双离合器变速器简介

1、双离合器变速器的起源
双离合器变速器( Dual － Clucl Transmission，简称DCT) ，现在人们也将它称之为DSG( Direct ShiftGearbox 中文表面意思为“直接换挡变速器”) 。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20 世纪80 年代初的保时捷Porsche 962C 和1985 年的奥迪Audi sport quattroS1 RC 赛车上，就使用的这种DSG，并为他们赢取多项*立下汗马功劳，克莱斯勒在2000 年ESX3概念车上使用了DSG。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，耐用性的好坏同样决定了其成本的多寡，于是，其经过了十余年的发展后，才真正被普通轿车所用。汽车自动变速器有多种不同的技术，其中的同时也是发展zui快的是双离合器自动变速器。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。2003 年，世界双离合器自动变速器投放市场，到目前为止，双作用离合器变速器已经大批量在汽车上装配，保时捷、沃尔沃、三菱、宝马、大众等。大众汽车集团的工程师们创造性地将这几种变速器概念结合形成一个全新的框架———DSG 双离合自动变速器。大众汽车集团这种*的DSG，集合了现有手动、自动、手自一体变速器的各项优点于一身，兼具燃油经济性、乘坐舒适性和驾驶乐趣于一体，开创了全新变速箱技术的一个新时代。德国大众自2003 年起量产，立刻受到市场的欢迎，到2010 年底，销量突破200 万辆。目前，国内一汽大众迈腾已经装配了DSG 变速箱，车型有2. 0TSI + DSG 版和1. 8TSI + DSG 版。在2010 年将推出1. 4TSi + DSG 的速腾，上海大众推出DSG 版POLO，同时大连DSG 变速箱厂已经建成批量投产，在今后几年大家可以看到各款DSG 变速箱陆续上市。
2、双离合器变速器的优势
DSG 变速器旨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器的驾驶者们提供了*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zui高时速，并且与传统自动变速器一样可以实现顺畅换挡，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。以Golf GTI为例，带有DSG的车型0 ～ 100km 加速只需6. 9s，这个成绩比手动挡的车型更快，达到zui高时速235km。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 L，与手动挡车型相当。DSG 优点总结如下:
(1) 传动过程中的能耗损失非常小，大大提高了车辆的燃油经济性。
(2) 反应非常灵敏，具有很好的驾驶乐趣。
(3) 车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉，使车辆的加速更加强劲、圆滑。百公里加速时间比传统手动变速器还短。
(4) 效率高，能跳过一个挡。
3、双离合变速器结构和基本工作原理
双离合变速器之所以能够实现和节能，这有赖于其特殊的内部结构和工作原理。传统的手动变速箱使用一台离合器，换挡动作分为三个动作: 离合器分离———变速拨叉拨动同步器换挡( 前挡齿轮分离/新挡齿轮啮合) ———离合器结合，这三个动作，是分先后进行的，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。
传统的自动变速箱没有控制与发动机输出轴通断的离合器，而是靠液力变矩器配合行星齿轮组进行换挡。它与手动变速器除了在自动控制上的差异外，机械方面zui大的差异就是行星齿轮组的齿轮处于常啮合状态，通过给某些齿轮的离合－ 制动，产生不同的传动比。
而双离合变速器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。它没有液力变矩器也没有行星齿轮组，由电子控制及液压推动，能同时控制两台离合器的运作。当变速器运作时，一组齿轮被啮合，而接近换挡时，电脑根据汽车速度和转速对驾驶者的换挡意图做出判断，预见性地控制另一个离合器与另一个挡位的齿轮组相连，但仅处于准备状态，尚未与发动机动力相连; 当换挡时，一台离合器将使用中的齿轮分离，同时，另一台离合器啮合已被预选，在整个换挡期间能确保zui少有一组齿轮在输出动力，从而不会出现动力中断的状况。它是通过将变速器挡位按奇数、偶数分开布置，分别与两个离合器连接，通过切换两个离合器的工作状态，就可以完成换挡动作。
尽管双离合器变速器与常规的中间轴换挡变速器的基本排列相似，但它们之间的根本区别是双离合器变速器的主轴是分开的，即一根是实心轴，一根是套在实心轴外面的空心轴。实心轴和空心轴靠齿轮组连接在一起。在变速器输入端的实心轴和空心轴都装有离合器。因为在换挡时嵌入两个挡位(即主动挡和预选的相邻挡位) ，所以能在两个挡位间迅速换挡，如同液力自动变速器那样而没有牵引力的中断。
下面以迈腾轿车02E双离合器自动变速器为例介绍其工作过程。

图1 6 挡DSG 内部传动结构
图1 是一汽大众公司迈腾轿车02E 6 挡DSG 的内部结构图，其工作原理如图2 所示。主要组成有K1、K2 两个湿式离合器，以及按奇数、偶数挡位分别与两个离合器布置相连的变速器齿轮组。

图2 一汽大众迈腾轿车02E6 挡DSG 工作原理图
在图2 中1、3、5 挡、R 挡位与离合器K1 连接在一起，2、4、6 挡位连接在离合器K2 上。
当车辆以某一个挡位运行时，下一个即将进入运行的挡位可以始终处于啮合状态; 当达到下一个挡位的换挡点时，只需要将正处于接合状态的离合器分离，将处于分离状态的离合器接合，也就是切换两个离合器的工作状态，就可以完成换挡动作。由图3 DSG 的输入输出控制系统于在两个离合器切换过程中只会使发动机动力传递出现一个短暂的减弱过程，而不需要*切断动力传递，因此，DSG 实现的是动力换挡，其换挡过程与AT 的换挡过程基本类似。
DSG 的整个系统是由传动系统、液压控制系统、电控系统等组成。电控系统的功能与其他类型的电控自动变速器相类似。电控系统是整个换挡执行过程实现的关键，图3 则是DSG 的控制系统的原理。

图3 DSG 的输入输出控制系统
DSG 的传动机构主要包括带扭转减震器的湿式离合器系统、按DSG 工作原理配置的变速器以及换挡系统和相应的控制系统。由于在DSG 中没有使用液力变矩器等可以吸收系统振动的元件，所以需要采用扭转减震器来吸收系统的扭转振动。在DSG 系统中，可以采用普通的单级或者多级扭转减震器，其安装位置在发动机飞轮与DSG 动力输入部件之间，因此需要将飞轮的转动惯量与DSG 动力输入件的惯量综合匹配，并确定系统的扭转刚度来设计扭转减震器。但是，为了使整车实现更高的舒适性，可以将扭转减震系统设计为带有双质量飞轮式的扭转减震器，这样可以非常有效地控制汽车动力传动系的扭转振动和噪声，迈腾DSG 就是采用了这样的设计。
一汽大众迈腾DSG 的液压控制系统主要负责接受电控系统的控制指令，对离合器和换挡机构进行操纵。液压控制系统主要包括双离合器控制部分、换挡机构控制部分和冷却部分。
在DSG 中，既可以采用干式离合器，也可以采用湿式离合器。双离合器控制部分是通过对离合器油缸充入和释放液压油来实现离合器的结合和分离的。离合器油缸通过直接使用电磁阀或采用电磁阀做先导阀进行动作控制，并且也可以使用线性电磁阀对离合器接合实现压力控制，这对实现动力传动系统的转矩控制非常有利。
在DSG 中，必须实现换挡过程的自动化，这就需要增加自动换挡机构来完成换挡任务。大众DSG 采用一个拨叉两个油缸来控制。拨叉上装有拨叉行程传感器和挡位传感器，这样，电子控制系统就可以对拨叉位置进行控制，行程传感器又可以把拨叉位置传给控制系统，保证了换挡。
在DSG 中，对离合器进行滑差控制必然会产生滑磨热量，使油温升高。如果热量不能及时排出去，将使离合器的性能和寿命受到影响，因此必须对其提供冷却油路进行散热。
4、双离合器变速器的发展趋势
和世界上任何事物一样，DSG 也有不足之处: 首先，与传统的自动变速箱相比，由于没有液力扭矩，又没有MT 的半联动，对于小排量的发动机与DSG的组合，有时会出现低速扭矩不足的现象，表现为起步时轻微的抖动; 其次，由于DSG 是电脑控制的智能变速箱，它的升降挡需要通过电脑向发动机发送信号，并且要等发动机回复确认后才能完成升降挡。
多一个环节就多一个可能故障点，由于智能电子设备的使用增加了故障的机率。总的来说瑕不掩瑜，DSG 以其它变速器无法替代的优势，迅速在汽车上得到了广泛的应用。在倡导低碳的时代，DSG 代表着未来变速器的发展方向。DSG 技术定会伴随着速度和梦想，迈向了一个全新的高度。