双离合器变速箱如何工作

作者:William Harris |

大多数人都知道汽车有两种基本的变速器类型:手册它要求司机通过踩下离合器踏板和使用变速杆来换挡自动装置,它为司机提供所有的轮班工作离合器,一个变矩器还有一组行星齿轮。但也有介于两者之间的东西,提供了最好的两个世界——双离合变速器,又称半自动变速器、“无离合”手动变速器和自动手动变速器。

在赛车界,半自动变速箱等顺序手动变速箱(或称SMG),多年来一直是主流。但在量产汽车领域,这是一项相对较新的技术——由一种非常特殊的设计定义,即双离合器或直接换档变速箱。

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本文将探讨双离合变速器如何工作,它与其他类型的变速器相比如何,以及为什么有人预测它是未来的变速器。

实践或不干涉

双离合器变速箱提供功能的两个手动变速箱在一个。要理解这意味着什么,这是有帮助的回顾如何一个传统的手动变速箱工作。在标准的手动换档汽车中,当司机想要换档时,他首先要踩下离合器踏板。这操作了一个离合器,它断开了发动机与变速箱的连接,并中断了向变速器的动力流动。然后驾驶员使用变速杆来选择一个新的齿轮,这个过程包括将一个齿环从一个齿轮移动到另一个大小不同的齿轮。设备叫做某个齿轮啮合前要配好,以免磨坏。一旦新齿轮啮合,驾驶员松开离合器踏板,将发动机与变速箱重新连接,并将动力传递给车轮。

因此,在传统的手动变速器中,发动机和车轮之间没有连续的动力流动。相反,电力输送从在换档期间,会造成“换档冲击”或“扭矩中断”的现象。对于一个不熟练的司机来说,这可能会导致乘客在换挡时被向前或向后甩动。

相比之下,双离合器变速箱使用两个离合器,但没有离合器踏板。精密的电子设备和液压系统控制着离合器,就像标准的自动变速器一样。然而在DCT中,离合器是独立运行的。一个离合器控制奇数档(第一、第三、第五和倒档),另一个离合器控制偶数档(第二、第四和第六档)。使用这种安排,齿轮可以在不中断从发动机到变速器的动力流的情况下改变。按顺序,它是这样工作的:

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双离合变速器轴

DCT的核心是两部分传动轴。与传统的手动变速箱不同,它将所有的齿轮放在一个输入轴上,DCT将奇数和偶数的齿轮分开放在两个输入轴上。这怎么可能?外轴被掏空,为嵌套在里面的内轴腾出空间。外空心轴送第二和第四齿轮,而内轴送第一,第三和第五齿轮。

下图显示了典型的五速DCT的这种安排。请注意,一个离合器控制第二和第四档,而另一个独立离合器控制第一、第三和第五档。这是一个诀窍,可以让闪电般的齿轮变化,并保持电力传输恒定。一个标准的手动变速器不能做到这一点,因为它必须使用一个离合器的所有奇数或偶数齿轮。

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多片离合器

因为双离合变速器类似于自动变速器,你可能会认为它需要一个变矩器这是一个自动将发动机扭矩从发动机传递到变速器的过程。然而,dct不需要扭矩变换器。相反,目前市场上的dct使用湿式多片离合器。湿式离合器是指将离合器部件浸泡在润滑液中,以减少摩擦并限制热量的产生。一些制造商正在开发使用干式离合器的dct,就像那些通常与手动变速器相关的离合器一样,但目前所有配备dct的生产车辆都使用湿式离合器。许多摩托车都有单片多片离合器。

与转矩变换器一样,湿式多片离合器利用液压驱动齿轮。液体在离合器活塞内部工作,如图所示。当离合器接合时,活塞内部的液压使一组螺旋弹簧部件受力,推动一系列堆叠的离合器片和摩擦片对一个固定的压力板。摩擦盘有内齿,大小和形状与之啮合样条函数在离合器鼓上。接着,滚筒与齿轮组连接,齿轮组将接受传递力。奥迪的双离合变速器在湿式多片离合离合器中既有一个小的线圈弹簧,也有一个大的膜片弹簧。

要松开离合器,活塞内部的流体压力就会降低。这使得活塞弹簧放松,从而减轻离合器包和压力板上的压力。

我们将看看利弊双离合器变速器下。

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双离合器变速器的利弊

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奥迪TT跑车,几个奥迪车型可用的双换挡变速器之一
照片礼貌奥迪新闻数据库

希望大家能弄清楚为什么DCT被归类为自动手动变速器。原则上,DCT的行为就像一个标准的手动变速器:它有输入和辅助轴,以容纳齿轮、同步器和离合器。但它没有离合器踏板,因为电脑、螺线管和液压系统会做实际的换挡。即使没有离合器踏板,驾驶员仍然可以通过踏板、按钮或换挡来“告诉”电脑何时采取行动。

因此,驾驶员体验只是DCT的众多优点之一。由于升挡只需8毫秒,许多人认为DCT提供了市场上任何车辆中最动态的加速。它当然提供平稳的加速,消除了换挡时的震动,手动变速箱,甚至一些自动变速器。最重要的是,它给司机提供了选择是喜欢控制变速还是让电脑做所有工作的奢侈。

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也许DCT最引人注目的优点是提高了燃料经济性。因为从发动机到变速器的动力流动不会中断,燃油效率大大提高。一些专家表示,与传统的五速自动变速器相比,六速DCT的相对燃油效率最高可提高10%。

许多汽车制造商对DCT技术感兴趣。然而,一些汽车制造商对为适应新型变速器而修改生产线的额外成本持谨慎态度。这可能会在一开始推高配备dct的汽车的成本,这可能会打击注重成本的消费者。

此外,制造商已经在替代传输技术上投入巨资。其中最值得注意的是无级变速传动,或罹患。无级变速器是一种自动变速器,使用移动滑轮系统和皮带或链条在大范围内无限调整齿轮传动比。cvt还可以减少换挡冲击和提高燃料效率显著。但是cvt不能满足高性能汽车的高扭矩要求。

dct没有这样的问题,是高性能车辆的理想选择。在因性能和燃油效率而受到青睐的手动变速箱的欧洲,有人预测dct将占据25%的市场份额。到2012年,西欧生产的汽车中只有1%将配备无级变速器。

接下来,我们将回顾DCT的历史,看看未来会发生什么。

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双离合器变速箱:过去,现在和未来

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保时捷962
照片礼貌保时捷汽车北美

发明双离合器变速箱的人是汽车工程的先驱。Adolphe Kégresse以开发半履带而闻名,这是一种配备无限橡胶履带的车辆,可以在各种地形上越野行驶。1939年,Kégresse提出了双离合器变速箱的想法,他希望将其用于传奇性的Citroën“牵引”车辆。不幸的是,不利的商业环境阻碍了进一步的发展。

奥迪(Audi)和保时捷(Porsche)都开始采用双离合概念,尽管它最初的用途仅限于赛车。956和962C赛车包括保时捷双重Klutch,或者此后。1986年,一辆保时捷962赢得了蒙扎1000公里世界运动原型锦标赛(Monza 1000公里World Sports Prototype Championship),这是首款配备PDK半自动拨片变速器的汽车。1985年,搭载双离合变速器的quattro S1拉力赛车在攀登4300米高的派克峰(Pikes Peak)的比赛中夺冠,创造了历史。

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然而,双离合变速器的商业化直到最近才变得可行。大众一直是双离合变速器的先驱,授权博格华纳的DualTronic技术。配备dts的欧洲汽车包括大众甲壳虫、高尔夫、途安、捷达以及奥迪TT和A3;斯柯达欧雅;还有Seat Altea, Toledo和Leon。

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大众捷达2.0
照片礼貌VM媒体室

福特是第二家致力于双离合变速器的主要制造商,由欧洲的福特和其50/50的合资变速器制造商getraga -Ford制造。它在2005年法兰克福国际汽车展上展示了Powershift系统,一种六速双离合变速器。然而,使用第一代Powershift的生产车辆大约需要两年的时间。

关于双离合器变速器和相关主题的更多信息,请查看下一页的链接。

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最初发表:2006年4月6日

双离合器常见问题解答

双离合器变速器是如何工作的?
双离合器变速箱有两个离合器:一个处理奇数齿轮,一个处理偶数齿轮。两个离合器独立操作,不需要离合器踏板。
双离合器变速器的优点是什么?
双离合器变速箱提供了更好的驾驶体验,因为换挡需要几毫秒的时间,而且更无缝。加速也更平滑、更简单。燃油经济性可以提高与双离合器传动。
双离合器比自动离合器好吗?
与传统的自动变速器相比,双离合器变速器有一些优势。最值得注意的是,与自动变速器相比,您将获得更好的燃油经济性。
双离合器是自动变速器还是手动变速器?
双离合变速器基本上是由电脑控制的手动变速器。然而,它没有踏板,司机几乎不需要做什么工作,从技术上讲,它是一种自动变速器。
你能像自动离合器那样开双离合器车吗?
你不能像开自动离合器那样开双离合器车。换档可能是由电脑控制的,而且速度很快,但为了保持变速器正常工作,你仍然需要自己控制换挡。

更多的信息

相关文章

更大的链接

  • 亚当斯,埃里克等。《大众科学汽车买家指南:管理动力-传动》,《大众科学》,2005年7月。
  • Amoroso,弗兰克。“2004奥迪TT 3.2:光滑?”有DSG吗?”AudiWorld, 2004年1月17日。http://www.audiworld.com/features/tests/2004tt32.shtml
  • 奥迪世界网站http://www.audi.com/audi/com/en1/new_cars/technology/ drive__suspension /dsg/ techny_and_details .html
  • “DSG和CVT:哪个会获胜?”2005年7月5日。http://www.cartoday.com/content/news/singlepage.asp?in=7312
  • 2005年12月2日,“欧洲人对双离合器技术的兴趣上升了一个档位。”http://www.just-auto.com/features_detail.asp?art=1171
  • Erjavec,杰克。《汽车技术:系统方法》。纽约:Thomson Delmar Learning. 2005。
  • Kluger, Michael和Bapiraju Surampudi。“离合器平稳。”西南研究院,2004年夏季。http://www.swri.edu/3pubs/ttoday/Summer04/Clutch.htm
  • 托马斯,迈克。“欧洲的福特将双离合变速箱调到高挡。”福特新闻编辑室,2006年2月13日。http://media.ford.com/newsroom/feature_display.cfm?release=22361
  • “双离合器变速箱”,AutoZine技术学校,2003。http://www.autozine.org/technical_school/gearbox/tech_gear_manual.htm
  • com的法案。2000年12月1日,WardsAuto.com,“教授旧的变性人新技巧:博格华纳为手动变速器注入了下一代生命。”http://wardsautoworld.com/ar/auto_tech_trends_4/index.html
  • “运动式直接换档变速箱。”AudiWorld, 2003年8月27日。http://www.audiworld.com/news/03/082703/content.shtml

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