橫置雙離合器自動變速器相關節(jié)油方法研究

崔剛，方志勤，劉春峰，汪敏

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

引言

隨著越來越嚴格的國家油耗限值要求，汽車節(jié)油技術成為各大汽車生產商研究的重點工作之一，變速器作為汽車的核心組成部件，對整車油耗有著重要影響。

濕式雙離合器自動變速器有著結構緊湊、重量輕、效率高以及環(huán)境適應性好等優(yōu)點。近年國內各大汽車公司陸續(xù)開發(fā)和推出濕式雙離合變速器產品，它采用油冷方式給離合器摩擦部件冷卻，能夠改善了雙離合器的使用環(huán)境，提高其可靠性[1]。

本文通過對某濕式雙離合自動變速器及車輛進行相關的測試及研究分析，提出變速箱相關節(jié)油技術方案。

1 節(jié)油方法說明

1.1 多檔化

變速箱檔位數(shù)量的增加有利于拓展其速比范圍。更多的檔位保證行駛過程中更好的覆蓋發(fā)動機最佳經濟區(qū)域，從而改善整車的燃油經濟性。通過對搭載雙離合變速器某車型進行軟件仿真分析及實車測試，結果表明增加1個檔位，整車油耗降低約2%～3%。

1.2 提高變速箱傳動效率

1.2.1 控制工作油溫

雙離合器自動變速器多采用電子液壓控制系統(tǒng)，冷卻潤滑及液壓控制系統(tǒng)均以油液作為媒介，而油液粘度受溫度影響較大。某濕式雙離合自動變速器油溫與效率實測結果如圖1和圖2所示。

測試結果表明該雙離合自動變速器從常溫工況開始傳動效率隨溫度升高而升高，在90℃～100℃達到最佳工作溫度，然后溫度繼續(xù)升高，傳動效率逐步降低。因此通過控制合適的變速箱油溫有利于提高整機傳動效率。

圖1 1檔相同輸入扭矩下油溫與效率關系曲線

圖2 2檔相同輸入扭矩下油溫與效率關系曲線

通過設置電子開關或電子節(jié)溫器對變速器熱交換器外部水路進行智能調節(jié)和控制。圖3為某雙離合變速器常閉式外部水路電子開關閥控制邏輯，在保障發(fā)動機水溫達到正常工作溫度的前提下，智控制變速箱外部水路電子開關開啟時機，保持變速箱更多的在最佳溫度區(qū)域內工作，實現(xiàn)提高變速器效率的目的[2]。

圖3 雙離合變速器外部水路電子開關控制邏輯

1.2.2 降低攪油損失

通常橫置濕式雙離合變速器加油量約為6L～7L，較手動變速器2L左右潤滑油量有較大幅度增加，油量的增加導致其傳動系統(tǒng)尤其是主減速器上的從動大齒輪攪油損失明顯增加，降低攪油損失是提高傳動效率一個重要方面，分析確認主要有如下兩種方法。

①減少加油量，以降低旋轉件在油液中的浸沒深度。可通過液壓仿真及試驗手段確認合理加油量，減少油液冗余[3]。

②設置專用檔油板或檔油特征，將主要攪油部件如主減從動大齒輪攪油區(qū)域與油腔隔離，如圖4所示。

圖4 主減從動齒輪增加檔油板方案示意圖

針對某 6檔濕式雙離合自動變速器有/無檔油板方案進行效率對照測試，3檔測試結果如圖5、圖6所示為。數(shù)據(jù)表明增加檔油板后，整機效率有一定的提升，尤其是的低輸入扭矩下，效率提升明顯。

圖5 低輸入扭矩3檔效率對照測試結果

圖6 高輸入扭矩3檔效率對照測試結果

1.2.3 降低機械油泵損耗

濕式雙離合變速器液壓力通常由機械油泵提供，有研究表明整機中低負荷下油泵功率損失占比超過了 40%，因此降低油泵損失是提高整機效率重要課題。

圖7 主油路壓力與油泵功率消耗關系圖

針對某雙離合自動變速器油泵開展功率損耗測試，主油路壓力與油泵功率消耗之間的關系示如圖7所，結果表明確定的轉速下，油泵功率消耗隨主油路壓力的增大而增大。

以下是某雙離合自動變速器針對主油路壓力進行精確優(yōu)化和調整。開展整機在90℃、200Nm、3000r/min條件下效率測試如圖8所示，結果表明降低實際主油路壓力后整機效率有一定幅度改善。

圖8 主油路優(yōu)化調整效率對照測試圖

1.3 優(yōu)化控制策略

1.3.1 換擋Map優(yōu)化

自動檔車變速器換擋Map對整車油耗有直接的影響，在保證車輛正常動力性要求的前提下，通過適當降低中小油門開度下車速，保持車輛在更多的高檔位、較低的發(fā)動機轉速下運行，并且保證各檔位之間換擋車速對應的發(fā)動機轉速基本一致，覆蓋發(fā)動機萬有特性的低油耗區(qū)域，可實現(xiàn)整車良好的經濟性。同時在實車上進行精確的標定，確保良好的駕乘感受。

此外降檔與升檔保持一定的換擋延遲，避免頻繁換擋問題發(fā)生導致額外功率損失及影響駕駛感受。

1.3.2 蠕動策略優(yōu)化

通過對某搭載雙離合自動變速器車輛進行轉轂測試，確認搭載雙離合變速器車輛NEDC工況1檔、2檔平均油耗明顯高于MT車型。通過計算分析過程數(shù)據(jù)，搭載該雙離合自動變速器整個NEDC工況1檔、2檔總輸出能量與總輸入能量比值，獲得上述兩檔位平均效率值，如表1所示。

表1 NDCT工況平均效率統(tǒng)計計算結果

自動變速器1檔、2檔平均效率值明顯低于手動變速器，分析確認造成上述差異的原因是搭載雙離合變速器的車輛 1檔、2檔設置有蠕動工況，即在1檔、2檔、油門開度0%狀態(tài)起步及低速行駛過程中，車輛處于蠕動狀態(tài)。雙離合器保持滑摩狀態(tài)，輸入與輸出存在轉速差，導致輸出能量轉化為熱量損失。

通過精確標定適當提高蠕動過程離合器壓力值，增大傳扭能力，快速將車輛提升至穩(wěn)定車速，縮短蠕動時間，從而提高1檔、2檔平均效率，改善整車油耗。

2 結束語

上述分析結果表明雙離合變速器檔位數(shù)量選擇、硬件結構設計、外部冷卻系統(tǒng)匹配及軟件控制策略均會對搭載車輛燃油經濟性產生影響，通過系統(tǒng)的優(yōu)化可以有效改善整車燃油經濟性，實現(xiàn)節(jié)油目的。