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汽车双离合变速箱-DSG、PDK、SST.pdf

上传人:HR专家 文档编号:5926295 上传时间:2019-03-21 格式:PDF 页数:14 大小:737.94KB
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资源描述

1、 双离合变速箱简称 DCT,英文全称为 Dual Clutch Transmission,中文翻译过来应该为“直接换挡变速器”,因为其有两组 离合器 ,所以也有不少人干脆就叫它双离合变速器。 起源 双离合变速箱起源来自赛车运动,它最早的实际应用是在 80 年代初的保时捷Porsche 962C 和 1985 年的奥迪 Audi sport quattro S1 RC 赛车上,但是因为耐久性等问题经过了十余年的改进后,才真正被普通量产车所应用。时至今日 DSG 这项技术已经有 20余年的历史,在技术方面已经非常成熟了。 技术介绍 双离合变速箱结合了 手动变速箱 和 自动变速箱 的优点,没有使用变

2、矩器,转而采用两套 离合器 ,通过两套 离合器 的相互交替工作,来到达无间隙换挡的效果。两组 离合器 分别控制奇数挡与偶数挡,具体说来就是在换挡之前, DSG 已经预先将下一挡位齿轮啮合,在得到换挡指令之后, DSG 迅速向 发动机 发出指令, 发动机 转速升高,此时先前啮合的齿轮迅速结合,同时第一组 离合器 完全放 开,完成一次升挡动作,后面的动作以此类推。 因为没有了 液力变矩器 ,所以 发动机 的动力可以完全发挥出来,同时两组 离合器 相互交替工作,使得换挡时间极短, 发动机 的动力断层也就非常有限。作为驾驶者我们最直接的感觉就是,切换挡动作极其迅速而且平顺,动力传输过程 几乎没有间断,

3、车辆动力性能可以得到完全的发挥。与采用 液力变矩器 的传统自动变速器比较起来,由于 DSG 的换挡更直接,动力损失更小,所以其燃油消耗 可以降低 10%以上。 不足之处 不过与传统的自动变速器比起来, DSG 也存在一些固有的弊端,首先就是由于没有采用 液力变矩器 ,又不能实现 手动变速器“半联动”的动作,所以对于小排量的 发动机 而言,低转速下的 扭矩 不足的特性就会被完全暴露出来;其次,由于 DSG 变速器采用了电脑控制,属于一款智能型变速器,它在升 /降挡的过程中需要向 发动机 发出电子信号,经 发动机 回复后,与 发动机 配合才能完成升 /降挡。大量电子元件的使用,也增加了其故障出现的

4、机率。 目前常见的双离合有大众的 DSG、福特的 Powershift、三菱的 SST 以及保时捷的 PDK等。 DSG DSG( Direct Shift Gearbox)中文表面意思为“直接换挡变速器”, DSG 只是大众对自己买断的双离合技术专有称谓而已。 起源 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,而其实际应用早在 80 年代初的保时捷 Porsche 962C 和 1985 年的奥迪 Audi sport quattro S1 RC 赛车上,并为他们赢取多项冠军立下汗马功劳!双重 离合器 的概念是非常先进,但作 为新科技都存在着耐用性不佳的问题,耐用性的好坏同样

5、决定了其成本的多寡,于是,其经过十余年的发展后,才真正被普通街车所用。 工作原理 1:如图, 离合器 1 负责 1 档、 3 档、 5 档和倒档, 离合器 2 负责 2 档、 4 档和 6 档;挂上奇数档时, 离合器 1 结合,输入轴 1 工作, 离合器 2 分离,输入轴 2 不工作,即在 DSG变速器的工作过程中总是有 2 个档位是结合的,一个正在工作,另一个则为下一步做好准备;手动模式下可以进行跳跃降档:如果起始档位和最终档位属于同一个 离合器 控制的,则会通过另一 离合器 控制的档位转换一下,如果起始档位和最终档位不属于同一个 离合器 控制的,则可以直接跳跃降至所定档位。 AMT 的结构

6、较 自动变速箱 效率更高,而 DSG 除了拥有 手动变速箱 的灵活及 自动变速箱 的舒适外,它更能提供无间断的动力输出,这完全有别于两台自动控制的 离合器 。 DSG 基本由几个大项组成:两个基本 3 轴的 6 前速机械波箱、一 个内含两套多瓣式离合片的电子液压 离合器 机构、一套波箱 ECU。不同于普通的双轴波箱,或者单输入轴系统, DSG 波箱除了具有双 离合器 外,更具备同轴的双输入轴系统,而且将 6 个前进档分别置于两边各自的从动轴上。传统的 手动变速箱 使用一台 离合器 ,当换挡时驾驶员须踩下 离合器 脚踏,令不同挡的齿轮作出齿合动作,而动力就在换挡其间出现间断,令输出表现有所断续。

7、 DSG 则可以想象为将两台 手动变速箱 的功能合二为一,并建立在单一的系统内。 DSG内含两台自动控制的 离合器 ,由电子控制及液压推动,能同时控制两组 离合器 的运作。当变速箱运作时,一组齿轮被齿合,而接近换挡之时,下一组挡段的齿轮已被预选,但 离合器 仍处于分离状态;当换挡时一具 离合器 将使用中的齿轮分离,同时另一具 离合器 齿合已被预选的齿轮,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,令动力没有出现间断的状况。 要配合以上运作, DSG 的 传动轴 被分为两条,一条是放于内里实心的 传动轴 ,而另一条则是在外面套着的空心 传动轴 ;内里实心的 传动轴 连接了 1、 3、 5 及后

8、挡,而外面空心的 传动轴 则连接 2、 4 及 6 挡,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,考虑到零件使用寿命,设计人员选择了油槽膜片式 离合器 , 离合器 动作由液压系统来控制。 由于使用 2 套 离合器 并且在换挡之前下一档位已被预选齿合,因此 DSG 的换挡速度非常的快,只需不到 0.2 秒的时间,下一 档已经进去了,比最好技术的专业车手的手动变速还快,因此使用同一辆车使用 DSG 比使用 MT 的加速成绩来得要快。 在实际驾驶中, DSG 给人的感觉是在整个换挡过程感觉不到一点点顿挫或推拉,仅仅是从转速表上可以反映出挡位在变

9、动。此外, DSG 还有多种驾驶模式,比如运动模式,在电子程序的帮助下该模式的加挡明显迟缓而减挡则有了很大的改进,换挡时间也调得更短,犹如驾驶 跑车 一般。驾驶员还可以通过搬动换挡杆或按一下方向盘上的按钮随时将自动模式切换到手动模式,提供富有动感的驾驶方式。方向盘两边的换挡按钮能使驾驶员在不触动换挡杆的情况下就可以进行加挡或减挡的动作,就像 F1 车手驾驶 F1 赛车一样。在激烈的驾驶环境下,例如高速弯道时,手动换挡往往显得非常有必要,在 DSG 的帮助下,驾驶员在换挡的过程中还 能体验到油门自动增加的特殊乐趣。 S tronic S tronic 是奥迪双离合变速器的名称。有人说 S tro

10、nic 就是换了名字的大众 DSG,这句话只说对一半,因为用于奥迪 A3 的 7 速以及 TT 上的 6 速横置双离合变速器的确是大众的干式 DQ200 和湿式 DQ250,但是,用在 Q5 上的 7 速双离合变速器却是一款纵置式 全时四驱 双离合变速箱 ,大众的 DSG 产品线是没有这款产品的。 两款横置式 S tronic7 速与 6 速变速器分别可承受 250N m 和 350N m,用于前驱轿车不成问题。用在 Q5 上的纵置式 S tronic 变速箱能够承受超过 500N m 以上的 扭 矩 。 S tronic 的特点 挡位多且承受 扭矩 更高:除去超级 跑车 保时捷 911 以及

11、日产 GT-R 的双离合变速器,纵置式 S tronic 可 以承受的 扭矩 较其他车型更高。横置式 7 速双离合变速器虽然挡位较 6速的更多,但其干式结构影响了 扭矩 传递,使之性能不如 6 速,而 S tronic 既实 现了 7 段变速又能承受更高 扭矩 ,让舒适与性能两者兼得。 装备 S tronic 的车型 装备横置式 S tronic 双离合变速器的车型为奥迪 A3、 TT;装备纵置变速器的车型为奥迪 Q5、 A5。 Powershift Powershift 双 离合器 变速箱是由福特集团与变速箱大厂格特拉克 (Getrag)共同研发。目前在国内装备有 Powershift 有沃

12、尔沃 C30、 XC60、 S60 以及福特蒙迪欧致胜的部分车型。 Powershift 在沃尔沃 C30、 XC60、 S60 以及福特蒙迪欧致胜上都有配备 Powershift 双离合变速箱 于 2008 年问世,是以 手动变速箱 所用的技术为基础。该变速箱拥有 6 个前进挡,有两个相互独立的湿式 离合器 ,最大可以承受 450 牛米的 扭矩 。 与其他厂家的双 离合器 变速箱相比, Powershift 双 离合器 变速箱最大的特点不是换挡速度快,而是拥有堪比 CVT 的极佳换挡平顺性。并且由于可以承受较大的 扭矩 ,因此该变速箱可以使用在一些大马力车上,尤其是柴油车的绝配。不过由于该变

13、速箱追求的不是换挡速度,因此在加速性上并不见得十分理想。 6 挡的 PowerShift 双离合变速箱 重量在 14 公斤左右,比目前市面上大多数 4 挡变速箱还要轻。 轻量化 设计和极小的动力损失能为驾驶者节省大约 9%的燃油消耗。 PDK PDK: Porsche Doppel Kupplung(保时捷 双离合变速箱 ),双 离合器 变速箱为保时捷公司的独创技术,近来年因为大众汽车的大力推行,而在市场上获得了极高的知名度。但事实上,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

14、捷 PDK 变速箱 虽然保时捷已经掌握双离合技术多年,但由于当时的电子控制系统和计算机运算能力有限,不足以满足行驶舒适性和平稳性方面的要求,导致 保时捷将双离合技术压箱 25 年。而随着电子控制技术与液压控制组件的成熟后,才正式在 997 的小改款中推出,以 7 速的PDK 双 离合器 变速箱,全面取代 Tiptronic 变速箱,应用于市售产品。 PDK 双 离合器 变速箱由一个传统 手动变速箱 和一个分为 2 个独立变速箱的液压控制系统组成。 2 个沿径向布置的湿式 离合器 可以通过液压控制,并使用变速箱油提供冷却和润滑。目前 PDK 变速箱在 911、 Boxster、 Cayman 以

15、及 Panamera 都有装备。 SST 双 离合器 SST 三菱的新型手自一体变速器使用了双 离合器 系统来实现动力传输的高效性,使车子不仅拥有手动变速器的效果,而且还能够实现非常顺 畅自如的挡位变换。在快速的升降挡过程中,由于双 离合器 所拥有的高效动力传输机构,使得它们不仅可以快速的加速,而且也能够保证良好的经济性。新的变速器还有三个不同的操控设置用来适应不同的路面情况,能够保证市区行驶的快速反应,而在城外快速路上,也可以实现线性的运动感受。 双 离合器 SST(运动换挡变速器)详解 双 离合器 SST 很好的避免了传递过程中的动力损失 ( 1)机械结构 双 离合器 SST 系统将单数的

16、 1、 3、 5 挡和偶数的 2、 4、 6 挡分别设置在了两个 传动轴 上,每一个都单独与一个 离合器 相连。两个 离合器 都可以被精确控制,从而提高了反应速度,带来流畅性和无拖延的感觉。而且,在动力的输出表现方面,也相当顺畅。通过使用 离合器 而不是液力耦合器来传递动力,能够保证双 离合器 SST 在结构上更加简单,避免了传递过程中的动力损失,从而使动力的传输更加高效,因此,燃油经济性更好。 ( 2)驾驶模式 双 离合器 SST 系统可以使驾驶者选择三种换挡模式:普通,运动和超级运动模式,从而包括了各种驾驶环境的需要。 a. 普通模式 用于市区行驶和其他的普通驾驶条件,普通模式会自动降低

17、发动机 换挡转速点,从而保证更加顺畅的换挡和更好的燃油经济性。 b运动模式 在山区或者是需要 发动机 制动的情况时,运动模式能够提升 发动机 换挡转速点,加快换挡速度。这样就能更加迅速的表现出油门效果,以增加车子与驾驶者的沟通。 c超级运动模式 与运动模式相比,超级运动模式能够在更高转速下保证非常轻快的换挡感觉。 湿式双离合 湿式双离合是指双 离合器 为一大一小 2 组同轴安装在一起的多片式 离合器 ,它们都被安装在一个充满液压油的密闭油腔里,因此湿式 离合器 结构有着更好的调节能力和优异的热熔性,它能够传递比较大的 扭矩 。 因为布局和选用摩擦材料的因素,湿式双 离合器 的外形尺寸比 干式双

18、离合 器要大,不利于整车动力总成的布置。 干式双离合 我们这里以大众的 DQ200 7 速 双离合变速箱 为例,它其实是在 6 速 DQ250 湿式双离合 的技术基础上开发而来的,简化了相关的液力系统。 它的工作原理为,双 离合器 由 3 个尺寸相近的离合片同轴相叠安装组成,位于两侧的 2 个 离合器 片分别连接 1、 3、 5、 7 挡和 2、 4、 6、倒挡,中间盘在其间移动,分别与 2个 离合器 片“结合”或者“分离”通过切换来进行换挡。因为这套“双 离合器 ”不像 DQ250那样变速箱是安装于密闭的油腔里,动盘上的干式摩擦片相互结合固然可以带来最直接的传递效率,但是它也更容易发热,所以它热熔性不如湿式 离合器 ,因此所承受 扭矩 也就相对较小。 7 速 DQ200 的最大承受 扭矩 为 250 牛 .米,一般与小排量的 发动机 配合使用。

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