DCT變速箱油品特點介紹及粘度對變速箱系統的影響

張保良 姚萌 楊士先

摘 要：文章主要介紹了濕式雙離合器自動變速箱油品技術要求及發展趨勢，并通過試驗方法，驗證了低粘度油品對變速箱系統具體影響，結果表明低粘度變速箱油品對傳動效率、整車駕駛性和經濟性均有明顯改善。

關鍵詞：濕式雙離合器自動變速箱；DCT；低粘度油品；油品發展趨勢；試驗；影響

中圖分類號：U461.99 文獻標識碼：B 文章編號：1671-7988（2018）17-149-03

Abstract： This paper mainly introduces the technical requirements and development trend of oil on wet double clutch transmission. And the effect of low viscosity oil on gearbox system was verified by experiment. The results show that the low viscosity oil can improve the transmission efficiency， driving performance and economy of the vehicle.

Keywords： Wet double clutch transmission； DCT； the low viscosity oil； the development trend of oil； tests； the effect

CLC NO.： U461.99 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）17-149-03

1 引言

濕式DCT變速箱多見于兩種形式，一種是單油底殼，如大眾DQ250、DQ500，即變速箱的油底殼腔與液壓模塊腔相通，使用同一種油；一種是雙油底殼，如大眾DL382等縱置變速箱，其油底殼腔與液壓模塊腔相互獨立，使用兩種不同的油品，本文主要探討單油底殼濕式DCT變速箱油品。

油品是DCT變速箱重要的零部件之一，而油品粘度是DCT變速箱最重要的性能之一，本文通過對比分析兩款不同粘度的DCTF油品（市場量產產品），并結合試驗，研究低粘度油品對變速箱系統的影響。

2 濕式雙離合器自動變速箱油品特點及發展趨勢

2.1 DCTF特點

濕式DCT變速箱油品又稱DCTF，其主要功能如下：

1）為離合器、齒輪、軸、軸承以及同步器提供潤滑；為系統提供散熱；

2）為離合器結合及換擋提供液壓動力；保護變速箱，防止磨損及腐蝕。

DCTF需要同時滿足雙離合器、齒輪、同步器、軸承、散熱等工作及性能要求，因此DCTF比MT變速箱油和AT變速箱油要求更高，其主要特點如下：

1）良好的摩擦特性

DCTF的摩擦特性是一個復雜且涉及面極廣的綜合性性能，其好壞直接關系變速箱的換檔、齒輪、離合器性能表現和耐久性。如離合器，作為動力傳遞的裝置，離合器在結合、連續滑動和斷開的過程中，摩擦特性對離合器平穩性工作，起著至關重要的作用，如摩擦系數不足，容易引起變速箱抖動、震顫和尖叫。

2）與MT油相當的齒輪承載性能，具有耐負重性能、抗疲勞性能。

3）良好的氧化安定性能，由于DCT變速箱的溫度在-40℃～140℃，離合器摩擦片局部短時甚至達到180℃，故油品必須具備良好的抗氧化性能；

4）高溫及高負荷狀態下具有良好潤滑保護功能；

5）良好的散熱特性，由于離合器摩擦片滑磨、齒輪承載等導致零部件表面溫度升高，為此需要DCTF及時進行冷卻，帶走熱量。

同時，DCTF也必須具備與ATF和MTF相類似的其他性能：優異的同步性、優異的抗磨性、剪切穩定性、良好的粘度-溫度特性、抗泡性、抗微點蝕性、材料兼容性。

2.2 DCTF發展趨勢

自從大眾2003年DQ250量產以來，市場上DCT變速箱越來越多，但目前市場上DCTF仍以第一代為主，其典型代表為PentosinFFL2油品，然而隨著環保要求越來越嚴，下一代DCTF發展趨勢也越來越明朗化，主要有以下幾個方面：

1）低粘度特性，以達到降油耗、提高性能的目的；

2）更優的摩擦特性，以提升駕駛性能；

3）長里程或終身免維護，以滿足環保和節能降耗的技術要求。

3 變速箱油品粘度對變速箱系統的影響

粘度是自動變速器油最重要的性能之一。通常意義而言，油液的粘度越小，齒輪攪油損失小，傳動效率越高；但粘度過小會導致壓力系統的泄漏量增大，造成換檔故障等；相反，若粘度過大，會降低傳動效率、液壓系統中電磁閥工作響應慢、油泵容易吸空等問題。

故降低油品粘度，尤其是降低低溫下油品的粘度，對整車駕駛性具有明顯的積極的意義。

3.1 標桿油品性能對比

選定的兩款標桿DCTF油品均為量產產品， 其中標桿油A廣泛應用于大眾DQ250、DQ380等變速箱，標桿油B應用于保時捷等高端車型DCT變速箱。標桿油B比標桿油A粘度小，尤其低溫粘度。

3.2 低粘油品對DCT性能影響驗證

由于油品粘度特性與變速箱眾多特性息息相關，本文重點分析對整機電磁閥響應時間、整機拖矩、整機效率和整車油耗影響。

3.2.1 電磁閥響應的影響

測試工況1：給定主油路壓力，離合器壓力控制閥）CPCV期望電流按步階形式變化，對比不同油品環境下離合器實際壓力響應時間 △t：從電流脈沖觸發到壓力開始響應時間。

試驗結果：粘度更低的標桿B壓力響應時間較粘度較大標桿A響應時間快，-15℃響應時間提升約29%，溫度越低，響應時間提升約明顯。

3.2.2 整機拖矩影響

測試工況：測試相同溫度、相同轉速、相同檔位工況下，不同油品時整機拖矩大小。

試驗結果：相同工況下，無論掛1檔或N檔，標桿油B比標桿油A拖矩小。N檔低溫-30℃工況下，最大提升約11%左右；1檔低溫-30℃工況下最大提升約8%，下圖所示為1檔拖矩及提升比例示意圖。

3.2.3 整機效率影響

測試工況：測試相同溫度、相同轉速、相同檔位、相同扭矩工況下，不同油品時整機拖矩大小。

試驗結果：常溫下，輸入扭矩54N/m或 270Nm，標桿油B除 1檔和2檔效率略有下降，其他檔位效率均比標桿油A略有提高，其中R檔提升較為明顯。

4 試驗結果分析

油品粘度隨溫度的升高而降低，兩種標桿油品的低溫粘度大小相差很大，所以油品粘度的降低主要對機車低溫性能改善明顯，如低溫電磁閥響應時間及低溫拖矩試驗結果。但常溫到高溫，標桿油品粘度差值縮小，同時此時粘度的絕對值也相對較小，這也是常溫下整機效率試驗結果差異較小的原因。

5 結論

DCTF作為DCT變速箱的重要部件，需要滿足良好的離合器摩擦性能、 剪切穩定性能及材料兼容性、良好的熱氧化穩定性、 抗磨性能、溫度-粘度特性、抗腐蝕性能及抗泡沫性、傳熱性等。其發展趨勢主要以滿足DCT動力性和經濟性為目標。

而作為DCTF發展趨勢之一的低粘油品，對提升液壓系統中電磁閥工作響應時間、降低整機拖矩，提升DCT系統的效率，以及對整車燃油經濟性都有改善效果。

參考文獻

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