DCT雙離合器自動變速器技術應用與前景分析

張紅英

（黃岡職業(yè)技術學院交通學院，湖北 黃岡 438002）

變速器是汽車傳動系的核心零件之一，雙離合自動變速器DCT（Dual Clutch Transmission）有別于一般的自動變速器系統，它除了擁有手動變速器的靈活性、燃油經濟性及自動變速器的舒適性外，還能提供無間斷的動力輸出。經過十余年的發(fā)展，它已經在普通轎車上被廣泛采用，也成為汽車變速器未來的發(fā)展方向，受到各大汽車公司的重視。所以，變速器的設計、維修人員對DCT雙離合自動變速器必須有更深層次的了解，掌握其工作原理及應用特點。

1 典型6檔DSG雙離合自動變速器的工作原理

DCT雙離合自動變速器由雙離合器系統模塊、液壓控制系統、扭轉減振系統、電子控制系統組成。其中雙離合器系統模塊和液壓控制模塊是DCT雙離合自動變速器的核心，雙離合器系統模塊相當于雙離合器自動變速器的心臟，控制模塊則可以認為是自動變速器的大腦。DSG（Direct Shift Gearbox）是雙離合自動變速器的典型代表，它是大眾汽車公司的專用名稱。本文以大眾6檔DSG雙離合器自動變速器為例，分析其結構和工作原理。

圖1［1］和圖2［1］分別是大眾6檔DSG雙離合器自動變速器機械結構圖和結構簡圖。發(fā)動機的輸入軸通過緩沖器與離合器1和離合器2的外片相連，離合器1、離合器2分別控制奇數檔位 （1、3、5檔）和偶數檔位 （2、4、6檔）。DSG有2根同軸的輸入軸，輸入軸1裝在輸入軸2里面，輸入軸1和離合器1相連，輸入軸1上的齒輪就可以和1、3、5檔的齒輪嚙合；輸入軸2是空心的，和離合器2相連，輸入軸2上的齒輪分別和2、4、6檔齒輪相嚙合。倒檔齒輪通過中間軸齒輪和輸入軸嚙合。

當汽車掛上檔開始行駛時，離合器1結合，輸入軸1工作，離合器2分離，當到達換檔車速時，將正在結合的離合器1分離，結合離合器2，就可以達到換檔目的。DSG雙離合變速器工作過程中，總有2個檔位是結合的，一個正在工作，另一個在為下一個換檔做好準備。手動模式下可以進行跳躍降檔，如果起始檔位和最終那個檔位屬于同一個離合器控制，則會通過另一個離合器控制的檔位轉換一下；如果起始檔位和最終檔位不屬于同一個離合器控制，就可以直接換到所定檔位，在換檔過程中，不需要將動力完全切斷。

2 DCT雙離合自動變速器與其他變速器的特點比較

目前，在汽車上應用的自動變速器主要有電控機械式自動變速器 （AMT）、液力機械自動變速器（AT）、無級自動變速器 （CVT）及雙離合自動變速器。AMT適用于商用車和公交車，AT一般大量應用于6檔以上的中高級轎車，CVT適用在3L以下及混合動力車輛［2］，而DCT雙離合自動變速器廣泛適用于各種車型，以下具體分析比較幾種變速器的特點。

2.1 MT手動變速器

手動變速器也稱手動檔，在操縱時必須踩下離合器，用手撥動變速桿才能改變變速器內的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的。轎車手動變速器大多為5檔 （4個前進檔、1個倒檔）有級式齒輪傳動變速器，并且通常帶同步器，換檔方便，噪聲小。手動變速器是目前車市中最主流的車型配置，技術已經發(fā)展非常成熟，MT保證換檔時燃油經濟性比一般的自動檔車型要好，但不太適合在城市里交通擁堵情況下使用。

優(yōu)點：維修保養(yǎng)成本低，傳動效率高，能夠帶來駕駛樂趣。

缺點：操作復雜，頻繁換檔，影響駕駛舒適性。

2.2 AT液力機械自動變速器

AT自動變速器是目前裝備汽車上最廣泛的一種自動變速器，在世界范圍看，AT在自動變速器領域市場占有率超過70%，而我國則超過90%［3］。它是通過液力變矩器以及行星齒輪來傳動發(fā)動機的動力，相對于手動變速器來說，自動變速器能讓開車變得簡單方便，不需要頻繁換檔和踩離合器踏板等操作，易于新手上路，但行星齒輪結構復雜，維修成本較高。

優(yōu)點：操作簡單，使用方便，無沖擊和振動，乘坐舒適性好。

缺點：傳動效率低，對速度反應慢，燃油經濟性較差，結構復雜，維修成本高。

2.3 AMT電控機械式自動變速器

手自一體變速器其實就是在手動變速器的基礎上，增加了自動變速操縱系統而組成，因此操作起來更加靈活，檔位越多操控也就越精確，燃油經濟性也更好。不過該類車型售價往往較高，日后的維護保養(yǎng)費用也比一般車型多。

優(yōu)點：操作簡單，使用方便，燃油經濟性好。缺點：價格較高，后續(xù)維修保養(yǎng)費用較高。

2.4 CVT無級自動變速器

CVT采用傳送帶和工作直徑可變的主、從動輪相互配合來傳遞發(fā)動機的動力，代表了自動變速器的發(fā)展方向。它突出的特點就是沒有傳統自動變速器換檔時會出現的頓挫感，加速連續(xù)性更好，燃油經濟性也更高。但技術上還不夠完善成熟，目前市場上搭配CVT變速器的車型不多 （如天籟，軒逸等），除其本身的轉矩能力限制之外，還受制于其有限的市場供應。

優(yōu)點：駕駛平順性、加速性、經濟性以及排放都較好。

缺點：技術還不完善，價格較高，維修成本較高。

2.5 DCT雙離合自動變速器

這款變速器集合了手動檔的操控性和經濟性以及自動檔的便利性，在整個換檔過程中，當一組齒輪在輸出動力時，另一組齒輪已經出于嚙合狀態(tài)，總是保持有一組齒輪在輸出動力，不會出現動力傳遞的間斷，也就保證了加速的連續(xù)性和換檔過程中不會出現頓挫感。目前，在國內銷售的典型代表有大眾公司的DSG變速器車型，主要是6速DSG和7速DSG兩種。

優(yōu)點：加速連續(xù)性非常好，反應非常靈敏，低頓挫感，具有良好的操控性；傳動過程中的能耗損失小，燃油經濟性好。

缺點：國內市場應用時間不長，裝備價格較高，其制造工藝要求也較高，維修相對較復雜。

由上可知，DCT雙離合自動變速器兼有手動變速器換檔直接和自動變速器操作舒適性、燃油經濟性的優(yōu)點，同時克服了MT和AT二者的缺點，它可用于各級別轎車，以及SUV、MPV，決定了它是未來傳動系的主流解決方案。

表1為大眾2009款2.0L邁騰車型參數比較，比較了DSG雙離合自動變速器和AT液力機械自動變速器部分技術參數。從中可以看出，配有雙離合自動變速器的汽車其0—100 km／h的加速性能和綜合工況燃油消耗都有所提升。

表1 大眾2009款2.0L邁騰車型參數比較

3 雙離合自動變速器的國產化及應用現狀

在歐美和日本等汽車產業(yè)發(fā)達的國家，雙離合自動變速器已經成為了標準配置。但由于國內變速器的搭配還相對落后，雙離合變速器直至2009年才正式引入國產，所以廣大國內消費者也是從最近幾年才開始真正接觸和了解這個全新的科技產品。

目前，中國汽車市場應用雙離合自動變速器的基本情況如下。

1）大眾汽車公司的邁騰、高爾夫、速騰、新寶來等車型應用DSG雙離合變速器。預計未來大眾其他車型都將裝配這款動力總成技術，裝配比例將達到50%。

2）福特汽車公司新一代福特福克斯、蒙迪歐、致勝、S-MAX、Galaxy和Kuga；沃爾沃C30、XC60、S60等車型選擇PowerShift雙離合器自動變速器。

3）寶馬在2008年1月發(fā)布的M3，首次使用格特拉克提供的7前速雙離合器變速器，之后也用于推出的第2代寶馬Z4 Sdrive35i、 135i和335i。

4）國內自主品牌汽車中，吉利早在2009年的上海國際車展上展出7個前進檔的雙離合自動變速器，是我國第1款自主研發(fā)的雙離合自動變速器的首次公開亮相；2011年9月比亞迪上市的G6也首次配備了自主品牌渦輪增壓+雙離合自動變速器。

表2是各類變速器的應用及前景預測分析，從中可知DCT雙離合自動變速器市場占有率將穩(wěn)步提升。

表2 各類變速器的應用及前景預測分析

4 結束語

由于DCT 雙離合自動變速器具有諸多優(yōu)點，所以，它是目前動力總成的研究熱點，國內外都在加大對DCT技術的研發(fā)和應用，尤其在倡導國內自主品牌發(fā)展的今天，為滿足國家節(jié)能、環(huán)保、安全的各項政策和法規(guī)要求，提升企業(yè)自身的競爭力，更需要加大對DCT的研發(fā)和應用，使汽車產業(yè)從雙離合自動變速器技術中產生實際效益。

［1］雷興善.雙離合器變速器DSG結構特點與工作原理［J］.大科技， 2010， （11）： 209.

［2］黃安華，岳 強，楊世鐵.現代汽車的自動變速器技術及應用［J］. 汽車工程師， 2009， （9）： 55-56.

［3］吳佐銘，褚超美，黃明禮.雙離合自動變速器技術研究進展與應用現狀［J］. 機械設計與制造， 2008，（11）： 241-242.