全球双离合器变速器的发展与全面技术解析

全球汽车业双离合器的发展与全面技术解析汽车变速箱发展经历了 100 多年，从最初采用侧链传动到手动变速箱，及至液力自动变速箱和电控机械式自动变速箱，再到现在无级自动变速箱的普及，在汽车工业技术不断前进的同时，变速箱也向着更平顺、更省油、更富驾驶乐趣的方向不断发展。直至双离合自动变速箱的出现，变速箱技术又伴随着速度和梦想，迈向了一个全新的高度。开发双离合自动变速箱技术的核心在于双离合器模块、扭振减震器模块和控制模块的技术。这些模块是双离合器自动变速箱中的关键零部件，是这种先进的自动变速箱的心脏和大脑。一汽-大众全新迈腾所采用的双离合自动变速箱，即是大众集团与掌握双离合变速器核心技术的美国博格华纳(BorgWarner)和德国舍弗勒( Schaeffler )集团共同合作开发的产物，因为其产品标有注册商标，所以，只有大众品牌的双离合变速箱产品可以使用 DSG这一称谓，而其他品牌的双离合器产品多使用“DCT”，或其他称谓。基于 DCT 技术的各公司不同的双离合变速箱大众 DSG (Direct Shift Gearbox)提到双离合变速箱，大多数车友首先想到的是大众的 DSG双离合变速器技术。确实，大众汽车的 DSG是当今车坛使用最为普遍也是最先适用于量产的双离合变速器技术，它采用了 6 个或者 7 个前进档的传统齿轮变速箱作为动力的传送部件，主要与具有高扭矩平台的发动机配合使用。大众汽车在 2002 年于德国沃尔夫斯堡首次向世界展示了这一技术创新的代表作品高尔夫 GTI。它的 DSG传动轴被分为两条，一条是放于内里实心的传动轴，而另一条则是外面空心的传动轴；内里实心的传动轴连接了 1、3、5 及后档，而外面空心的传动轴则连接 2、4 及 6 档，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。从布局上看，这套变速箱长度很短(相当于传统 6 速变速箱的一半长度) ，所以可以用于前置前驱的车型上。配备了 DSG变速箱的发动机由于快速的齿轮转换能够马上产生牵引力和更大的灵活性，加速时间比手动变速箱更加迅捷。以 Golf GTI 为例，带有 DSG的车型 0 到 100 公里加速只需 6.9 秒，这个成绩比手动档的车型更快，达到最高时速 235 公里的同时也在同一水平；搭载 DSG变速箱的全新迈腾瞬间加速也有了明显提升，0100 公里加速时间由 9.3秒提升至 8.3 秒，足足缩短了 1 秒，最高时速可达 230 公里/ 时。更加令人印象深刻的是，在性能提高的同时，配备 DSG的车型百公里油耗与手动档车型相当，全新迈腾 2.0TSI 车型相比原来的 2.0TSI，百公里综合油耗可降低 0.3L 以上。要操控 DSG变速箱，驾驶者可以利用排档杆或驾驶盘上的换档片进行序列式的手动换档，换档过程离合器的操作完全交由 DSG电脑控制。不论在行驶中使用手动模式，还是 D 或 S 的自动换档模式，只要轻拍驾驶盘上的换档片，DSG立即切换至手动模式及进行换档程序，没有传统自动变速箱急加速时的滞后感。奥迪 S Tronic 。S-Tronic 技术被称为直接换档变速箱， S-Tronic 采用两套离合器串联工作。这种变速箱换档速度极快与普通变速箱相比，搭载这种变速箱的汽车加速性和节油性大大提高。目前只有奥迪 TT 和奥迪 A3 配备了这项技术，可以使得它们在 0.2 秒内完成六个档位之间的任意切换，且不会切断动力输出。S-Tronic 直接换档变器让你享受到不间断的动力传输以及众多的驾驶乐趣。这种创新性变速箱融合了手动变速箱的运动性以及自动变速箱的优势。因此，驾驶者可以自由体验非凡的运动性、经济性或者融合运动性和经济性的个性化组合。保时捷 PDK (Porsche Doppelkupplungsgetribe) 保时捷推出的双离合变速箱产品叫做 PDK，保时捷双离合（Prosche Doppel Kupplungen）。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。保时捷重新推出 2009 款保时捷 911 卡雷拉这款产品。经过了技术更新，现款 PDK 产品有了根本性的区别，但其工作原理仍与 DSG基本一样。宝马 M DKG宝马 M DKG 七速自动变速箱和大众最新的七速自动变速箱最大的区别就是：宝马M DKG 七速自动变速箱采用湿式变速箱，而大众的七速自动变速箱采用干式变速箱，两者可以说是各有所长。配备 DKG 变速箱的宝马 M3 Coupe 其从静止加速到 100 km/h 缩短到了 4.6 秒，相比手动变速箱快了 0.2 秒，百公里油耗减少到 11.9L。宝马 M3 Coupe 的 DKG 变速箱拥有多达 11 种不同的控制模式，其中全自动模式有五种，手动换档模式有六种，新款宝马M3 Coupe 的 420 马力 4.0L V8 发动机输出的动力将得到更充分更及时的调配。福特、沃尔沃 PowershiftPowershift 变速箱具备两片独立的湿式离合器，并以类似两组手动变速箱的方式平行运作。一组离合器负责控制奇数档位 (1、3、5 和倒档) ，另一组则负责控制偶数档位(2、4、6 档) 。受益于两组湿式离合器的设计，Powershift 变速箱可承受最高达 450 牛米的扭力输出，同时理论上也不存在档位齿比的限制；因此 Powershift 变速箱被原厂视为柴油引擎的最佳搭配选择。三菱 SST（Sport Shift Transmission）三菱的跑车的运动性向来比较激烈。对于双离合变速箱这种高性能的设备，日本人自然不会轻易放过。2007 年 7 月，三菱在东京也发布了自己研发的双离合变速箱SST（Sport Shift Transmission ）。2008 年 6 月，搭载这一变速箱的第十代 EVO 已经引入中国，售价高达 48.8 万元。SST 给驾驶者提供了三种模式分别为正常、运动及超级运动，以满足各种路面的需求。双离合变速箱在满足消费者对驾驶运动感和车辆节油的双重要求，为那些酷爱手动变速箱的驾驶者们提供了最佳选择，让更多车主的驾驶激情从此不再间断。2008 年 6 月，搭载这一变速箱的第十代 EVO 已经引入中国，售价高达 48.8 万元。SST 给驾驶者提供了三种模式分别为正常、运动及超级运动，以满足各种路面的需求。 双离合变速箱在满足消费者对驾驶运动感和车辆节油的双重要求，为那些酷爱手动变速箱的驾驶者们提供了最佳选择，让更多车主的驾驶激情从此不再间断。附：双离合变速箱的诞生及重大历史事件1940 年，Darmstadt 大学教授 Rudolph Franke 第一个申请了双离合器变速箱专利，该变速箱曾经在卡车上试验过，但是没有投入批量生产。随后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速箱（PDK Porsche Doppel Kupplungen ）。然而，在那个时代，未能成功将DCT/PDK 技术投入批量生产。1985 年，奥迪将双离合器技术应用于赛车场上，当时被命名为“Audi Sport quattro S1赛车配合双离合器技术”。双离合器技术使奥迪赛车驰骋于当时的各大越野赛场，获得多项赛事的胜利。到了 20 世纪 90 年代末期，大众公司和博格华纳携手合作生产第一个适用于大批量生产和应用于主流车型的 DualTronic(R) 技术双离合变速箱，称之为 DSG。博格华纳公司通过使用新的电子液压元件使 DCT 变成了实用性很强的变速箱。2002 年，DSG应用在德国大众高尔夫 R32 和奥迪 TT V6 上。2003 年，其相继推广到高尔夫等其他车型上。 2004 年，DSG双离合自动变速箱在德国大众途安（Touran ）车型上首次与 TDI 柴油发动机匹配。2009 年 3 月 1 日，搭载 DSG双离合自动变速箱的一汽-大众大众品牌首款 B 级轿车全新迈腾正式推出。附：变速箱百年发展历程1894 年，一个法国工程师给一辆汽车装上世界上第一个变速箱至今，汽车变速箱已经经过了一百多年的发展。变速箱，英文 Transmission，作为汽车重要的组成部分，是承担放大发动机扭矩，配合引擎功扭特性，实现理想动力传递，从而适应各种路况实现汽车行驶的主要装置。人们所熟知的变速箱一般有手动变速箱和自动变速箱。传统的变速箱利用不同的齿轮搭配实现了上述目的，而齿轮搭配的变换就只有靠脚踩离合手拉挡杆来实现，这就是所谓的手动变速箱。为实现轻松换挡，取消离合脚踏和手动挂挡的 AT(Automatic Transmission)变速箱出现了，它主要利用液力变扭器配合传统机械齿轮箱实现换挡功能。人们通常所说的自动变速汽车就是使用了这种 AT。因为 AT 使用得较早，所以英文定名就叫 “自动变速箱”。 1908 年，福特 T 型车最早采用一种两个速比的自动变速箱。从那以后，自动变速箱的构造原理并无大的改变，但材料技术的进步与润滑油性能的提高，使这种变速箱的速比更为丰富。然而，AT 并不等同于自动变速箱。只要能实现自动换挡变速的便可叫自动变速箱，要达到此目的其实途径很多：除 AT 外，还包括了无级变速箱等其它形式。无级变速箱即 CVT(Continuously Variable Transmission)，是指：在变速系统中不使用齿轮，提供平稳和“无级的” 速比转换的变速系统，同时具有重量轻、体积小、零件少的特点，是公认的理想的汽车传动装置。相比较 AT，CVT 无极变速箱主要是在传动方式上有所不同。后者是采用传动钢带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，从而实现传动比的连续改变。随着市场对于车辆平顺舒适、高效节能的要求不断升级，大众公司和博格华纳携手突破技术界限，打造出了一款换档平顺动感，大幅度减少能耗，且能够配合于大扭矩，大排量发动机的变速箱DSG双离合自动变速箱。大众集团的湿式与干式 DSG 双离合器技术详解DSG（Direct Shift Gearbox）中文表面意思为“ 直接换挡变速器”，DSG 有别于一般的半自动变速箱系统，它是基于手动变速箱而不是自动变速箱，因此，它也是 AMT（机械式自动变速器）的一员。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，因此 DSG 变速器十分能够满足驾驶者对操控感觉的需求，同时在民用量产时，由于它的“基于手动变速箱”这一本质，使得车辆较为节油，实现了现代社会汽车消费者的“操控和节油并存”双重需求，也为喜欢手动变速器的驾驶者提供了最佳选择。DSG 带来低油耗的同时，车辆性能方面没有任何损失，同样具有出色的加速性和最高时速，并且与传统自动变速器一样可以实现顺畅换档，不影响牵引力。配备了 DSG 的发动机，由于快速的齿轮转换能够马上产生牵引力和更大的灵活性，加速时间比手动变速器更加迅捷。可以说，DSG 变速器是目前世界上最先进的变速器系统之一。“湿式”DSG 工作原理：“湿式”DSG 原理图“湿式”双离合器，其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，分别连接 1、3、5 档以及倒档和 2、4、6 档齿轮。“湿式”是指双离合器安装于一个充满液压油的封闭油腔里。这种“湿式” 结构具有更好的调节能力和优异的热容性，因此能够传递比较大的扭矩。 6 档 DSG 可匹配最大扭矩 350 牛米的发动机。目前在中国市场，迈腾 1.8TSI和 2.0TSI 两款国产车型以及大众汽车 CC、R36 、EOS、 Scirocco、迈腾 3.2 FSI 等大众汽车进口车型都装备了 6 档 DSG。这也是目前发生技术问题的 DSG。“干式”DSG 工作原理：“干式”DSG 原理“干式”双离合器，其双离合器由 3 个尺寸相近的离合器片同轴相叠安装组成。位于两侧的 2 个离合器片分别联接 1、3、5、7 档和 2、4、6 档以及倒档齿轮，中间盘在其间移动，分别与 2 个离合器片“结合” 或 “分离”，通过切换来进行换挡。因为它的“ 双离合器”不是像6 档 DSG 那样安装于封闭油腔里，所以，被称为“ 干式”双离合器。“ 干式”双离合器结构简单，因而效率更高。但是“干式”离合器自身结构的固有特性使它能够承受的最大扭矩比“湿式”离合器要低。 7 档 DSG 可匹配最大扭矩 250 牛米的“较小 ”的发动机。一般认为，“干式”是较“湿式”更为先进的。简单概括二者的长处就是：“干式”双离合器结构简单，因而效率更高，更平稳经济。相对结构繁琐的“ 湿式” 而言，故障率也较少。而“ 湿式”则显得动力更为强劲。虽然最基本的“双离合”原理是一样的，但整体的工作原理却相差甚远。大众汽车 DSG 双离合自动变速箱的优点1. 驾驶乐趣DSG 的换档动作比手动档变速箱还要快，车速对档位变化的响应更加快捷，带来更多驾驶乐趣。 2. 换档快速DSG 通过双离合器交替换档，下一档齿轮在换档前即已预选，换档过程中，双离合器的“离 ”、“ 合”切换动作几乎是在同时完成，因而，换档动作非常迅速。3. 动力充沛由于一个离合器的“离”与另一个离合器的“合”的动作几乎是在同一瞬间完成，因而，换挡过程中不产生动力间断，使 DSG 获得了与手动变速箱水平相当、甚至更优的加速表现，改变了人们以往认为自动档车型“加速迟缓”的认识。4. 驾乘舒适DSG 极为快速的换档过程令人难以察觉，无间断的动力输出使车速提升迅速而平顺，无顿挫感，给人们带来舒适的驾乘感受。5. 降低油耗DSG 的工作原理决定了其系统效率很高，同时，控制单元指挥系统在最佳换档点进行换档，从而获得最佳燃油经济性。DSG 的油耗水平与手动档车型相当，改变了人们认为自动换档方式油耗高的认识。作为动力总成的一部分，变速箱对于车辆的动力性能、油耗及排放，同样起着至关重要的作用。先进的变速箱可帮助发动机更好地演绎其优异性能，实现车辆动力性与经济性的最佳结合，创造高性能与低排放的完美平衡。大众汽车同样在变速箱先进技术发展方面引领行业潮流，开拓性地创造和发展 DSG双离合自动变速箱技术，并将该技术成功应用于旗下的许多车型。DSG 双离合自动变速箱采用双离合器技术，将手动和自动变速箱合而为一，综合了各自的优点。两个离合器分别控制单数档位齿轮、双数档位齿轮和倒档齿轮，保持了低油耗，并实现了更快换档响应，带来更为强劲的动力传递，提供更多驾驶乐趣。DSG 双离合器自动变速箱技术详解手动变速箱(MT)是应用历史最长的变速装置，它的优点是：结构简单，传动效率高，车速随档位变换的响应表现直接，富有驾驶乐趣，给驾驶者带来强烈的驾驭和掌控感。然而手动变速箱(MT) 也存在一些缺点：换档操作复杂，舒适性略差，并且在换档过程中，离合器分离与结合的过程会产生动力间断。要想获得理想的燃油经济性，则对良好的驾驶习惯有较高的要求。自动变速箱(AT)最大的好处是带来了方便的换档操控，舒适的驾乘感受。目前采用液力变矩器的自动变速箱(AT)是迄今应用历史最长的自动变速箱。但是，自动变速箱(AT) 换档动作迟钝，提速慢，会产生顿挫感等缺点，也在一定程度上使驾驶乐趣降低，而且自动变速箱(AT) 的传动效率较低，油耗较高。在一般车辆上只有手动或自动两种变速箱，那么能否综合上述两种变速箱的优点，弥补各自的缺点呢？DSG 双离合器自动变速箱的出现则为这一问题提供了完美的答案！DSG 双离合器自动变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的优点，它没有变矩器，也没有离合器踏板，双离合器的应用，可以使变速箱同时有两个档位啮合，DSG 变速箱在换档之前，已经预先将下一档齿轮啮合，因而在换档时只有快如闪电的“双离合器”的切换动作，动作迅速而平顺，不产生任何动力间断这为提高车辆的动力表现带来了直接好处,使车辆动力性能得以提升。DSG 变速箱也有手动和自动两种换档模式。在行驶中，两种换档模式之间可以随时切换。此外 DSG 变速箱的系统效率更高，在换档过程中微小的功耗损失和更短的换档时间，能使整个换档过程达到最高效率，从而降低了能量的损耗，提高了加速性和车辆燃油经济性。与采用液力变矩器的传统自动变速箱相比，DSG 变速箱可使车辆的燃油消耗降低高达10%20%。DSG 双离合器自动变速箱在提高动力性能，为驾驶者带来更多驾驶乐趣和更加舒适的驾驶感受的同时，充分满足了消费者对驾驶乐趣和节油的双重追求！DSG 双离合器自动变速箱已成为变速箱技术一个重要的技术发展趋势。 大众汽车 DSG 双离合器自动变速箱产品系列DSG 双离合自动变速箱最重要的核心部件是它的双离合器。根据采用的离合器形式不同，大众汽车目前主要有采用湿式离合器的 6 速 DSG 和采用干式离合器的 7 速 DSG。 7 速 DSG 双离合器自动变速箱是大众汽车为了更加拓展 DSG变速箱的应用范围，在 6 速 DSG 的技术基础上，经过艰苦卓越的开发工作而成功研制的最新变速箱产品。6 速 DSG 双离合器自动变速箱的技术优势目前在中国市场，迈腾 1.8TSI 和 2.0TSI 两款国产车型以及 CC，R36 和 Eos 等大众汽车进口车型都已经装备了 6 速 DSG 双离合器自动变速箱。6 速 DSG 双离合器自动变速箱采用“ 湿式”双离合器