双聚散器式自愿变速箱(Dual Clutch Transmission,简称DCT)是基于平行轴式手动变速箱的动力传达道理更始开辟而来。更始性的将变速箱的奇数挡和偶数挡分辩安插
双聚散器式自愿变速箱(Dual Clutch Transmission,简称DCT)是基于平行轴式手动变速箱的动力传达道理更始开辟而来。更始性的将变速箱的奇数挡和偶数挡分辩安插正在与两个聚散器所联接的两根输入轴上。挡位切换是通过无误把握两个聚散器的涣散与勾结,进罢了毕扭矩传达旅途的切换来达成的。得益于高效的齿轮传动和奇异的换挡道理,DCT变速箱具有传动效果高、换挡动力不断、换挡舒畅性好、临盆本钱低等益处。十分适合我国以手动变速箱临盆办法为主的根基国情。DCT变速箱自问世今后,源委不竭刷新升级以及干系技艺提高,产物机能取得了一共晋升。于是,越来越众的车企进入到DCT的开辟当中并连绵有新产物问世。遵循干系机构预测,DCT变速箱的墟市份额正在来日5到8年内会取得进一步降低。独特是正在自立品牌墟市中,DCT使用会加倍寻常,墟市据有率将会进一步降低。
图1所示为一个模范的6速、双中心轴的DCT组织道理示妄思。为了达成动力换挡,将奇数挡(1、3、5挡与倒挡)与聚散器C1相连。偶数挡(2、4和6挡)与聚散器C2相连。C2的输出轴为一个实心轴,C1的输出轴为套正在C2实心输出轴外的一个空心轴。从组织上看DCT由2个相互独立的齿轮传动装备构成,每个传动装备的效用和手动变速箱无别,且均装备一个聚散器。寻常行驶进程中永远有一套传动齿轮用于传达动力,而其它一套传动齿轮则遵循换挡顺序预先挂入下一个即将事情的挡位。
以1挡升2挡为例对DCT换挡进程举办明白。其它挡位的切换进程与此好似。当车辆运转于1挡时,聚散器C1处于勾结状况,传达启发机转矩。聚散器C2处于涣散状况而不传达转矩。当车辆渐渐加快至2挡换挡点前的某一速率时,用于把握2、4挡的同步器SYN42行动,预先挂上2挡。由于此时聚散器C2尚处于涣散状况而不传达转矩,于是车辆仍以1挡行驶。当车辆速率抵达换挡点速率时,聚散器C1渐渐涣散,C2渐渐勾结,最终已毕换挡进程。由于同步器挂挡行动产生正在换挡操作之前已毕,于是同步器的行动关于换挡品德险些没有任何影响。
(1)液力变矩器式自愿变速箱(AT)。AT变速箱受限于全体效果较低的出处,整车燃油经济性相对较差,不过换挡舒畅性和牢靠性较佳。从早期的4速AT渐渐发扬到6速,以至8速和9速,肯定水准上降低了整车燃油经济性并进一步降低了换挡舒畅性。
(2)无级自愿变速箱(CVT)。CVT通过钢带或钢链可能达成速比的不断切换,撤消了有级式自愿变速箱换挡进程带来的换挡袭击,从而带来极佳的换挡舒畅性。与此同时,通过速比不断变换可能确保启发机事情正在高效区间,更好的平均了整车燃油经济性。
(3)呆板式自愿变速箱(AMT)。基于古板手动变速箱加装自愿换挡机构和自愿聚散器专揽机构达成自愿换挡效用,消浸了驾驶员的劳动强度,且坚持了和MT雷同的燃油经济性。不过换挡舒畅性较差。
(4)双聚散器式自愿变速箱(DCT)。DCT可能看作是2个AMT协同事情,于是,保存了AMT益处的同时,也极大的降低了换挡舒畅性。DCT变速箱遵从聚散器品种分别,可能分为两大类:干式DCT和湿式DCT。干式DCT效果较高,湿式DCT则加倍宁静牢靠。
基于对分别自愿变速箱的道理明白以及实质整车测评,正在换挡舒畅度和燃油经济性方面,种种变速箱阐扬如图2所示。
(1)观点安排阶段。1940年,Darmstadt大学老师Rudolph Franke第一个申请了双聚散器变速箱专利。曾基于卡车搭载该变速箱样机举办过干系试验,不过最终没有达成量产。
(2)少量使用阶段。1985年,奥迪将双聚散器技艺使用于赛车上,当时被定名为“Audi Sport Quattro S1赛车配合双聚散器技艺”。得益于双聚散器的急速换挡,使适当时奥迪赛车取得众项赛事的获胜。同年,保时捷公司也将双聚散器(Porsche Doppel Kupplungen,简称PDK)技艺使用正在跑车上。
(3)寻常使用阶段。到了20世纪90年代末期,公众和博格华纳协作开辟并临盆第一个实用于批量临盆的DualTronic(R) 双聚散变速箱。博格华纳通过应用新的电子液压元件使DCT得以达成资产化。2002年,DCT使用正在公众高尔夫R32和奥迪TT V6上。2003年先导,DCT变速箱接踵被施行到高尔夫等其他车型上。2007岁尾,结婚DCT的轿车正在环球周围曾经横跨100万辆。DCT变速箱取得寻常使用。
自从2002年今后,DCT变速箱正在乘用车上取得了火速施行。寻常使用阶段也体验过三次大的技艺变革。
第一代,合键代表产物是公众公司的DQ250和德国格特拉克公司的DCT450等产物,分辩使用正在公众高尔夫和福特蒙迪欧等车型上。这一代DCT变速箱的明显瑕玷即是变速箱全体效果较低,搅油耗费较高。同时,不行按需把握的呆板泵也加大了启发机的负载,影响了整车的燃油经济性。
上述两项刷新程序降低了变速箱传动效果。电子油泵的使用,也可更好的维持启发机自愿起停效用,进一步消浸了整车油耗。2008岁首,公众正在高尔车上搭载采用干式双聚散器技艺的第二代DCT。同期,福特汽车也公布了与德国格特拉克公司协作开辟的新型DCT变速箱,即Powershift变速箱。然而,正在降低了变速箱传达效果和整车燃油经济性的同时,干式双聚散器容易过热的题目先导凸显。聚散器过热会带来车辆行驶有抑扬感,以至会导致TCU把握聚散器完整涣散,整车失落行驶动力。为治理上述题目,第三代DCT产物应运而生。
第三代DCT为了刷新上一代聚散器容易过热题目,将干式聚散器从新换装为湿式聚散器。但比拟第一代DCT则有了更众的合于降低燃油经济性方面的安排刷新。比方,聚散器润滑体例遵循油温反应举办的及时闭环把握,做到按需润滑,从而最形势部的消浸聚散器的拖拽耗费和油泵呆板耗费。同时,如故保存了第二代产物的电子油泵。而正在少少大扭矩变速箱上,为了进一步消浸功耗,还选取了呆板泵和电子泵双泵安排。通过优化变速箱内部轴齿润滑体例,裁减了变速箱油的加注量,消浸了搅油耗费。这一代DCT则有更众代表产物,比方公众公司DQ380,格特拉克公司的7DCT300,6DCT150,飞驰公司的7G-DCT等。
以上汽为主开辟的DCT360于2014年胜利使用正在荣威等车型上并顺手投放墟市。一汽自立开辟的7速DCT也使用于红旗车型。2012年春风集团与格特拉克公司说合研发临盆小扭矩湿式DCT150。吉祥已经正在2009年的上海车展上初度浮现了自立开辟的7速DCT。最新上市的博瑞GE等车型也装备了DCT变速箱。比亚迪接踵开辟了古板DCT以及混动DCT并使用正在旗下众款车型上。广汽、江淮、奇瑞等均有相应的自立开辟DCT产物问世。
纵观DCT变速箱的发扬汗青,每一代产物技艺的刷新升级都是环绕着降低产物牢靠性、效果、换挡舒畅性,消浸重量、体积和本钱这几个方面举办。发扬至今,DCT变速箱曾经抵达可能媲美AT自愿变速箱的换挡舒畅性的同时,极大的降低了整车燃油经济性。通过对工信部告示油耗数据统计明白,阐明结婚DCT变速箱比拟AT变速箱,全体燃油经济性降低6%独揽。
遵循IHS干系数据,合股品牌的紧凑型、小型车中,2017年DCT变速箱正在自愿变速箱车型中所占比例约略为33%,到2025年,这一比例将渐渐晋升到55%独揽。
而关于国内自立品牌车企来说,正如前文所述,DCT变速箱更适合中国的变速箱资产根底,于是,DCT变速箱的使用比例会取得较大的降低。2017年,正在自愿变速箱车型中DCT所占比例约略为40%,而到了2025年则将会降低到70%独揽。
(1)NVH机能进一步降低:通过硬件安排优化及软件把握逻辑的优化,降低变速箱的NVH水准,合键表现正在消浸换挡进程拨叉噪音,消浸松踩油门进程中的齿轮敲击声响等,带给搭客加倍舒畅的体验。
(2)把握体例智能化:通过把握体例的自进修效用,针对车辆景况的转变实时举办自顺应调节,降低驾驶体验;通过优化变速箱起步战略,消浸起步进程中颤栗水准。充盈思索油门转变率、坡度、车重等其它消息,优化换挡顺序,避免不须要的起落档等。
(3)呆板部件电子化:越来越众的呆板零部件被电子元器件庖代,比方变速箱内置的线控换挡ETRS等。
(4)体例高度集成化:传感器、把握器、电磁阀等零部件渐渐高度集成为一体,降低牢靠性,裁减体积和本钱;电机动作驱动单位之一与变速箱高度一体化将会大大降低一共驱动体例的效果,从而达成驱动体例轻量化和小型化。
跟着国家关于排放央求的日趋降低以及油耗双积分计谋的履行,种种方式的搀和动力技艺渐渐施行。DCT变速箱自己具有优良的燃油经济性这一天生上风。于是,基于DCT变速箱的搀和动力技艺不足为奇。比方48v微混体例的P0安插计划,与变速箱勾结一体的P2、P2.5等中混和强混安插计划。归纳本钱、体积、油耗刷新恶果等众方面身分归纳思索,与变速箱集成一体的P2和P2.5计划成为自立开辟车型的主流计划之一。而专用搀和动力开辟的DCT变速箱则成为下一代DCT产物的热门之一。
纯电动汽车则动作国家能源计谋的紧要一环,则是近期的发扬重心之一。普通来说,采用电机动作驱动源的汽车,为了降低车辆续航里程,裁减驱动电机的体积和重量,2级变速箱将会饰演弗成或缺的脚色。基于DCT道理开辟的2档变速箱,只必要通过聚散器的切换就可达成2个档位,不必要履行同步器的挂档等操作,可能有用平均换挡舒畅性和加快动力性,从而达成驱动体例全体机能晋升。
尽量DCT变速箱从本色上具有传动效果高、换挡速率速等天生上风,然而,正在产物开辟实行中,还是存正在很众合头技艺必要打破,同时也面对着少少开辟难点。
(1)双聚散器模块的开辟:湿式双聚散器合键由博格华纳等少数环球供应商开辟供给。干式双聚散器主旨技艺也合键驾驭正在舍弗勒和法雷奥等少数供应商手中。双聚散器模块动作DCT变速箱的紧要构成一面,很大水准上决议了DCT的机能和耐久。国内正在该规模的自立开辟亟需打破。
(2)DCT起步把握战略[6]:装有DCT车辆的起步是靠聚散器主从动片的滑磨直至同步而达成车辆的起步进程的。通过优化聚散器的动力学模子、完美聚散器勾结的把握战略及降低聚散器履行机构的跟踪品德,是降低车辆起步机能的合键途径。
(3)智能换挡顺序的协议:DCT变速箱因为存正在预选挡的观点,于是,基于两参数换挡顺序的根底上,思索油门踏板转变率以及车重、道道坡度等消息对调挡顺序,囊括预选挡顺序举办优化,避免频仍的不料的起落挡行动,从而降低整车NVH阐扬和换挡舒畅性,降低换挡机构的寿命。
基于齿轮传达运动和动力,通过换挡拨叉饱励同步器换挡等如此的根基道理,正在带来传达高效的同时,也带来了齿轮啸叫、换挡拨叉噪音和齿轮敲击等NVH题目。通过降低齿轮筑制精度、消浸齿轮传达差错、消浸齿侧间隙、优化换挡拨叉把握和聚散器扭矩把握等式样,可能明显刷新这些NVH阐扬,晋升客户合意度。
无论是干式聚散器照旧湿式聚散器,都必要开辟出一个高效的热处置体例。比拟干式聚散器,湿式聚散器可能有用改革聚散器的抗热负荷才智,是来日DCT产物的合键发扬趋向。但为了最形势部降低变速箱效果,则必要对聚散器的热处置做到依时、按需定量冷却润滑。
体例的庞大水准越高,对干系零部件的牢靠性央求也越高。无误且合理的打击诊断战略开辟,可能避免由于缺点诊断导致变速箱停滞动力的处境产生。同时开辟合理的跛行战略,确保变速箱最形势部达成根基效用,降低用户合意度。
本文基于DCT变速箱的组织、事情道理和特征,DCT的发扬汗青,预测了DCT的发扬趋向,得出如下结论:
(1)DCT变速箱是手动变速箱的根基道理,更始开辟而来,于是具有传动效果高、牢靠性上等益处。通过双聚散器传达动力的切换,达成了动力不间断换档。同时具备较好的动力性和舒畅性。归纳了手动变速箱和自愿变速箱的益处于一身,发扬前景较壮阔。
(2)DCT的呆板组织一面同AMT好似,开辟难度相对较低。难点正在于把握体例的开辟安排。越发是换挡逻辑的协议和聚散器的把握战略。于是,开辟初期,独特是软件开辟方面投资较大。不过批量临盆此后,物料本钱将低于AT和CVT,归纳本钱较低。
(3)DCT可能充盈操纵现有的手动挡变速箱临盆线和加工筑制阅历,供应链和筑制系统承继性好,正在国内具有较好的资产化根底。
(4)国内企业正在自立开辟DCT的进程中,除了笃志于结婚纯燃油车的产物开辟除外,还应做好模块化开辟和DCT产物平台化筹备。通过产物模块化开辟,抵达涵盖古板、混动以及纯电动等分别车型的使用需求并最形势部的消浸研发进入、物料本钱和开辟周期。同时,必要针对DCT主旨零部件技艺举办研发打破,冲破垄断,如双聚散器、把握模块等。
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