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DSG双离合自动变速箱产品及发展历史

发布时间:2010年11月01日 15:30 | 进入汽车论坛 | 来源:汽车之家

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  要知道什么是双离合变速器,首先我们先要了解一下它的背景:汽车自动变速器有多种不同的技术,其中最新的同时也是发展最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。

  双离合变速器的优势

  1.传动过程中的能耗损失非常有限,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。

  双离合变速器结构和工作原理

  双离合变速器之所以能够实现高效和节能,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档(前档齿轮分离/新档齿轮胶合)--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档。它与手动变速器除了在自动控制上的差异,机械方面最大的差异就是行星齿轮组的齿轮处于常胶合状态,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档意图做出判断,预见性地控制另一个离合器与另一个档位的齿轮组相连,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最少有一组齿轮在输出动力,从而不会出现动力中断的状况。

基于DCT技术的各公司不同的双离合变速器

  2007年11月,博格华纳全面实施所宣布计划时,预计每年会面向230万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(Direct Shift Gearbox)

  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2002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Golf GTI为例,带有DSG的车型0到100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235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。

  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,只要轻拍驾驶盘上的换挡片,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S Tronic

  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。

  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 (Porsche Doppelkupplungsgetribe)

  保时捷推出的双离合变速器产品叫做PDK,保时捷双离合(Prosche Doppel Kupplungen)。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。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。

  2009款保时捷911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M DKG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M DKG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。

  配备DKG变速器的宝马M3 Coupe其从静止加速到100 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M3 Coupe的420马力4.0L V8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) 。

  受益于两组湿式离合器的设计,Powershift变速箱可承受最高达450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。

  三菱SST(Sport Shift Transmission)

  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。2007年7月,三菱在东京也发布了自己研发的双离合变速器——SST(Sport Shift Transmission)。

  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。

  去年6月,搭载这一变速箱的第十代EVO已经引入国内,售价高达48.8万元。

  结语

  双离合变速器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最佳选择。现在我只希望它在国产后的价格能更加亲民,让更多车主的驾驶激情从此不再间断。

  附:双离合变速器的诞生及重大历史事件

  1940年,Darmstadt大学教授Rudolph Franke第一个申请了双离合器变速器专利,该变速器曾经在卡车上试验过,但是没有投入批量生产。随后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器(PDK Porsche Doppel Kupplungen)。然而,在那个时代,未能成功将DCT/PDK技术投入批量生产。

  1985年,奥迪将双离合器技术应用于赛车场上,当时被命名为“Audi Sport quattroS1赛车配合双离合器技术”。双离合器技术使奥迪赛车驰骋于当时的各大越野赛场,获得多项赛事的胜利。

  到了20世纪90年代末期,大众公司和博格华纳携手合作生产第一个适用于大批量生产和应用于主流车型的DualTronic(R) 技术双离合变速器。

  博格华纳公司通过使用新的电子液压元件使DCT变成了实用性很强的变速器。2002年,DCT应用在德国大众高尔夫R32和奥迪TTV6上。2003年,其相继推广到高尔夫等其他车型上。 

  2004年,DCT在德国大众途安(Touran)车型上首次与TDI柴油发动机匹配。