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双离合器变速器技术解析

时间:2024-07-10 08:51来源: 作者:admin 点击: 6 次
  厌倦了手动变速器在城市拥堵路况条件下频繁换挡所带来的疲劳感,丧失了对自动变速器换挡连贯性以及反应速度的信心,我们需要一款表现更为优异、操控更加精准的变速器来成就完美的换挡感受。双离合器变速器的出现,满足了我们的这一需求。   什么是双离合器变速器?   双离合器变速器,顾名思义,就是一台变速器

  厌倦了手动变速器在城市拥堵路况条件下频繁换挡所带来的疲劳感,丧失了对自动变速器换挡连贯性以及反应速度的信心,我们需要一款表现更为优异、操控更加精准的变速器来成就完美的换挡感受。双离合器变速器的出现,满足了我们的这一需求。

  什么是双离合器变速器?

  双离合器变速器,顾名思义,就是一台变速器使用了两个离合器,各离合器单独运转,一个离合器控制奇数挡位,另一个离合器控制偶数挡位。当汽车正常行驶时,一个离合器与变速器中的某一挡位相连,将发动机动力传递至驱动轮,与此同时,控制单元根据车辆行驶速度和发动机转速对驾驶者的换挡意图进行预先判断,“预见性”地控制另一个离合器与变速器中下一挡位的齿轮组相连,但此时仅处于“预接合”状态,离合器仍处于分离状态,尚未进行任何动力传输。换挡时,第一个离合器断开连接,同时第二个离合器将之前预连接的变速器中下一挡位的齿轮组与发动机接合,进行下一个挡位的动力传输,从而不会出现动力中断的状况。除了空挡之外,双离合器变速器中的一个离合器总处于接合状态,另一个离合器总处于断开状态。

  双离合器变速器与手动变速器及自动变速器的区别

  ↑从图中可以清楚地看出,蓝色部分表示离合器2通过内轴控制变速器中的奇数挡位,绿色部分表示离合器1通过外轴控制变速器中的偶数挡位。图中箭头表示动力传输的方向。

  双离合器变速器省略了传统手动变速器的离合器踏板,改由电子控制液压系统对两个离合器进行控制。此外,双离合器变速器的输入轴也被分为两部分,两个离合器各自与一根输入轴相连,中空的外轴用于连接变速器中的偶数挡位,外轴套嵌的实心内轴则用于连接奇数挡位。两个离合器在工作时相互配合,各自负责一根输入轴的动力传递,从而实现动力“无间断”地输出。

  由此可见,双离合器变速器在使用方面与普通自动变速器并无太大差别,但是内部构造却与传统手动变速器更加相似,因此它也同时继承了手动变速器工作可靠和自动变速器操作简便的双重技术优势。

  双离合器变速器的应用情况

  双离合器变速器由于同时拥有手动变速器工作可靠和自动变速器操作便利的双重技术优势,因此,将是今后变速器技术发展的主要方向。但是就目前的情况来看,双离合器变速器由于结构比较复杂,维修保养及配件成本较高,还没有广泛应用在现代车辆上,只在个别车型上实现了应用。接下来就为大家介绍几款目前装备在汽车上的双离合器变速器以及它们的结构特点和技术优势。

  大众DSG双离合器变速器

  DSG双离合器变速器是大众公司推出的一项新技术。DSG是“DirectShiftGearbox”的英文缩写,中文意思是“直接换挡变速器”,采用了双离合器的内部结构设计。它将传统手动变速器和自动变速器的使用功能合二为一,并且综合了二者各自的技术优势。在DSG双离合器变速器中,一个离合器控制变速器中奇数挡位的齿轮组,另一个变速器则控制偶数挡位的齿轮组。当变速器挂入1挡时,2挡齿轮组就已经啮合,换挡时,第一个离合器断开连接,第二个离合器将之前已经啮合的2挡齿轮组与发动机输出轴接合而换入2挡,与此同时,由第一个离合器控制的3挡齿轮组也完成了啮合,等待下一个换挡指令。


大众DSG双离合器变速器

  由于DSG双离合器变速器省略了传统手动变速器的离合器踏板和自动变速器的变矩器,其多片湿式双离合器是由位于变速器顶部的电子控制液压系统来操控的,因此它的反应非常灵敏,具有很好的驾驶乐趣。双离合器变速器的应用,令车辆在加速过程中不会出现动力中断的状况,使加速更加强劲、平顺,而装备有DSG双离合器变速器的车辆0~100km/h加速时间比装备传统手动变速器的车辆还要短。

  DSG双离合器变速器也有手动和自动两种换挡模式,除了换挡手柄可以操作以外,车辆的方向盘上还配有手动控制的换挡拨片,在汽车正常行驶时,两种换挡模式可以随时切换。当选用手动模式时,如果不进行升挡操作,即使将油门踏板踩到底,DSG双离合器变速器也不会自动升挡。此外,DSG双离合器变速器在换挡过程中还能够实现微小的液压功率损失和极短的换挡时间,使得整个换挡过程达到最高效率,从而降低了能量的损失,提高了车辆的加速性能和燃油经济性。

  ●DSG双离合器变速器采用了2个离合器和6个前进挡以及1个倒挡的传统齿轮变速器结构作为动力的传输部件,变速器内部装有2根同轴心的输入轴。1挡起步时离合器1接合,通过输入轴1将动力传输到1挡齿轮组,再输出到差速器。此时,离合器2仍处于分离状态,尚未进行任何动力传输,只是预先选好挡位,为接下来的升挡做好准备。变速器进入2挡后退出1挡,同时3挡则预先接合。


目前大众公司已经在高尔夫车型上成功使用了DSG双离合器变速器

  在降挡时,同样有2个挡位是接合的。如果4挡正在工作,则3挡作为预选挡位而接合。除了空挡之外,DSG双离合器变速器在工作过程中总有2个挡位是接合的,一个正在工作,另一个则为接下来的工作做好准备。

  宝马M-DCT双离合器变速器

  通过与两家著名变速器专业生产厂商格特拉克(GETRAG)和博格华纳(BorgWarner)开展全方位的技术合作,宝马M部门在第3代SMG(SequentialManualGearbox)顺序式手动变速器的基础上开发出了最新的专门为最高转速可达9000r/min的V8发动机而设计的M-DCT(DualClutchTransmission)7挡双离合器变速器。M-DCT双离合器变速器同样采用了2个离合器的内部结构设计,一个离合器控制变速器中奇数挡位的齿轮组,另一个变速器则控制偶数挡位的齿轮组。在进行换挡操作之前,一个离合器已经预先接合变速器中下一个挡位的齿轮组。换挡时,一个离合器断开连接,同时另一个离合器立即接入下一挡位,实现了几乎无中断的换挡操作。


宝马新一代M3敞篷跑车装备了M-DCT双离合器变速器

  M-DCT双离合器变速器的结构原理基于标准的手动变速器,但是省略了离合器踏板,挡位改由电子控制液压系统进行操作。尤其值得一提的是,M-DCT双离合器变速器还采用了宝马独特的Drivelogic换挡逻辑系统,可以转换换挡模式以适应驾驶者个性化的驾驶风格。这套Drivelogic换挡逻辑系统能够提供11个独特的换挡程序,其中包括6个手动换挡程序和5个自动换挡程序。通过控制Drivelogic开关,驾驶者可以在这11个换挡程序中间任意选择适合自己的驾驶风格。


宝马M-DCT双离合器变速器的电子控制单元

  目前,M-DCT双离合器变速器已经率先装备在宝马最新一代M3轿跑车和敞篷跑车上。而且根据厂家公布的数据,采用M-DCT双离合器变速器的M3运动型轿车0~100km/h加速时间仅为4.6s,比采用传统手动变速器的车型提高了0.2s。可见,M-DCT双离合器变速器能够实现更加快速的换挡操作,从而使车辆获得更加强劲的加速性能。

  保时捷PDK双离合器变速器

  保时捷一直是使用手动变速器和Tiptronic手/自动一体变速器的“行业高手”。现在,除了这两种变速器型式以外,保时捷PDK双离合器变速器使得保时捷在进行动力系统匹配时拥有了更加丰富的选择余地。PDK是“PorscheDoppelKupplungen”的德文缩写,中文意思是“保时捷双离合器变速系统”。保时捷PDK双离合器变速器的结构和运行原理与大众汽车公司DSG双离合器变速器相同,并且同样在方向盘上配有手动控制的换挡拨片,使驾驶者的手不需要离开方向盘就可以进行换挡操作。目前,保时捷PDK双离合器变速器已经装备在保时捷911Carrera和CarreraS车型上。

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