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双离合变速箱原理及结构解析

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双离合变速箱原理及结构解析

其实双离合变速箱可以看做是两个手动变速箱和一套自动换挡系统组成,分为干式和湿式两种。无论干式还是湿式的双离合变速箱,其传动原理都是基本相同的,都是由两个离合器分别轮流工作。区别在于离合器的主动盘和从动盘间的连接介质不同,干式双离合是靠空气,湿式双离合是靠油液。 双离合变速箱在工作的时候,会摩擦产生热量,尤其是在低速行驶的路段,双离合不停的在一二挡之间切换,离合器的开合产生大量的热量,干式双离合变速箱没有油液润滑和降温的功能。 早年大众和LUK公司研发的干式双离合毛病甚多,当年也是投诉率居高不下,干式双离合它是靠风冷却的方式来降温,效果不理想,当发动机在高速运转的情况下,温度降不下来,就容易烧掉离合器。 长时间工作会一直处在干磨状态,导致发热最终出现故障,因此故障率高,被称为定时炸弹,但是它的成本低廉,而湿式双离合与之相反,故障率低,后来才更换成博格华纳的湿式双离合。 DCT就是双离合的英文简称,国内双离合虽然都叫自主开发,但其实很多厂家的核心部件还是靠进口的。 所以,干式双离合的散热性差,是更容易坏的原因。所以,使用双离合变速箱的车,从耐用性来说,湿式双离合比干式的更耐用。 但是干式双离合就一点好处都没有了吗?并不是,它的优点是结构简单,成本低,后期的维护和维修成本要低,只要我们懂得如何驾驶,更好的保护双离合,那干式双离合也是更经济实用的选择。说到湿式双离合,不得不提到双离合制造商:博格华纳和格特拉克。博格华纳有自己的dual-tuonic技术,这个技术让离合器的摩擦片比较耐磨,而且耐超高温,能够承受发动机九千转以上的转速。这个对于3.0T的发动机都没问题。 对于双离合变速箱,有一种“买车别买双离合”的说法,主要原因就是双离合变速箱,时间久后就容易出现故障、顿挫等缺点。 双离合传动效率高,省油、排放少 双离合和手动变速箱结构很像,没有液力变矩器的传动损失,动力传输很直接。 AT就好比生病的时候吃药,双离合就好比直接挂盐水,同样是提高体内这个抗生素水平,盐水就是要比吃药吸收好,效果直接,当然也有可能失误的时候代价会更大。 根据大众的数据,和6速手动相比,干式6速双离合的燃油经济性提升3%,湿式提升2%。这个刚好是和战略匹配的,和大环境也是匹配的。 格特拉克是一家德国的变速箱公司,也是世界上最大的传动系统制造商之一。格特拉克也有自己独到、先进的Smart Actuation智能执行系统,这个系统的作用就体现在换挡的时候,离合器操纵和离合器冷却。它能精确地控制变速箱内部油泵的工作状态,调整油压压力,从而减少能量浪费来降低油耗。 一汽大众用的就是博格华纳的DCT,而吉利GS、GL、奇瑞的瑞虎7,还有宝骏560等都是用的格特拉克的DCT。 国产车喜欢用双离合也是有原因的,首先双离合变速箱的成本低,用原来的AT变速箱产线就能生产双离合变速箱,其次,AT变速箱和CVT变速箱所有的专利基本都被国外注册,国人想要从中再做突破绕开它们的专利很难。 长城的双离合变速箱比较有特色,长城是自主拼装的,就是通过购买变速箱核心部件来拼装,不过长城的拼装技术还是不错的,长城的双离合变速箱静音效果好,但是只用在WEY魏派高端车型上。 吉利帝豪GL、GS,大众旗下的所有1.8T以下车型,都搭载干式双离合变速箱,大众前期用干式,后期除了少部分车型继续沿用,大部分车型都更换成了湿式双离合变速箱。 而在湿式双离合变速箱方面,以吉利的博瑞和领克车型为主,并且吸取了DSI公司的经验,根据消费者投诉来看,表现比干式的好。 其实无论是干式还是湿式双离合变速箱,无论是大众还是吉利以及其它车型,都没有本质的区别。之所以会存在顿挫现象,主要是因为自动换挡太快导致与油门离合响应的时间不一致造成的。此外频繁的换挡也是变速箱发热的主要原因。 博瑞GE插电混动车,这套双离合变速箱由发动机带动奇数挡、电机带动偶数挡,把电机集成在变速箱内分别控制挡位的做法是目前全球第一家,这样匹配的技术难度并不是很大,但是带来的效果对比混动车性能的提升是显著的。 但是也有人说家用车双离合匹配的最好的应该就是大众了,虽然双离合没有本质的区别,但是大众的自动换挡系统以及车身整体的动力系统都要比国产车好,因此大众的车开起来相对好些。 也许有人首先会问:既然双离合变速箱那么不靠谱,为什么大众还要热衷于此呢?答案是:双离合变速箱唯一的好处就是生产成本低,可以使大众在惨烈的价格竞争中占有成本优势,但是要知道一分钱一分货这句话是真理,便宜没好货,好货不便宜!也许有人又要问:双离合变速箱究竟有什么重大缺点? 众所周知,双离合变速箱号称换挡速度极快、动力损失很小,之所以称之双离合,其核心原理就是当汽车在行驶过程中始终有两个挡位在运动(一个挡位在运行、一个挡位在待命),所以才称之为双离合。 说得再具体一点:也就是说当汽车在某一个挡位行驶中,另一个挡位已经提前运行,蓄势待发做好换挡接力准备了,所以双离合变速箱换挡神速。 那就是汽车在行驶过程中,情况不像接力赛跑运动员一样始终保持高速向前奔跑的状态,汽车行驶中,状态是加速、减速或刹车,瞬息万变,那么到底是该升挡做接力准备还是该降挡做接力准备?这就成了一件没谱的事,说夸张点这就靠蒙了! 比如行驶时如果你想踩油门加速,而此时双离合变速箱做好换挡准备,那个挡恰巧是降挡,那么恭喜你蒙对了!汽车换挡神速,运行平稳!然而如果你此时踩刹车减速,那么很遗憾,你蒙错了!人家本来是降挡在做接力准备,你竟然减速升挡?此时双离合变速箱逻辑就会完全紊乱!一切逻辑要全部重新来过!这时就会出现夸张的换挡冲击顿挫甚至死亡闪烁。 这就是双离合变速箱不可逆的设计缺点,要想改变这种缺点除非它不是双离合变速箱!否则无解!至于什么干式双离合变速箱温度过高,其实这都不是核心问题,这都是避重就轻,因为这种问题是可以靠改善来弥补的,只要改善成湿式双离合,温度过高的问题就迎刃而解了。 想要确保双离合变速箱寿命,其中最需要掌握的核心要领就是确保「温度」。将双离合器变速箱想像为手动变速箱,若换挡离合使用不确实或长时间维持半离合状态,高温损毁离合器或造成系统故障合情合理,反观双离合变速箱亦是如此,但高温对于双离合变速箱的影响更甚,除了油质劣化、漏油之外,也会瘫痪控制模块。 大众以前是用爱信变速箱的,而其它的汽车巨头丰田、通用也是需要爱信供货的。AT变速箱的需求不断增加,爱信的产能又没有办法爆发式的增长,爱信一家独大,就很容易掐住汽车厂家的咽喉,都窒息了。于是,大众、通用恶心了,不想受爱信的限制,就选择自己开发。 不像丰田控股了爱信,日产控股加特可,而大众是没有自己控股的变速箱供应商的。然后AT和CVT的专利基本上,已经被国外变速箱巨头公司给垄断了,如果用它们的专利技术再来造变速箱,就需要缴纳大量的“保护费”。 和AT比,双离合技术没有AT那么复杂,之前还没人量产过,专利费墙也是比较低的,或者说比较少的,走这条路就相对比较容易。 双离合它有两个优势其实是非常符合大众口味的,第一个优势就是容易造出来。双离合的结构和手动变速箱非常像,其实就是复杂版的手动变速箱+双离合模块+换挡模块+变速箱电脑模块。研发成本和制造难度相对是低的。 如果要造AT,你还要攻克、解决这个行星齿轮组的技术难题。CVT就变成直接另起炉灶了,大众在这两方面也都没有什么技术储备,那干脆就选双离合。 双离合被骂的那么惨,为什么国内还坚持用?大众市场占有率高。大众算是第一个进入我们国内的汽车品牌了,作为第一个吃螃蟹的人,在国内这个市场占有率一直是很高的。根据统计,双离合变速箱占了中国市场份额的14%,CVT占14%,AT占27%。 所有的民用车里面大众的双离合覆盖是最广的。低端有DQ200,中端有DQ250,DQ380,高端有DQ381、DQ500,纵置的是DL382到DL501。 几乎可以满足所有发动机的输出功率,虽然编号听起来像个冰淇淋品牌。大众的双离合在极端的情况下,性能其实表现也挺好。 举个例子,那个大众旗下的奥迪R8,改成双离合之后,0到100公里加速时间,从老款的3.9秒缩短到3.5秒,性能直接提升10.26%,那这还不错的。 大众靠着双离合这么一个绝招,就成为世界第一,双离合加涡轮,称为是“黄金动力组合”。大众极力推销这对省油、税费优惠、手自一体、不失驾驶乐趣的这么一个好玩意儿。 第一款AT自动变速箱是美国通用发明的,导致美国人对AT有种特殊的狂热,就好像我们中国人喜欢乒乓球一样的。 根据北美最大的汽车零配件制造商,麦格纳的数据,美国有71%的用户在用AT变速箱,只有3%的人用双离合。 但事实上,双离合对大众真正的价值是多快好省里的“省”字。算个帐,一台爱信6AT,单台的配套成本大概是1.2万到1.5万,一台ZF 8AT大概是2到3万。双离合1万到1.5万,而且产能增加之后基本上可以压在1万以下,便宜点8000也有。 为什么在美国,大众没怎么用双离合?说完了国内,在美国,大众好像没有怎么用双离合的,这个是为什么?美国AT是主流,只有3%的人用双离合,在美国AT一直是主流,双离合用的很少。 除了这个比较主观的文化和心情之外,还有一些现实的问题。很多厂商在美国因为双离合是吃了官司的。双离合它先天是存在一些缺陷的,城市拥堵状况上开车比较容易产生过热的情况,尤其是干式双离合散热效果也比较差。 装配在2011到2016年的福特嘉年华,2012到2016的福克斯上面的双离合,就因为抖动、拖挡、换挡延迟、过早内部磨损、突然加速或者加速中断等问题被诉讼,这让福特是吃足了苦头。 看到福特这么惨,它是地头蛇,美国本土品牌,大众也选择做个乖宝宝。美国的大众高尔夫和其他地区都不一样,用的是6AT变速箱。总的来说,大众死抱着双离合不放,主要还是因为在中国市场吃到了甜头。而且双离合也符合大众它本身的战略发展需要,最大程度的节省了研发和制造的这些开支。 美国厂家,专心改良AT,日本企业,更选择CVT,所以说他们也不用双离合。那么吉利汽车为什么一定要坚持“双离合系统”呢?到底是否是个正确的选择呢? 吉利汽车在迅速丰富自己的产品线同时,大量车型采用了离双合系统,而爬坡过程突然提示变速箱过热、动力欠缺、溜车等一系列安全隐患现象开始陆续出现,而吉利汽车官方也并没正面回应或提出解决方案。 或者我们换个角度来想,那么车企大力宣传并逐一体现在众多车型产品上使用双离合系统,为什么日系品牌基本不触碰该项系统? 大家知道日系品牌无论在核心技术还是全球的调查能力上在全球都占据主导性地位,加上日本人天性的谨慎做事风格,没有相当成熟的技术,日系品牌是不会使用,这也很好的证明该项系统设施的确存在诸多问题。 说到吉利,我们也可以理解,如果汽车核心技术的差距可以短时间内赶上,吉利也不会在“以市场换技术”这条道路上走这么久。当然,逆向开发的必然结果是,吉利的双离合变速箱存在着同样的先天技术缺陷。搜索吉利双离合车,网上的声讨不亚于同门的沃尔沃,像吉利帝豪GS双离合变速箱问题已经被爆出了好几年,吉利官方也选择像沃尔沃一样置之不理。 同样曾吃大亏的大众似乎从另一个角度证明了双离合变速器的研发并不是死胡同。这或许是面对消费者的集中投诉,吉利仍然在多款车型坚持配备的重要原因。 某1.4T采用干式双离合器,其结构类似于两个膜片弹簧离合器叠加在一起,其中一个离合器控制奇数挡位,另一个离合器控制偶数挡位。膜片弹簧离合器结构: 两个执行电机分别控制两个离合器。 综上图所示:双离合器执行机构由执行电机、分离拨叉、分离轴承、支撑轴、以及定位套筒等组成。 ShiftSystem-同步器 四个同步器组成,其中1st、2nd、3rd为三锥,其他各挡均为单锥,摩擦环全部为铜环,摩擦材料均为碳颗粒。换挡拨叉为铸钢+机加,其中采用一杆双叉结构,省去了两根拨叉轴,为了轻量化考虑,可以采用铝合金拨叉。 四个拨叉分别由四个独立的电机控制;TCU发出换挡指令,对应的执行电机驱动拨叉,拨动同步环实现换挡。TCU采用外置结构,双离合器的执行指令来