史上最全双离合器变速箱生产全过程原理

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史上最全双离合器变速箱(生产全过程+原理详解)。

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生产全过程

原理详解

双离合器变速器工作原理

对比之下,双离合器变速器使用两个离合器,但没有离合器踏板。先进的电子系统和液压系统像控制标准自动变速器那样对离合器进行控制。但在双离合器变速器中,各离合器单独运转。一个离合器控制奇数挡(一挡、三挡、五挡和倒挡),另一个离合器控制偶数挡(二挡、四挡和六挡)。这样,不需要中断从发动机到变速器的动力传送就可以换挡。其工作方式如下:

驾驶员也可以选择完全自动模式,从而将所有换挡工作交给计算机完成。在这种模式下,驾驶体验非常类似于普通自动挡车。由于双离合器变速器可以“逐渐退出”一个挡位并“逐渐接入”另一个挡位,因此减少了换挡冲击。更重要的是,换挡是在负载下完成的,因此可以始终维持动力输出。

独创性的双轴构造使奇数挡和偶数挡分离,从而使这一切成为可能。

在双离合器变速器的中央是一个由两个部分构成的变速器轴。普通的手动变速器将所有挡位的齿轮安放在一根输入轴上,与此不同的是,双离合器变速器将奇数挡齿轮和偶数挡齿轮分别安放到两根输入轴上。这是如何实现的呢?外轴是中空的,其中留有嵌套内轴的空间。外部的中空轴为二挡和四挡提供动力,而内轴为一挡、三挡和五挡提供动力。

下图显示了典型的五速双离合器变速器的这种结构。请注意,一个离合器控制二挡和四挡,而另一个独立的离合器控制一挡、三挡和五挡。这就是可以实现瞬间换挡并保持连续动力传输的诀窍。标准的手动变速器由于必须使用一个离合器来控制所有的奇数挡和偶数挡齿轮,因而无法做到这一点。

由于双离合器变速器与自动变速器类似,因此,您可能会认为,双离合器变速器会像自动变速器一样需要一个变矩器,以用来将发动机扭矩从发动机传送到变速器。但是,双离合器变速器不需要变矩器。在家用车上常见的双离合变速器主要分为“干式”双离合变速器与“湿式”双离合变速器两类,两者可以说是各有所长。简单来说“干式”双离合器优点是比一般“湿式”双离合变速器的反应更加灵敏,但对于离合器片的磨损较严重。而“湿式”双离合器则减少了离合器片的磨损,不过由于是由电子液压控制系统来操控,所以使用中会有一定的延迟。许多摩托车使用的是单一的多片离合器。

干式双离合变速器湿式双离合变速器

湿式多片离合器和变矩器一样,都是使用液压来驱动齿轮。液体作用于离合器活塞内部,如上图所示。当离合器结合后,活塞内部的液压迫使一组螺旋弹簧分离,从而将一系列离合器片和摩擦盘推向固定的压板。摩擦盘有内部齿形,其大小和形状可与离合器从动鼓上的花键啮合。而动鼓又连接到将接收传动力的齿轮。奥迪的双离合器变速器在其湿式多片离合器中既有一个小的螺旋弹簧,又有一个大的膜片弹簧。

为了使离合器分开,活塞内部的液压会减少。这样就可以让活塞弹簧松弛下来,从而减少离合器总成和压板上的压力。

开发双离合器自动变速器技术的核心就在于双离合器模块、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器中的关键零部件,是这种先进的自动变速器的心脏和大脑。年世界首款双离合器自动变速器投放市场,使用的就是博格华纳公司生产的模块。双离合器自动变速器具有卓越的效率和舒适性,自从问世以来,已经取得了巨大的市场成功。目前双离合变速器的核心技术仅掌握在美国博格华纳(BorgWarner)和德国舍弗勒(Schaeffler)集团手中。

基于DCT技术的各公司不同的双离合变速器

年11月,博格华纳全面实施所宣布计划时,预计每年会面向万个双离合变速器提供其创新的DualTronic(R)技术。这一显著的增长受到该公司双离合变速技术首个上市所推动,该技术从世界各地的变速器和车辆制造商那赢得了业务,包括与大众、奥迪、布加迪(Bugatti)、上海汽车工业总公司和日产(Nissan)的项目以及格特拉克(Getrag)与5家全球汽车制造商的项目。

大众DSG(DirectShiftGearbox)

提到双离合变速器,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,DSG是当今车坛使用最为普遍的双离合变速器技术,也是最先适用于量产的变速器技术。大众汽车在年于德国沃尔夫斯堡首次向世界展示了这一技术创新。DSG变速器采用了双离合器和6个前进档的传统齿轮变速器作为动力的传送部件,主要与高扭矩的发动机配合使用。

高尔夫GTi

DSG的传动轴被分为两条,一条是放于内里实心的传动轴,而另一条则是外面空心的传动轴;内里实心的传动轴连接了1、3、5及后挡,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。从布局上看,这套变速器长度很短(相当于传统6速变速器的一半长度),所以可以用于前置前驱的车型上。

大众DSG变速器剖面图——1档齿合,2档预选

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。以搭载2.0T发动机的GolfGTI为例,带有DSG的车型0到公里加速只需6.9秒,这个成绩比手动档的车型更快,达到最高时速公里的同时也在同一水平。更加令人印象深刻的是,在性能提高的同时,配备DSG的车型百公里油耗只有8.0升,与手动档车型相当。

爱卡试驾速腾1.4TSI7速DSG版

要操控DSG,驾驶者可以利用排挡杆或驾驶盘上的换挡片进行序列式的手动换挡,换挡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的自动换挡模式,只要轻轻拨动驾驶盘上的换挡片,DSG立即切换至手动模式及进行换挡程序,没有传统自动变速器急加速时的滞后感。但由于没有液力便距器的缓冲,换档加速不如传统变速器柔和,因此适用于注重加速和操控的跑车,而不适用于注重舒适性的豪华房车。

奥迪STronic

S-Tronic技术被称为直接换档变速器,S-Tronic采用两套离合器串联工作。这种变速器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TT和A3配备了这项技术,可以使得奥迪TT在0.2秒内完成六个挡位之间的任意切换,且不会切断动力输出。

梦想照进现实爱卡试驾奥迪TT2.0TFSI

S-Tronic直接换档变速箱让你享受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,你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(PorscheDoppelkupplungsgetribe)

保时捷推出的双离合变速器产品叫做PDK,保时捷双离合(ProscheDoppelKupplungen)。事实上,保时捷在年便已经将PDK双离合器变速箱用于赛车上,并在年与年以赛车在赛道上获得了极大的成功。但是迫于双离合变速器成本问题和易损坏等缺点,渐渐被性能优异的Tiptronic手自一体变速器所代替。

款保时捷卡雷拉

而现在,迫于大众奥迪的压力,保时捷不得不重新推出这款产品。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MDKG(DoppelKupplingGetriebe,MDoubleClutchgearbox)

宝马MDKG七速自动变速器和大众最新的七速自动变速器最大的区别就是:宝马MDKG七速自动变速器采用湿式变速器而大众的七速自动变速器采用干式变速器,两者可以说是各有所长。

宝马M3Coupe

配备DKG变速器的宝马M3Coupe其从静止加速到km/h缩短到了4.6秒,相比手动变速器快了0.2秒,百公里油耗减少到11.9L。

DKG变速器拥有多达11种不同的控制模式,其中全自动模式有五种,手动换挡模式有六种,新款宝马M3Coupe的马力4.0LV8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Powershift

Powershift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)。

试驾沃尔沃S.0双离合器版

受益于两组湿式离合器的设计,Powershift变速箱可承受最高达牛米的扭力输出,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。

沃尔沃C30

三菱SST(SportShiftTransmission)

三菱的跑车向来是比较偏激的运动。对于双离合变速器这种高性能的设备,日本人自然不会轻易放过。年7月,三菱在东京也发布了自己研发的双离合变速器——SST(SportShiftTransmission)。

双离合器的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,从城镇到高速飚车。

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