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关于双离合变速器那些你知道和不知道的
作者:亚美官网    发布日期:2020-06-02 07:27


  从最小时的乐高玩具、四驱车长大了到汽车、手表乃至一直被吐槽的挖掘机,机械总是伴随着一个男生的成长。从爆缸5,6次,被改装车而耽误的相声表演艺术家溜溜哥到制表、玩表把脸部灵敏度调整到最低的大能哥,这些IP爆火的背后是我们对于机械,对于这些冰冷但是却充满吸引力“物件”的无比渴望。

  无论是男孩还是长大成男人,对于机械的理解和渴望也从来没有一天会消散过。汽车一直以来作为机械、科技的完美结合体承载了我们对于机械的遐想。随着科技的不断发展,我们认知的不断增长,从仅仅只是一个交通工具到伴随着我们成长的朋友,汽车对于我们来说已经不再是一个陌生的机器,而是一个我们能够懂得,能够理解的伙伴。

  然而如果要我来选一个汽车上最有吸引力的零部件,不是发动机,不是底盘,而是变速器。相比能够输出澎湃动力的发动机,能够给你直接感受的底盘,变速箱其实并不起眼,但是如果没有一个强大的变速箱,发动机和底盘也无法发挥出其应有的价值。就像是一个成功男人背后的女人,一直辅佐其左右。

  变速器按照操控方式可分为手动变速器和自动变速器,手动变速器是由驾驶员手动操纵变速杆进行换挡的变速器,而自动变速器是由车辆的自动控制系统根据车辆的负荷和速度自动进行换挡的变速器。自动变速器又分为机械式自动变速器、双离合自动变速器、液力自动变速器和无级变速器。其中,双离合变速器有着良好的动力性、燃油经济性和乘坐舒适性等优点,且整体处于发展阶段,是适合重点研发的自动变速器。

  DCT双离合变速箱,英文全称是Dual Clutch Transmission,它是基于平行轴式手动变速箱的动力传递原理创新开发而来。创新性的将变速箱的奇数挡和偶数挡分别布置在与两个离合器所联接的两根输入轴上。挡位切换是通过精确控制两个离合器的分离与结合,进而完成扭矩传递路径的切换来实现的。

  与 AT、CVT、AMT 相比, DCT具有燃油经济性好, 驾驶乐趣;,紧凑的设计与安装空间小,重量轻,扭矩传递能力大,起步性能和换档品质好等特点,更适合搭载在乘用车之上。

  1939 年,Kegresse Adolphe 申请了世界上第一个双离合变速器的专利 DE894204C,将手动变速器分为两部分,一部分传递奇数挡,另一部分传递偶数挡,动力传递通过两个离合器连

  接两根输入轴,相邻挡位的从动齿轮交替与两输入轴的主动齿轮啮合,从而实现动力的不间断输出。这一变速箱样机曾搭载在卡车上进行过相关试验,但当时由于计算机控制技术不成熟,最终没有实现量产。

  基于同样的原因,此后几十年各公司 研发的双离合变速器也未投入量产。直到十九世纪八十年代,计算机控制技术成熟之后,双离合变速器才线年,计算机技术已然突飞猛进,所以当解决了计算机控制技术之后,双离合变速器技术也迎来了新的春天。在公开号为 DE3343827A1 的专利申请公开了双离合变速器的结构及控制系统,包括连接发动机轴的液压驱动的双离合器,其中一个离合器连接的内轴输出一、三、五挡和倒挡,另一个离合器连接的嵌套在内轴上的外轴输出二、四挡,两个离合器分别由两个液压缸驱动,控制设备包括电液压力调节先导阀、液压调节阀、换挡油阀等,其利用电液控制系统代替人工对离合器踏板进行操作,实现了双离合变速器的精确控制。

  而就在同一年,保时捷956成为了第一个搭载双离合变速器的市售车型。在那年保时捷956横扫勒芒拿下第一到第八的整整前八位,那年双离合变速器全面展现出了强大实力。之后两年,保时捷于1984年开始研发同样搭载双离合变速器的962,并且很快成为了世界各地耐力赛上的中坚力量,也开创了保时捷在Hyper Car时代。从此双离合变速器成为了赛车的香饽饽,也成为了性能的象征。

  1985年,奥迪将双离合器技术应用于赛车上,被命名为“Audi Sport Quattro S1赛车配合双离合器技术”。得益于双离合器的快速换挡,当时奥迪赛车获得多项赛事的胜利。同年,保时捷公司也将民用版的双离合器(Porsche Doppel Kupplungen,简称PDK)技术应用在跑车上。

  但是双离合的发展并没有结束,在1987年,公开号为 DE19631983C1 的专利申请公开了双离合变速器齿轮的接合方法进一步提升了双离合变速器的性能。其结构为两个齿轮输入轴和一个齿轮输出轴,每个输入轴通过一个摩擦式离合器与发动机连接。

  在应用的过程中,其中一个离合器输出发动机的扭矩,同时另一个离合器分离但其输出轴的同步器处于结合状态,因此,两个离合器能够交替输出动力,这为后续的双离合变速器的发展垫定了基础。

  在此之后,双离合变速器开始真正进入到了消费者的眼中。到了20世纪90年代末期,大众和博格华纳合作开发并生产第一个适用于批量生产的DualTronic(R)双离合变速箱。博格华纳通过使用新的电子液压元件使DCT实现产业化,到2007年底,匹配DCT的轿车在全球范围已经超过100万辆。DCT变速箱得到广泛应用。

  目前,众多豪华品牌的高端车型都采用了双离合变速箱。如宝马M的DCT是宝马与格特拉克共同研发,奔驰AMG的DCT采用的也是格特拉克的产品;还有如三菱的TC-SST双离合、PSA的双离合、雷诺梅甘娜的双离合,供应商也是格特拉克。而日产GTR的6速双离合则由日产与博格华纳共同研发。

  在2004 年双离合变速器第一次遇到了新能源,当传统机械遇到面向未来的电,双离合变速器也迎来了自己第二春。在公开号为 USA 的专利申请公开了用于混合动力汽车的双离合变速器,将发动机作为第一动力源,将电动机作为第二动力源,双离合变速器均与发动机连接,其中一个离合器的输出轴与电动机连接,这样可以在车辆加速过程中由电动机提供附加的转矩来减小发动机的负荷,同时减小发动机的尺寸从而改善燃油经济性。

  这些专利申请从不同角度对双离合变速器进行了改进,体现了双离合变速器的技术发展路线和未来研究方向。

  目前全球的双离合变速器的重要申请人大部分为国外企业,其中德国采埃孚公司和舍弗勒公司在汽车动力传动系统方面均拥有雄厚的技术基础和很强的研发能力,是汽车制造商的变速器主要供应商,同样来自德国的大众公司在汽车整车研发和制造方面具备先进水平,同时可以看出德国企业对双离合变速器的研发具有世界领先水平。

  2000年的时候,大众与美国的动力总成技术巨头——博格华纳合作在2002年的时候,双离合被应用于高尔夫R32和奥迪TTV6上;2004年的时候,双离合在途安上首次与TDI柴油发动机匹配,标志着双离合变速器开始全面使用于家用车。

  然而对于中国汽车工业来说,变速器技术升级需要技术的积淀作为支撑,由于 AT 和 CVT 的工艺成本投入较大,相对而言 DCT 来说是中国汽制造业最好的选择。虽然中国双离合变速器的研发起步较晚,但由于研发投入大,不断从海外吸取大量人才,经过十几年的努力,积累了一定的技术,取得了较为丰硕的成果。中国自主品牌的DCT变速器已经进入到了一个百花齐放的新境界。

  根据IHS Markit预测,合资品牌的紧凑型、小型车中,2017年DCT变速箱在自动变速箱车型中所占比例大概为33%,到2025年,这一比例将逐步提升到55%左右。而对于国内自主品牌车企来说,2017年DCT在自动挡车型中所占比例大概为40%,而到了2025年则将会提高到70%左右。

  目前国内多家整车厂已经拥有DCT技术的自主知识产权,而且还在不断地持续研发、优化。坚定走自主研发的道路,打破了外企技术壁垒的中国汽车制造业也正伴随着DCT的发展而进入到了一个全新的局面。

  双离合变速器的发展就是一个缩影,一个历史、科技、人类探索发展的纪录片。而随着以后电控、模具技术的进一步发展,双离合变速器也将迎来更全面的提升,而到时我们也将面对一个全新的未来。

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