汽車雙離合

汽車雙離合

離合器位於發動機與變速器之間,是發動機與變速器動力傳遞的“開關”,它是一種既能傳遞動力,又能切斷動力的傳動機構。它的作用主要是保證汽車能平穩起步,變速換擋時減輕變速齒輪的衝擊載荷並防止傳動系過載。在一般汽車上,汽車換檔時通過離合器分離與接合實現,在分離與接合之間就有動力傳遞暫時中斷的現象。

簡介

汽車雙離合 汽車雙離合
汽車雙離合 汽車雙離合

離合器位於發動機與變速器之間,是發動機與變速器動力傳遞的“開關”,它是一種既能傳遞動力,又能切斷動力的傳動機構。它的作用主要是保證汽車能平穩起步,變速換擋時減輕變速齒輪的衝擊載荷並防止傳動系過載。在一般汽車上,汽車換檔時通過離合器分離與接合實現,在分離與接合之間就有動力傳遞暫時中斷的現象。這在普通汽車上沒有什麼影響,但在爭分奪秒的賽車上,如果離合器的分合時間掌握不好動力跟不上,換擋過慢,就會影響成績。為了解決這個問題,早在上世紀80年代,汽車工程界就弄出了一個雙離合系統變速器,簡稱DSG(英文全稱:Direct Shift Gearbox),裝配在賽車上,能消除換檔離合時的動力傳遞停滯現象。例如 布加迪EBl6.4 Veyron的新型7速變速器是裝置了雙離合器,從一個檔位換到另一個檔位,時間不會超過0.2秒。這種雙離合器已經從賽車套用到一般跑車上。奧迪汽車公司的新型奧迪TT跑車和新奧迪A3都已經裝置了這種DSG。這些汽車裝配DSG的目的是可以比自動變速器更加平順地換檔,不會有遲滯現象。  奧迪這種雙離合系統變速器是一個整體,有6個檔位,離合器與變速器裝配在同一機構內,兩個離合器互相配合工作。這好比喻一輛車有兩套離合器,正司機控制一套,副司機控制另一 套。正司機掛上1檔鬆開離合踏板起步時,這時副司機也預先掛上2檔但踩住離合踏板;當車速上來準備換檔,正司機踩住離合踏板的同時副司機即鬆開離合踏板,2檔開始工作。這樣就省略了檔位空置的一剎那,動力傳遞連續,有點象接力賽。雙離合系統兩套離合器傳動系統,通過電腦控制協調工作。

當汽車正常行駛的時候,一個離合器與變速器中某一檔位相連,將發動機動力傳遞到驅動輪(圖中是1檔正在使用,黃色是傳動路線);電腦根據汽車速度和轉速對駕駛者的換檔意圖做出判斷,預見性地控制另一個離合器與另一個檔位的齒輪組相連,但僅處於準備狀態,尚未與發動機動力相連(圖中是2檔預備,白色是傳動路線)。換檔時第1個離合器斷開,同時第2個離合器將所相連的齒輪組與發動機接合。除了空檔之外,一個離合器處於關閉狀態,另一個離合器則處於打開狀態。  兩根傳動軸分別由第一、第二離合器控制與發動機動力的連線與斷開,分別負責1、3、5檔和2、4、6檔的檔位變換。

工作原理

離合器1負責1檔、3檔、5檔和倒檔,離合器2負責2檔、4檔和6檔;掛上奇數檔時,離合器1結合,輸入軸1 工作,離合器2分離,輸入軸2不工作,即在DSG變速器的工作過程中總是有2個檔位是結合的,一個正在工作,另一個則為下一步做好 準備;手動模式下可以進行跳躍降檔:如果起始檔位和最終檔位屬於同一個離合器控制的,則會通過另一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於同一個離合器控制的,則可以直接跳躍降至所定檔位。

AMT的結構較自動變速箱效率更高,而DSG除了擁有手動變速箱的靈活及自動變速箱的舒適外,它更能提供無間斷的動力輸出,這完全有別於兩台自動控制的離合器。DSG基本由幾個大項組成:兩個基本3軸的6前速機械波箱、一個內含兩套多瓣式離合片的電子液壓離合器機構、一套波箱ECU。不同於普通的雙軸波箱,或者單輸入軸系統,DSG波箱除了具有雙離合器外,更具備同軸的雙輸入軸系統,而且將6個前進檔分別置於兩邊各自的從動軸上。傳統的手動變速箱使用一台離合器,當換擋時駕駛員須踩下離合器腳踏,令不同擋的齒輪作出齒合動作,而動力就在換擋其間出現間斷,令輸出表現有所斷續。DSG則可以想像為將兩台手動變速箱的功能合二為一,並建立在單一的系統內。DSG內含兩台自動控制的離合器,由電子控制及液壓推動,能同時控制兩組離合器的運作。當變速箱運作時,一組齒輪被齒合,而接近換擋之時,下一組擋段的齒輪已被預選,但離合器仍處於分離狀態;當換擋時一具離合器將使用中的齒輪分離,同時另一具離合器齒合已被預選的齒輪,在整個換擋期間能確保最少有一組齒輪在輸出動力,令動力沒有出現間斷的狀況。要配合以上運作,DSG的傳動軸被分為兩條,一條是放於內里實心的傳動軸,而另一條則是在外面套著的空心傳動軸;內里實心的傳動軸連線了1、3、5及後擋,而外面空心的傳動軸則連線2、4及6擋,兩具離合器各自負責一條傳動軸的齒合動作,引擎動力便會由其中一條傳動軸作出無間斷的傳送,考慮到零件使用壽命,設計人員選擇了油槽膜片式離合器,離合器動作由液壓系統來控制。

由於使用2套離合器並且在換擋之前下一檔位已被預選齒合,因此DSG的換擋速度非常的快,只需不到0.2秒的時間,下一檔已經進去了,比最好技術的專業車手的手動變速還快,因此使用同一輛車使用DSG比使用MT的加速成績來得要快。

在實際駕駛中,DSG給人的感覺是在整個換擋過程幾乎感覺不到頓挫或推拉,僅僅從轉速表上可以反映出擋位在變動。並且油門踩到底時,DSG變速箱不進行換擋操作,一直到6000轉才進行換擋,提供更高的駕駛安全性和樂趣。此外,DSG還有多種駕駛模式,比如運動模式,在電子程式的幫助下該模式的加擋明顯遲緩而減擋則有了很大的改進,換擋時間也調得更短。有些車型,駕駛員還可以通過撥動換擋桿或利用方向盤上撥片隨時切換自動模式或者手動模式,提供富有動感激情的駕駛方式。方向盤兩邊的換擋撥片能使駕駛員在不觸動換擋桿的情況下隨意進行加擋或減擋的操作,技術來源於F1賽車。在複雜的駕駛環境下,例如高速彎道時,手動換擋往往顯得非常有必要,在DSG的幫助下,駕駛員在換擋的過程中還能體驗到油門自動增加的特殊樂趣。

其它類型

提到雙離合變速器,大多數車友首先想到的是大眾奧迪的dsg雙離合變速器技術。確實,dsg是當今車壇使用最為普遍的雙離合變速器技術,也是最先適用於量產的變速器技術。但是,雙離合變速器技術並不只是大眾的專利。

保時捷推出的雙離合變速器產品叫做pdk,保時捷雙離合(prosche doppel kupplungen)。事實上,保時捷在1983年便已經將pdk雙離合器變速箱用於956賽車上,並在1984年與1985年以962賽車在賽道上獲得了極大的成功。但是迫於雙離合變速器成本問題和易損壞等缺點,漸漸被性能優異的toptronic手自一體變速器所代替。而於大眾奧迪的壓力,保時捷不得不重新推出這款產品。經過了技術更新,現款pdk產品有了根本性的區別,但其工作原理仍與dsg基本一樣。

寶馬的m系列高性能跑車一直採用m部門研發的七速smg變速箱。而寶馬再也按耐不住,推出了自己的m-dct七速雙離合變速器。這款變速器不同於dsg,m-dct的誕生就是為了高轉速和高扭矩。原理與dsg基本一樣。同樣是由兩組油冷式離合器構成,分別控制奇數檔位、倒檔和偶數檔位。

新款變速器的使用,使寶馬m3 coupe的0-100km/h加速時間縮短了0.2秒,達到了4.6秒。但是,寶馬這款m-dct由於成本較高,技術先進,所以其注定不可能大範圍使用。仍然只能在寶馬的高性能車型上才可能見到。

三菱的跑車向來是比較偏激的運動。對於雙離合變速器這種高性能的設備,日本人自然不會輕易放過。2007年7月,三菱在東京也發布了自己研發的雙離合變速器——sst(sport shift transmission)運動檔位傳輸。三菱的雙離合變速器特點在於多種模式的自由切換。sst給駕駛者提供了三種模式分別為正常,運動及超級運動。讓汽車更兼具了實用性和運動高性能。

名為沃爾沃powershift雙離合變速器,實際是由福特與變速箱大廠getrag共同研發。所用概念原理與dsg相同,其特點是能夠承受較大扭矩。沃爾沃powershift將首先裝備在volvo c30、s40和v500的新款車型上,主要與2.0l柴油發動機款搭配。當搭載2.0l柴油發動機的c30換裝了高性能powershift變速器後,其0-100km/h加速時間僅用9.1秒便可以完成,最高時速達到了驚人的240km/h。要知道,柴油發動機4500轉/分的最高轉速,想達到240km/h的速度是非常不容易的。這主要歸功於雙離合變速器的極速換檔動作和超大的扭矩承受能力。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們