秒的时间,下一档已经进去了,比最好技术的专业车手的手动变速还快,因此使用同一辆车使用DSG比使用MT的加速成绩来得要快。

    在实际驾驶中,DSG给人的感觉是在整个换挡过程感觉不到一点点顿挫或推拉,仅仅是从转速表上可以反映出挡位在变动。此外,DSG还有多种驾驶模式,比如运动模式,在电子程序的帮助下该模式的加挡明显迟缓而减挡则有了很大的改进,换挡时间也调得更短,犹如驾驶跑车一般。驾驶员还可以通过搬动换挡杆或按一下方向盘上的按钮随时将自动模式切换到手动模式,提供富有动感的驾驶方式。方向盘两边的换挡按钮能使驾驶员在不触动换挡杆的情况下就可以进行加挡或减挡的动作,就像F1车手驾驶F1赛车一样。在激烈的驾驶环境下,例如高速弯道时,手动换挡往往显得非常有必要,在DSG的帮助下,驾驶员在换挡的过程中还能体验到油门自动增加的特殊乐趣。

S tronic

    S tronic是奥迪双离合变速器的名称。有人说S tronic就是换了名字的大众DSG,这句话只说对一半,因为用于奥迪A3的7速以及TT上的6速横置双离合变速器的确是大众的干式DQ200和湿式DQ250,但是,用在Q5上的7速双离合变速器却是一款纵置式全时四驱双离合变速箱,大众的DSG产品线是没有这款产品的。

    两款横置式S tronic7速与6速变速器分别可承受250N·m和350N·m,用于前驱轿车不成问题。用在Q5上的纵置式S tronic变速箱能够承受超过500N·m以上的扭矩。

S tronic的特点

    挡位多且承受扭矩更高:除去超级跑车保时捷911以及日产GT-R的双离合变速器,纵置式S tronic可以承受的扭矩较其他车型更高。横置式7速双离合变速器虽然挡位较6速的更多,但其干式结构影响了扭矩传递,使之性能不如6速,而S tronic既实现了7段变速又能承受更高扭矩,让舒适与性能两者兼得。

装备S tronic的车型

双离合变速箱  双离合变速箱

双离合变速箱  双离合变速箱

    装备横置式S tronic双离合变速器的车型为奥迪A3、TT;装备纵置变速器的车型为奥迪Q5、A5。

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。

 双离合变速箱   双离合变速箱

 双离合变速箱   双离合变速箱

『Powershift在沃尔沃C30、XC60、S60以及福特蒙迪欧致胜上都有配备』

    Powershift双离合变速箱于2008年问世,是以手动变速箱所用的技术为基础。该变速箱拥有6个前进挡,有两个相互独立的湿式离合器,最大可以承受450牛·米的扭矩。

    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。

    6挡的PowerShift双离合变速箱重量相对较轻,比目前市面上大多数4挡变速箱还要轻。轻量化设计和极小的动力损失能为驾驶者节省大约9%的燃油消耗。
  
 

PDK

    PDK:Porsche Doppel Kupplung(保时捷双离合变速箱),双离合器变速箱为保时捷公司的独创技术,近来年因为大众汽车的大力推行,而在市场上获得了极高的知名度。但事实上,保时捷在1983年便已经将PDK双离合器变速箱用于956赛车上,并在1984年与1985年以962赛车在赛道上获得了极大的成功。 

『保时捷PDK变速箱』

    虽然保时捷已经掌握双离合技术多年,但由于当时的电子控制系统和计算机运算能力有限,不足以满足行驶舒适性和平稳性方面的要求,导致保时捷将双离合技术压箱25年。而随着电子控制技术与液压控制组件的成熟后,才正式在997的小改款中推出,以7速的PDK双离合器变速箱,全面取代Tiptronic变速箱,应用于市售产品。

 

    PDK双离合器变速箱由一个传统手动变速箱和一个分为2个独立变速箱的液压控制系统组成。2个沿径向布置的湿式离合器可以通过液压控制,并使用变速箱油提供冷却和润滑。目前PDK变速箱在911、Boxster、Cayman以及Panamera都有装备。

SST

双离合器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。

双离合器SST(运动换挡变速器)详解

 

『双离合器SST很好的避免了传递过程中的动力损失』

(1)机械结构

    双离合器SST系统将单数的1、3、5挡和偶数的2、4、6挡分别设置在了两个传动轴上,每一个都单独与一个离合器相连。两个离合器都可以被精确控制,从而提高了反应速度,带来流畅性和无拖延的感觉。而且,在动力的输出表现方面,也相当顺畅。通过使用离合器而不是液力耦合器来传递动力,能够保证双离合器SST在结构上更加简单,避免了传递过程中的动力损失,从而使动力的传输更加高效,因此,燃油经济性更好。

(2)驾驶模式

    双离合器SST系统可以使驾驶者选择三种换挡模式:普通,运动和超级运动模式,从而包括了各种驾驶环境的需要。

    a. 普通模式

    用于市区行驶和其他的普通驾驶条件,普通模式会自动降低发动机换挡转速点,从而保证更加顺畅的换挡和更好的燃油经济性。

    b.运动模式

    在山区或者是需要发动机制动的情况时,运动模式能够提升发动机换挡转速点,加快换挡速度。这样就能更加迅速的表现出油门效果,以增加车子与驾驶者的沟通。

    c.超级运动模式

    与运动模式相比,超级运动模式能够在更高转速下保证非常轻快的换挡感觉。

湿式双离合

    湿式双离合是指双离合器为一大一小2组同轴安装在一起的多片式离合器,它们都被安装在一个充满液压油的密闭油腔里,因此湿式离合器结构有着更好的调节能力和优异的热熔性,它能够传递比较大的扭矩。

    因为布局和选用摩擦材料的因素,湿式双离合器的外形尺寸比干式双离合器要大,不利于整车动力总成的布置。

干式双离合

    我们这里以大众的DQ200 7速双离合变速箱为例,它其实是在6速DQ250湿式双离合的技术基础上开发而来的,简化了相关的液力系统。

    它的工作原理为,双离合器由3个尺寸相近的离合片同轴相叠安装组成,位于两侧的2个离合器片分别连接1、3、5、7挡和2、4、6、倒挡,中间盘在其间移动,分别与2个离合器片“结合”或者“分离”通过切换来进行换挡。因为这套“双离合器”不像DQ250那样变速箱是安装于密闭的油腔里,动盘上的干式摩擦片相互结合固然可以带来最直接的传递效率,但是它也更容易发热,所以它热熔性不如湿式离合器,因此所承受扭矩也就相对较小。7速DQ200的最大承受扭矩为250牛.米,一般与小排量的发动机配合使用。

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