雙離合變速箱的可靠性分析

張 靚

（廣東理工學(xué)院，廣東 肇慶 526114）

雙離合變速箱的可靠性分析

張 靚

（廣東理工學(xué)院，廣東 肇慶 526114）

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.033

很多人都對(duì)雙離合變速箱愛(ài)恨參半。愛(ài)是因?yàn)樗鼈鲃?dòng)效率高、省油、換擋速度快等優(yōu)點(diǎn)。恨呢，當(dāng)然就是它的可靠性的問(wèn)題了。通過(guò)分析雙離合變速箱的技術(shù)特點(diǎn)、干式濕式的差異和大眾DSG召回事件，結(jié)合當(dāng)下自動(dòng)變速箱的應(yīng)用情況，對(duì)比AT、CVT，對(duì)雙離合變速箱的可靠性進(jìn)行深入的研究。

雙離合變速箱；大眾DSG；可靠性；CVT；AT

CLC NO.: U463.211+.2 Document Code: B Article ID: 1671-7988 (2016)12-98-03

雙離合變速箱的工作原理可以簡(jiǎn)單理解為一個(gè)離合器對(duì)應(yīng)奇數(shù)擋，另一離合器對(duì)應(yīng)偶數(shù)擋。當(dāng)車輛掛入一個(gè)擋位時(shí)，另一個(gè)離合器及對(duì)應(yīng)的下一個(gè)擋位已經(jīng)位于預(yù)備狀態(tài)，只要當(dāng)前擋位分離就可以立刻接合下一個(gè)擋位，因此雙離合變速箱的換擋速度要比一般的自動(dòng)變速箱甚至手動(dòng)變速箱還快。此外雙離合變速箱雖然內(nèi)部復(fù)雜，但實(shí)際體積和重量相比自動(dòng)變速箱而言并沒(méi)有比手動(dòng)變速箱增加多少，因此裝備雙離合變速箱的車型不會(huì)為自己平添過(guò)多的負(fù)擔(dān)。

近幾年來(lái)，雙離合變速箱成為了一種潮流的發(fā)展趨勢(shì)，目前常見(jiàn)的雙離合有大眾的DSG、福特的Powershift、三菱的SST以及保時(shí)捷的PDK等，國(guó)產(chǎn)主子品牌有比亞迪、吉利等。不過(guò)自從大眾雙離合變速箱出現(xiàn)問(wèn)題之后，很多消費(fèi)者選擇購(gòu)買雙離合變速箱車型的時(shí)候，心中都會(huì)有所疑慮，究竟雙離合變速箱可靠嗎？筆者逐步來(lái)分析。

1、雙離合變速箱的優(yōu)缺點(diǎn)

雙離合變速箱結(jié)合了手動(dòng)變速箱和自動(dòng)變速箱的優(yōu)點(diǎn)，沒(méi)有使用變矩器，轉(zhuǎn)而采用兩套離合器，通過(guò)兩套離合器的相互交替工作，來(lái)到達(dá)無(wú)間隙換擋的效果。兩組離合器分別控制奇數(shù)擋與偶數(shù)擋，具體說(shuō)來(lái)就是在換擋之前，雙離合變速箱已經(jīng)預(yù)先將下一擋位齒輪嚙合，在得到換擋指令之后，雙離合變速箱迅速向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，此時(shí)先前嚙合的齒輪迅速結(jié)合，同時(shí)第一組離合器完全放開(kāi)，完成一次升擋動(dòng)作，后面的動(dòng)作以此類推。

因?yàn)闆](méi)有了液力變矩器，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力可以完全發(fā)揮出來(lái)，同時(shí)兩組離合器相互交替工作，使得換擋時(shí)間極短，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力斷層也就非常有限。作為駕駛者我們最直接的感覺(jué)就是，切換擋動(dòng)作極其迅速而且平順，動(dòng)力傳輸過(guò)程幾乎沒(méi)有間斷，車輛動(dòng)力性能可以得到完全的發(fā)揮。與采用液力變矩器的傳統(tǒng)自動(dòng)變速器比較起來(lái)，由于雙離合變速箱的換擋更直接，動(dòng)力損失更小，所以其燃油消耗可以降低10%以上。

不過(guò)與傳統(tǒng)的自動(dòng)變速器比起來(lái)，雙離合變速箱也存在一些固有的弊端，首先就是由于沒(méi)有采用液力變矩器，又不能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)變速器“半聯(lián)動(dòng)”的動(dòng)作，所以對(duì)于小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，低轉(zhuǎn)速下的扭矩不足的特性就會(huì)被完全暴露出來(lái)；其次，由于雙離合變速箱采用了電腦控制，屬于一款智能型變速器，它在升/降擋的過(guò)程中需要向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出電子信號(hào)，經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)回復(fù)后，與發(fā)動(dòng)機(jī)配合才能完成升/降擋。大量電子元件的使用，也增加了其故障出現(xiàn)的機(jī)率。

2、干式和濕式雙離合變速箱

從工作原理和基本構(gòu)造上，干式雙離合與濕式雙離合變速器并沒(méi)有本質(zhì)上的差別，不同之處在于雙離合器摩擦片的冷卻方式：濕式離合器的兩組離合器片在一個(gè)密封的油槽中，通過(guò)浸泡著離合器片的變速器油吸收熱量，而干式離合器的摩擦片則沒(méi)有密封油槽，需要通過(guò)風(fēng)冷散熱。

以大眾品牌所使用的DSG雙離合變速箱為例，我們知道它擁有著兩款雙離合變速箱，一款六速濕式雙離合變速箱，一款七速干式雙離合變速箱。它們二者由兩個(gè)不同的制造商提供，六速濕式雙離合變速箱由美國(guó)的博格華納公司提供，而七速干式雙離合變速箱則有德國(guó)舍弗勒集團(tuán)旗下的LuK公司提供。

兩種雙離合變速器各有什么特點(diǎn)呢？我們首先看看濕式雙離合變速器，由于離合器片為液體冷卻，熱量傳遞效率高，因而具有散熱效果好的優(yōu)勢(shì)。得益于這個(gè)保障，離合器的耐受能力要強(qiáng)過(guò)干式雙離合變速器。濕式雙離合變速器的離合器片可以承受較大的動(dòng)力傳遞，也能更好的適應(yīng)較為激烈的駕駛環(huán)境，因此在一些發(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩輸出較大的車型上，往往采用的都是濕式雙離合變速器。

還是以大眾的DSG為例，只有配備2.0TSI或更高級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)的車型，才會(huì)匹配6速濕式離合器，而1.2TSI、1.4TSI、1.8TSI等“小排量低功率”的發(fā)動(dòng)機(jī)則與7速干式離合器匹配。因而濕式離合器容易給人留下了“檔次更高”的印象，實(shí)際上這也與動(dòng)力的匹配和制造成本息息相關(guān)。如果單就性能來(lái)說(shuō)，干式離合器的確好于濕式離合器，它可以獲得更高的傳動(dòng)效率，更有利于經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的提升。

3、大眾的DSG召回事件

由于大眾出色的營(yíng)銷技術(shù)，加上雙離合變速箱換擋速度快、傳動(dòng)效率高等優(yōu)勢(shì)，雙離合一開(kāi)始很受歡迎，不僅消費(fèi)者如此，就連其他廠商也都著手推出自己研發(fā)的雙離合變速箱。我們重新回顧一下大眾DSG的召回事件。大眾最初召回DSG是在美國(guó)，當(dāng)時(shí)召回的是6擋濕式的雙離合變速箱，對(duì)于此次召回官方的說(shuō)法是變速箱控制軟件存在問(wèn)題。同年（2008年）國(guó)內(nèi)的第一款邁騰6擋DSG變速箱也被爆出現(xiàn)問(wèn)題。隨后一汽大眾和進(jìn)口大眾宣布從2009年10月17日起，召回部分裝備6擋雙離合變速箱的邁騰。同年11月進(jìn)口大眾也對(duì)部分裝備6擋雙離合變速箱的車型進(jìn)行召回。隨后雙離合變速箱召回的事情暫告一段落。直到2011年，“DSG風(fēng)波”再次爆發(fā)，而與此前不同的是，這次問(wèn)題的所在主要在干式的7擋雙離合變速箱身上。另外國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)召回的同時(shí)，臺(tái)灣地區(qū)也對(duì)部分搭載7擋雙離合變速箱的車型進(jìn)行召回，問(wèn)題在于變速箱的滑閥箱出現(xiàn)硼結(jié)晶或者電子故障。需要對(duì)滑閥箱進(jìn)行更換以及對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)。此外，國(guó)內(nèi)召回雙離合變速箱除了出于這兩個(gè)原因之外，滑閥箱油也是問(wèn)題所在，后面大眾的說(shuō)法是把合成油換成礦物油。

這其中蘊(yùn)含著不少信息。首先6擋濕式雙離合變速箱召回后，對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)，在后面的時(shí)間內(nèi)比較少看到再次出現(xiàn)問(wèn)題。這說(shuō)明此前6擋雙離合變速箱確實(shí)存在問(wèn)題，而軟件升級(jí)也的確起到效果。與此同時(shí)從7擋雙離合出現(xiàn)的問(wèn)題來(lái)看，7擋雙離合變速箱和6擋雙離合變速箱一樣，同樣存在軟件上的問(wèn)題。當(dāng)然無(wú)論是硼結(jié)晶問(wèn)題，還是把合成油換成礦物油，都是滑閥箱內(nèi)部的問(wèn)題所在，這滑閥箱也是控制離合器最主要的部件。當(dāng)然除了滑閥箱有問(wèn)題之外，離合器容易過(guò)熱也是造成7擋雙離合變速箱罷工的原因（6擋雙離合變速箱由于采用的是濕式設(shè)計(jì)，所以散熱更好）。從實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的效果來(lái)看，廠家對(duì)變速箱的換擋程序設(shè)定得更加保守，換擋速度變慢了許多，動(dòng)力傳遞的直接感也削弱了不少。這樣的好處就是對(duì)滑閥箱以及離合器的工作壓力都減少了，這會(huì)一定程度上降低了問(wèn)題出現(xiàn)的機(jī)率。

DSG在315上的曝光，讓不少人感覺(jué)“大快人心”，甚至一度被認(rèn)為雙離合的末日即將到來(lái)。事實(shí)上，也的確有諸如福特等之前熱衷雙離合的廠商，在中高端領(lǐng)域逐步退出；沃爾沃等也正在用8AT取代之。然而與此同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)，大眾絲毫沒(méi)有減少對(duì)雙離合的投入，其他廠商加入這一陣營(yíng)的也不比退出的少。例如通用、現(xiàn)代，都在配備雙離合的車型作為主力推廣。這說(shuō)明雙離合的劣勢(shì)遠(yuǎn)沒(méi)有想象中的那么嚴(yán)重，相反，這些問(wèn)題正在逐步解決中。

有人把雙離合的問(wèn)題，諸如抖動(dòng)、過(guò)熱、失速等，歸結(jié)為雙離合的結(jié)構(gòu)性缺陷，這里存在著重大的認(rèn)知誤區(qū)。雙離合的這些問(wèn)題其實(shí)都出在控制系統(tǒng)、更準(zhǔn)確的說(shuō)是控制軟件上。說(shuō)通俗點(diǎn)，就像新手開(kāi)MT，油離配合不好，僅此而已。諸如換擋沖擊、離合器過(guò)快磨損、離合器過(guò)熱等等嗎，根子都在這兒。這個(gè)問(wèn)題并非不可解決，同時(shí)也并非可以迅速解決。它需要不停地積累，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、重新調(diào)試或設(shè)計(jì)，直至趨于理想化。這需要時(shí)間和案例，確實(shí)急不來(lái)。

從目前雙離合的保有量來(lái)看，出問(wèn)題的比例其實(shí)并不高，符合一個(gè)新型變速器的正常范疇。而下一步，或者說(shuō)新研發(fā)的雙離合，理論上還可以變得更加理想，直至徹底杜絕已有問(wèn)題。如此，所謂雙離合“不可靠”，也將漸漸成為歷史。

4、雙離合變速箱的可靠性總結(jié)

在看到大眾雙離合變速箱出問(wèn)題之后，作為后來(lái)的跟隨者，福特也對(duì)變速箱進(jìn)行了類似的優(yōu)化，比如后期的?？怂闺p離合變速箱的換擋表現(xiàn)也變得“斯文”了不少。雖然福特的雙離合變速箱在結(jié)構(gòu)上并不存在滑閥箱（福特的雙離合變速箱是通過(guò)電機(jī)對(duì)離合器進(jìn)行控制的），但相信福特也擔(dān)心離合器過(guò)熱的現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)，所以采用了更加保守的策略。

那既然連福特都采取了更加保守的策略，但為什么在超跑上使用的雙離合變速箱，卻依舊有著強(qiáng)悍的表現(xiàn)？其中原因很簡(jiǎn)單，一般我們開(kāi)手動(dòng)擋的車型，在遇到堵車或者慢速行走的時(shí)候，需要頻繁對(duì)離合器操作，這也是比較傷離合器的時(shí)候。相反超跑因?yàn)槠鋭?dòng)力強(qiáng)勁，變速箱并不需要在低速擋“拼命”地來(lái)回切換，同時(shí)超跑一般都是快跑為主，所以即使是使用雙離合變速箱，也很少聽(tīng)到說(shuō)出問(wèn)題。

同樣，大眾對(duì)雙離合變速箱軟件升級(jí)后，很多人都反應(yīng)變速箱在二擋的停留時(shí)間更長(zhǎng)，換擋轉(zhuǎn)數(shù)相比之前也延遲了一點(diǎn)，這樣做的好處就是減少低速情況下變速箱的換擋次數(shù)，無(wú)論對(duì)滑閥箱還是離合器，都能減輕它們的“壓力”。更坦白地說(shuō)，雙離合變速箱更適合“快跑”。

這么看來(lái)，雙離合變速箱其實(shí)還有很多需要完善的地方，雖然其實(shí)際面世的時(shí)間不短，但說(shuō)應(yīng)用時(shí)間的長(zhǎng)短是肯定不及自動(dòng)變速箱。其實(shí)從上述廠家的做法看來(lái)，我們也可以自己適當(dāng)?shù)牟扇∫恍┐胧﹣?lái)提升雙離合變速箱的可靠程度。低速情況下，如果有手動(dòng)加減擋模式，可以自行控制換擋，降低換擋次數(shù)。

另外，如果我們過(guò)于糾結(jié)雙離合變速箱的可靠性問(wèn)題，CVT變速箱和AT變速箱也都是不錯(cuò)的選擇。ZF 8擋自動(dòng)變速箱的換擋速度已經(jīng)可以做到200ms（已經(jīng)比較接近雙離合變速箱）、奔馳的7擋自動(dòng)變速箱可以實(shí)現(xiàn)全擋位鎖止，效率有了很大的提升。日產(chǎn)的CVT變速箱在保證省油的情況下，響應(yīng)速度也做到了很快。

所以，雖然雙離合變速箱的可靠性確實(shí)不如AT、CVT變速箱，但性能又有明顯的優(yōu)勢(shì)，如果你真的喜歡她，就改善駕駛習(xí)慣，盡情地?fù)肀桑?/p>

[1] 于峰,王艷福,田淑艷.雙離合器自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與換檔工作原理[J].機(jī)械工程師,2009(9):28-30.

[2] 吳心平,趙清華,楊宗田.汽車自動(dòng)變速器原理與發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車實(shí)用技術(shù),2011(11):35-38.

[3] 梁爽.解析雙離合變速箱的原理及其使用車型[EB/OL].http:// inf.315che.com/n/2011_12/210187/中國(guó)汽車消費(fèi)網(wǎng).

[4] 鐘永堅(jiān).雙離合變速箱真的甩不掉可靠性問(wèn)題嗎？[EB/OL].http:// www.xincheping.com/views/93226.html新車評(píng)網(wǎng).

Reliability Analysis of Dual Clutch Transmission

Zhang Liang
(GuangDong Polytechnic College, Guangdong Zhaoqing 526114)

Many people have love-hate relationship with the double clutch gearbox. Loving its advantages of high transmission efficiency, fuel-efficient, shift speed etc. Hate, of course, is the question of its reliability. According to analyse the technical characteristics, analys of dual clutch gearbox, the difference of dry and wet style, and Volkswagen DSG recall events, according to the current application situation of automatic transmission, compared with AT, CVT, in-depth research on the reliability of dual clutch gearbox.

dual clutch transmission; Volkswagen DSG; reliability; CVT; AT

U463.211+.2

B

1671-7988 (2016)12-98-03

張靚（1981-）男，講師，機(jī)械工程碩士，就職于廣東理工學(xué)院，研究方向：車輛工程。