DCT雙離合器自動(dòng)變速器技術(shù)應(yīng)用與前景分析

張紅英

（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通學(xué)院，湖北 黃岡 438002）

變速器是汽車傳動(dòng)系的核心零件之一，雙離合自動(dòng)變速器DCT（Dual Clutch Transmission）有別于一般的自動(dòng)變速器系統(tǒng)，它除了擁有手動(dòng)變速器的靈活性、燃油經(jīng)濟(jì)性及自動(dòng)變速器的舒適性外，還能提供無間斷的動(dòng)力輸出。經(jīng)過十余年的發(fā)展，它已經(jīng)在普通轎車上被廣泛采用，也成為汽車變速器未來的發(fā)展方向，受到各大汽車公司的重視。所以，變速器的設(shè)計(jì)、維修人員對(duì)DCT雙離合自動(dòng)變速器必須有更深層次的了解，掌握其工作原理及應(yīng)用特點(diǎn)。

1 典型6檔DSG雙離合自動(dòng)變速器的工作原理

DCT雙離合自動(dòng)變速器由雙離合器系統(tǒng)模塊、液壓控制系統(tǒng)、扭轉(zhuǎn)減振系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)組成。其中雙離合器系統(tǒng)模塊和液壓控制模塊是DCT雙離合自動(dòng)變速器的核心，雙離合器系統(tǒng)模塊相當(dāng)于雙離合器自動(dòng)變速器的心臟，控制模塊則可以認(rèn)為是自動(dòng)變速器的大腦。DSG（Direct Shift Gearbox）是雙離合自動(dòng)變速器的典型代表，它是大眾汽車公司的專用名稱。本文以大眾6檔DSG雙離合器自動(dòng)變速器為例，分析其結(jié)構(gòu)和工作原理。

圖1［1］和圖2［1］分別是大眾6檔DSG雙離合器自動(dòng)變速器機(jī)械結(jié)構(gòu)圖和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入軸通過緩沖器與離合器1和離合器2的外片相連，離合器1、離合器2分別控制奇數(shù)檔位 （1、3、5檔）和偶數(shù)檔位 （2、4、6檔）。DSG有2根同軸的輸入軸，輸入軸1裝在輸入軸2里面，輸入軸1和離合器1相連，輸入軸1上的齒輪就可以和1、3、5檔的齒輪嚙合；輸入軸2是空心的，和離合器2相連，輸入軸2上的齒輪分別和2、4、6檔齒輪相嚙合。倒檔齒輪通過中間軸齒輪和輸入軸嚙合。

當(dāng)汽車掛上檔開始行駛時(shí)，離合器1結(jié)合，輸入軸1工作，離合器2分離，當(dāng)?shù)竭_(dá)換檔車速時(shí)，將正在結(jié)合的離合器1分離，結(jié)合離合器2，就可以達(dá)到換檔目的。DSG雙離合變速器工作過程中，總有2個(gè)檔位是結(jié)合的，一個(gè)正在工作，另一個(gè)在為下一個(gè)換檔做好準(zhǔn)備。手動(dòng)模式下可以進(jìn)行跳躍降檔，如果起始檔位和最終那個(gè)檔位屬于同一個(gè)離合器控制，則會(huì)通過另一個(gè)離合器控制的檔位轉(zhuǎn)換一下；如果起始檔位和最終檔位不屬于同一個(gè)離合器控制，就可以直接換到所定檔位，在換檔過程中，不需要將動(dòng)力完全切斷。

2 DCT雙離合自動(dòng)變速器與其他變速器的特點(diǎn)比較

目前，在汽車上應(yīng)用的自動(dòng)變速器主要有電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 （AMT）、液力機(jī)械自動(dòng)變速器（AT）、無級(jí)自動(dòng)變速器 （CVT）及雙離合自動(dòng)變速器。AMT適用于商用車和公交車，AT一般大量應(yīng)用于6檔以上的中高級(jí)轎車，CVT適用在3L以下及混合動(dòng)力車輛［2］，而DCT雙離合自動(dòng)變速器廣泛適用于各種車型，以下具體分析比較幾種變速器的特點(diǎn)。

2.1 MT手動(dòng)變速器

手動(dòng)變速器也稱手動(dòng)檔，在操縱時(shí)必須踩下離合器，用手撥動(dòng)變速桿才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動(dòng)比，從而達(dá)到變速的目的。轎車手動(dòng)變速器大多為5檔 （4個(gè)前進(jìn)檔、1個(gè)倒檔）有級(jí)式齒輪傳動(dòng)變速器，并且通常帶同步器，換檔方便，噪聲小。手動(dòng)變速器是目前車市中最主流的車型配置，技術(shù)已經(jīng)發(fā)展非常成熟，MT保證換檔時(shí)燃油經(jīng)濟(jì)性比一般的自動(dòng)檔車型要好，但不太適合在城市里交通擁堵情況下使用。

優(yōu)點(diǎn)：維修保養(yǎng)成本低，傳動(dòng)效率高，能夠帶來駕駛樂趣。

缺點(diǎn)：操作復(fù)雜，頻繁換檔，影響駕駛舒適性。

2.2 AT液力機(jī)械自動(dòng)變速器

AT自動(dòng)變速器是目前裝備汽車上最廣泛的一種自動(dòng)變速器，在世界范圍看，AT在自動(dòng)變速器領(lǐng)域市場(chǎng)占有率超過70%，而我國(guó)則超過90%［3］。它是通過液力變矩器以及行星齒輪來傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，相對(duì)于手動(dòng)變速器來說，自動(dòng)變速器能讓開車變得簡(jiǎn)單方便，不需要頻繁換檔和踩離合器踏板等操作，易于新手上路，但行星齒輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修成本較高。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，使用方便，無沖擊和振動(dòng)，乘坐舒適性好。

缺點(diǎn)：傳動(dòng)效率低，對(duì)速度反應(yīng)慢，燃油經(jīng)濟(jì)性較差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修成本高。

2.3 AMT電控機(jī)械式自動(dòng)變速器

手自一體變速器其實(shí)就是在手動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上，增加了自動(dòng)變速操縱系統(tǒng)而組成，因此操作起來更加靈活，檔位越多操控也就越精確，燃油經(jīng)濟(jì)性也更好。不過該類車型售價(jià)往往較高，日后的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用也比一般車型多。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，使用方便，燃油經(jīng)濟(jì)性好。缺點(diǎn)：價(jià)格較高，后續(xù)維修保養(yǎng)費(fèi)用較高。

2.4 CVT無級(jí)自動(dòng)變速器

CVT采用傳送帶和工作直徑可變的主、從動(dòng)輪相互配合來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，代表了自動(dòng)變速器的發(fā)展方向。它突出的特點(diǎn)就是沒有傳統(tǒng)自動(dòng)變速器換檔時(shí)會(huì)出現(xiàn)的頓挫感，加速連續(xù)性更好，燃油經(jīng)濟(jì)性也更高。但技術(shù)上還不夠完善成熟，目前市場(chǎng)上搭配CVT變速器的車型不多 （如天籟，軒逸等），除其本身的轉(zhuǎn)矩能力限制之外，還受制于其有限的市場(chǎng)供應(yīng)。

優(yōu)點(diǎn)：駕駛平順性、加速性、經(jīng)濟(jì)性以及排放都較好。

缺點(diǎn)：技術(shù)還不完善，價(jià)格較高，維修成本較高。

2.5 DCT雙離合自動(dòng)變速器

這款變速器集合了手動(dòng)檔的操控性和經(jīng)濟(jì)性以及自動(dòng)檔的便利性，在整個(gè)換檔過程中，當(dāng)一組齒輪在輸出動(dòng)力時(shí)，另一組齒輪已經(jīng)出于嚙合狀態(tài)，總是保持有一組齒輪在輸出動(dòng)力，不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力傳遞的間斷，也就保證了加速的連續(xù)性和換檔過程中不會(huì)出現(xiàn)頓挫感。目前，在國(guó)內(nèi)銷售的典型代表有大眾公司的DSG變速器車型，主要是6速DSG和7速DSG兩種。

優(yōu)點(diǎn)：加速連續(xù)性非常好，反應(yīng)非常靈敏，低頓挫感，具有良好的操控性；傳動(dòng)過程中的能耗損失小，燃油經(jīng)濟(jì)性好。

缺點(diǎn)：國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，裝備價(jià)格較高，其制造工藝要求也較高，維修相對(duì)較復(fù)雜。

由上可知，DCT雙離合自動(dòng)變速器兼有手動(dòng)變速器換檔直接和自動(dòng)變速器操作舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了MT和AT二者的缺點(diǎn)，它可用于各級(jí)別轎車，以及SUV、MPV，決定了它是未來傳動(dòng)系的主流解決方案。

表1為大眾2009款2.0L邁騰車型參數(shù)比較，比較了DSG雙離合自動(dòng)變速器和AT液力機(jī)械自動(dòng)變速器部分技術(shù)參數(shù)。從中可以看出，配有雙離合自動(dòng)變速器的汽車其0—100 km／h的加速性能和綜合工況燃油消耗都有所提升。

表1 大眾2009款2.0L邁騰車型參數(shù)比較

3 雙離合自動(dòng)變速器的國(guó)產(chǎn)化及應(yīng)用現(xiàn)狀

在歐美和日本等汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，雙離合自動(dòng)變速器已經(jīng)成為了標(biāo)準(zhǔn)配置。但由于國(guó)內(nèi)變速器的搭配還相對(duì)落后，雙離合變速器直至2009年才正式引入國(guó)產(chǎn)，所以廣大國(guó)內(nèi)消費(fèi)者也是從最近幾年才開始真正接觸和了解這個(gè)全新的科技產(chǎn)品。

目前，中國(guó)汽車市場(chǎng)應(yīng)用雙離合自動(dòng)變速器的基本情況如下。

1）大眾汽車公司的邁騰、高爾夫、速騰、新寶來等車型應(yīng)用DSG雙離合變速器。預(yù)計(jì)未來大眾其他車型都將裝配這款動(dòng)力總成技術(shù)，裝配比例將達(dá)到50%。

2）福特汽車公司新一代福特?？怂?、蒙迪歐、致勝、S-MAX、Galaxy和Kuga；沃爾沃C30、XC60、S60等車型選擇PowerShift雙離合器自動(dòng)變速器。

3）寶馬在2008年1月發(fā)布的M3，首次使用格特拉克提供的7前速雙離合器變速器，之后也用于推出的第2代寶馬Z4 Sdrive35i、 135i和335i。

4）國(guó)內(nèi)自主品牌汽車中，吉利早在2009年的上海國(guó)際車展上展出7個(gè)前進(jìn)檔的雙離合自動(dòng)變速器，是我國(guó)第1款自主研發(fā)的雙離合自動(dòng)變速器的首次公開亮相；2011年9月比亞迪上市的G6也首次配備了自主品牌渦輪增壓+雙離合自動(dòng)變速器。

表2是各類變速器的應(yīng)用及前景預(yù)測(cè)分析，從中可知DCT雙離合自動(dòng)變速器市場(chǎng)占有率將穩(wěn)步提升。

表2 各類變速器的應(yīng)用及前景預(yù)測(cè)分析

4 結(jié)束語

由于DCT 雙離合自動(dòng)變速器具有諸多優(yōu)點(diǎn)，所以，它是目前動(dòng)力總成的研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外都在加大對(duì)DCT技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，尤其在倡導(dǎo)國(guó)內(nèi)自主品牌發(fā)展的今天，為滿足國(guó)家節(jié)能、環(huán)保、安全的各項(xiàng)政策和法規(guī)要求，提升企業(yè)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，更需要加大對(duì)DCT的研發(fā)和應(yīng)用，使汽車產(chǎn)業(yè)從雙離合自動(dòng)變速器技術(shù)中產(chǎn)生實(shí)際效益。

［1］雷興善.雙離合器變速器DSG結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理［J］.大科技， 2010， （11）： 209.

［2］黃安華，岳 強(qiáng)，楊世鐵.現(xiàn)代汽車的自動(dòng)變速器技術(shù)及應(yīng)用［J］. 汽車工程師， 2009， （9）： 55-56.

［3］吳佐銘，褚超美，黃明禮.雙離合自動(dòng)變速器技術(shù)研究進(jìn)展與應(yīng)用現(xiàn)狀［J］. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造， 2008，（11）： 241-242.