雙離合器變速器簡介

1、雙離合器變速器的起源
雙離合器變速器( Dual － Clucl Transmission，簡稱DCT) ，現在人們也將它稱之為DSG( Direct ShiftGearbox 中文表面意思為“直接換擋變速器”) 。DSG的起源就如其他汽車高科技一樣，其設計都來自賽車運動，而其實際應用早在20 世紀80 年代初的保時捷Porsche 962C 和1985 年的奧迪Audi sport quattroS1 RC 賽車上，就使用的這種DSG，并為他們贏取多項*立下汗馬功勞，克萊斯勒在2000 年ESX3概念車上使用了DSG。雙重離合器的概念是非常先進，但作為新科技都存在著耐用性不佳的問題，耐用性的好壞同樣決定了其成本的多寡，于是，其經過了十余年的發展后，才真正被普通轎車所用。汽車自動變速器有多種不同的技術，其中的同時也是發展zui快的是雙離合器自動變速器。開發雙離合器自動變速器技術的核心就在于雙離合器模塊、扭振減震器模塊和控制模塊的技術。這些模塊是雙離合器自動變速器中的關鍵零部件，是這種先進的自動變速器的心臟和大腦。2003 年，世界雙離合器自動變速器投放市場，到目前為止，雙作用離合器變速器已經大批量在汽車上裝配，保時捷、沃爾沃、三菱、寶馬、大眾等。大眾汽車集團的工程師們創造性地將這幾種變速器概念結合形成一個全新的框架———DSG 雙離合自動變速器。大眾汽車集團這種*的DSG，集合了現有手動、自動、手自一體變速器的各項優點于一身，兼具燃油經濟性、乘坐舒適性和駕駛樂趣于一體，開創了全新變速箱技術的一個新時代。德國大眾自2003 年起量產，立刻受到市場的歡迎，到2010 年底，銷量突破200 萬輛。目前，國內一汽大眾邁騰已經裝配了DSG 變速箱，車型有2. 0TSI + DSG 版和1. 8TSI + DSG 版。在2010 年將推出1. 4TSi + DSG 的速騰，上海大眾推出DSG 版POLO，同時大連DSG 變速箱廠已經建成批量投產，在今后幾年大家可以看到各款DSG 變速箱陸續上市。
2、雙離合器變速器的優勢
DSG 變速器旨在滿足消費者對駕駛運動感和車輛節油的雙重要求，為那些酷愛手動變速器的駕駛者們提供了*選擇。DSG帶來低油耗的同時，車輛性能方面沒有任何損失，同樣具有出色的加速性和zui高時速，并且與傳統自動變速器一樣可以實現順暢換擋，不影響牽引力。配備了DSG 的發動機，由于快速的齒輪轉換能夠馬上產生牽引力和更大的靈活性，加速時間比手動變速器更加迅捷。以Golf GTI為例，帶有DSG的車型0 ～ 100km 加速只需6. 9s，這個成績比手動擋的車型更快，達到zui高時速235km。更加令人印象深刻的是，在性能提高的同
時，配備DSG 的車型百公里油耗只有8. 0 L，與手動擋車型相當。DSG 優點總結如下:
(1) 傳動過程中的能耗損失非常小，大大提高了車輛的燃油經濟性。
(2) 反應非常靈敏，具有很好的駕駛樂趣。
(3) 車輛在加速過程中不會有動力中斷的感覺，使車輛的加速更加強勁、圓滑。百公里加速時間比傳統手動變速器還短。
(4) 效率高，能跳過一個擋。
3、雙離合變速器結構和基本工作原理
雙離合變速器之所以能夠實現和節能，這有賴于其特殊的內部結構和工作原理。傳統的手動變速箱使用一臺離合器，換擋動作分為三個動作: 離合器分離———變速撥叉撥動同步器換擋( 前擋齒輪分離/新擋齒輪嚙合) ———離合器結合，這三個動作，是分先后進行的，駕駛員須踩下離合器腳踏，令不同擋的齒輪作出齒合動作，而動力就在換擋其間出現間斷，令輸出表現有所斷續。
傳統的自動變速箱沒有控制與發動機輸出軸通斷的離合器，而是靠液力變矩器配合行星齒輪組進行換擋。它與手動變速器除了在自動控制上的差異外，機械方面zui大的差異就是行星齒輪組的齒輪處于常嚙合狀態，通過給某些齒輪的離合－ 制動，產生不同的傳動比。
而雙離合變速器可以想象為將兩臺手動變速箱的功能合二為一，并建立在單一的系統內。它沒有液力變矩器也沒有行星齒輪組，由電子控制及液壓推動，能同時控制兩臺離合器的運作。當變速器運作時，一組齒輪被嚙合，而接近換擋時，電腦根據汽車速度和轉速對駕駛者的換擋意圖做出判斷，預見性地控制另一個離合器與另一個擋位的齒輪組相連，但僅處于準備狀態，尚未與發動機動力相連; 當換擋時，一臺離合器將使用中的齒輪分離，同時，另一臺離合器嚙合已被預選，在整個換擋期間能確保zui少有一組齒輪在輸出動力，從而不會出現動力中斷的狀況。它是通過將變速器擋位按奇數、偶數分開布置，分別與兩個離合器連接，通過切換兩個離合器的工作狀態，就可以完成換擋動作。
盡管雙離合器變速器與常規的中間軸換擋變速器的基本排列相似，但它們之間的根本區別是雙離合器變速器的主軸是分開的，即一根是實心軸，一根是套在實心軸外面的空心軸。實心軸和空心軸靠齒輪組連接在一起。在變速器輸入端的實心軸和空心軸都裝有離合器。因為在換擋時嵌入兩個擋位(即主動擋和預選的相鄰擋位) ，所以能在兩個擋位間迅速換擋，如同液力自動變速器那樣而沒有牽引力的中斷。
下面以邁騰轎車02E雙離合器自動變速器為例介紹其工作過程。

圖1 6 擋DSG 內部傳動結構
圖1 是一汽大眾公司邁騰轎車02E 6 擋DSG 的內部結構圖，其工作原理如圖2 所示。主要組成有K1、K2 兩個濕式離合器，以及按奇數、偶數擋位分別與兩個離合器布置相連的變速器齒輪組。

圖2 一汽大眾邁騰轎車02E6 擋DSG 工作原理圖
在圖2 中1、3、5 擋、R 擋位與離合器K1 連接在一起，2、4、6 擋位連接在離合器K2 上。
當車輛以某一個擋位運行時，下一個即將進入運行的擋位可以始終處于嚙合狀態; 當達到下一個擋位的換擋點時，只需要將正處于接合狀態的離合器分離，將處于分離狀態的離合器接合，也就是切換兩個離合器的工作狀態，就可以完成換擋動作。由圖3 DSG 的輸入輸出控制系統于在兩個離合器切換過程中只會使發動機動力傳遞出現一個短暫的減弱過程，而不需要*切斷動力傳遞，因此，DSG 實現的是動力換擋，其換擋過程與AT 的換擋過程基本類似。
DSG 的整個系統是由傳動系統、液壓控制系統、電控系統等組成。電控系統的功能與其他類型的電控自動變速器相類似。電控系統是整個換擋執行過程實現的關鍵，圖3 則是DSG 的控制系統的原理。

圖3 DSG 的輸入輸出控制系統
DSG 的傳動機構主要包括帶扭轉減震器的濕式離合器系統、按DSG 工作原理配置的變速器以及換擋系統和相應的控制系統。由于在DSG 中沒有使用液力變矩器等可以吸收系統振動的元件，所以需要采用扭轉減震器來吸收系統的扭轉振動。在DSG 系統中，可以采用普通的單級或者多級扭轉減震器，其安裝位置在發動機飛輪與DSG 動力輸入部件之間，因此需要將飛輪的轉動慣量與DSG 動力輸入件的慣量綜合匹配，并確定系統的扭轉剛度來設計扭轉減震器。但是，為了使整車實現更高的舒適性，可以將扭轉減震系統設計為帶有雙質量飛輪式的扭轉減震器，這樣可以非常有效地控制汽車動力傳動系的扭轉振動和噪聲，邁騰DSG 就是采用了這樣的設計。
一汽大眾邁騰DSG 的液壓控制系統主要負責接受電控系統的控制指令，對離合器和換擋機構進行操縱。液壓控制系統主要包括雙離合器控制部分、換擋機構控制部分和冷卻部分。
在DSG 中，既可以采用干式離合器，也可以采用濕式離合器。雙離合器控制部分是通過對離合器油缸充入和釋放液壓油來實現離合器的結合和分離的。離合器油缸通過直接使用電磁閥或采用電磁閥做先導閥進行動作控制，并且也可以使用線性電磁閥對離合器接合實現壓力控制，這對實現動力傳動系統的轉矩控制非常有利。
在DSG 中，必須實現換擋過程的自動化，這就需要增加自動換擋機構來完成換擋任務。大眾DSG 采用一個撥叉兩個油缸來控制。撥叉上裝有撥叉行程傳感器和擋位傳感器，這樣，電子控制系統就可以對撥叉位置進行控制，行程傳感器又可以把撥叉位置傳給控制系統，保證了換擋。
在DSG 中，對離合器進行滑差控制必然會產生滑磨熱量，使油溫升高。如果熱量不能及時排出去，將使離合器的性能和壽命受到影響，因此必須對其提供冷卻油路進行散熱。
4、雙離合器變速器的發展趨勢
和世界上任何事物一樣，DSG 也有不足之處: 首先，與傳統的自動變速箱相比，由于沒有液力扭矩，又沒有MT 的半聯動，對于小排量的發動機與DSG的組合，有時會出現低速扭矩不足的現象，表現為起步時輕微的抖動; 其次，由于DSG 是電腦控制的智能變速箱，它的升降擋需要通過電腦向發動機發送信號，并且要等發動機回復確認后才能完成升降擋。
多一個環節就多一個可能故障點，由于智能電子設備的使用增加了故障的機率?？偟膩碚f瑕不掩瑜，DSG 以其它變速器無法替代的優勢，迅速在汽車上得到了廣泛的應用。在倡導低碳的時代，DSG 代表著未來變速器的發展方向。DSG 技術定會伴隨著速度和夢想，邁向了一個全新的高度。