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乘用车变速器评估:液力金属带式无级变速器VS双离合器变速器

时间:2023-09-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:乘用车无级变速器多为液力金属带式无级变速器。自动变速器是为了操作简便、缓解驾驶疲劳而生的。目前各大汽车品牌旗下的双离合器变速器有保时捷PDK、奔驰SPEEDSHIFT MCT、宝马DKG、奥迪S-Tronic、三菱TC-SST、日产GR6等。现在国内双离合器变速器基本都是湿式的,其离合器在变速器内,寿命大幅提升。但由于离合器在变速器内,变速器温度明显上升。传动效率方面,湿式双离合器变速器比6AT高2%左右。

乘用车变速器评估:液力金属带式无级变速器VS双离合器变速器

变速器是由变速传动机构和操纵机构组成的,需要时,还可以加装动力输出器。最常见的分类方式如下。

1.手动变速器(MT,图3-2)

手动变速器也称手动档,即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置,以改变传动比,从而达到变速的目的。踩下离合器踏板时,才可拨动变速杆。如果驾驶人技术好,装手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速器车快,通常也省油,具体的综合油耗与操控习惯有关。手动变速器以其结构简单、可靠性好至今仍在广泛使用。

2.自动变速器(AT,图3-3)

自动变速器利用行星齿轮机构进行变速,它能根据加速踏板踩下的程度和车速变化,自动地进行变速。驾驶人只需操纵加速踏板控制车速即可。其优点不言而喻,简单,省心;缺点是生命周期短,维护保养成本高。一般10万km以上将进入故障期。

3.无级变速器(CVT,图3-4)

CVT技术即无级变速技术,它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力,可以实现传动比的连续改变,从而得到传动系统与发动机工况的最佳匹配。乘用车无级变速器多为液力金属带式无级变速器。

自动变速器是为了操作简便、缓解驾驶疲劳而生的。按齿轮变速系统的控制方式,无级变速器与常见的液压自动变速器最大的不同是在结构上,后者是由液压控制的齿轮变速系统构成的,还是有档位的,它所能实现的是在两档之间的无级变速。而无级变速器则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的,比传统自动变速器结构简单,体积更小、重量轻。另外,它可以自由改变传动比,从而实现全程无级变速,使车速变化更为平稳,没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。缺点一是通常所说的“肉”,即加速慢,其原因是为了保证关键零件的使用寿命(传动钢带或链条)进行了设计控制;二是生命周期短,和AT相似。

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图3-2 大众捷达手动变速器

1—输入轴五档齿轮 2、12、14、15、27—轴承 3—输入轴四档齿轮 4、29—接合套 5—变速器壳体 6—通气塞 7—输入轴三档齿轮 8—输入轴二档齿轮 9—输入轴倒档齿轮 10—输入轴一档齿轮 11—离合器壳体 13—输入轴 16—主减速器主动齿动 17—主减速器从动齿轮 18—输出轴一档齿轮 19—输出轴倒档齿轮 20—输出轴二档齿轮 21—输出轴三档齿轮 22—车速里程表传动齿轮 23—输出轴四档齿轮 24—输出轴 25—输出轴五档齿轮 26—放油塞 28—后壳体

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图3-3 自动变器速

978-7-111-54755-6-Chapter03-8.jpg(www.xing528.com)

图3-4 无级变速器

4.双离合器变速器(图3-5)

双离合器变速器最早在1939年由法国人Adolphe Kégresse(阿道夫·加尔奇)提出构想,但最终未能实施。1940年,德国达姆斯塔特(Darmstadt)大学教授Ru-dolph Franke第一个申请了变速器专利,并在货车上进行试验,但是没有投入批量生产(另一说法为1939年德国的Kegresse A.第一个申请了双离合器变速器的专利)。

保时捷于1983年发明的PDK(Prosche Doppel Kupplungen),是最早量产的双离合器变速器。装备PDK的保时捷赛车在赛道上获得了极大的成功。

2009年初,沃尔沃S402.0L车型上市,成为首款搭载双离合器变速器的国产车型。沃尔沃S40所搭载的这台称之为Power Shift的双离合器变速器是由博格华纳与变速器生产商格特拉克(Getrag)协同福特研发的,为6速手自一体,可以承受最大450N·m的转矩。

目前各大汽车品牌旗下的双离合器变速器有保时捷PDK、奔驰SPEEDSHIFT MCT、宝马DKG、奥迪S-Tronic、三菱TC-SST、日产GR6等。这些顶级变速器一般只使用在高端性能车上,如911 Turbo、AMG、M3、EVO、GTR等。

DSG中文意思为“直接换档变速器”,是大众公司对双离合器变速器的定义。双离合器变速器与一般的变速系统不同,它基于手动变速器,而不是自动变速器。手动变速器要比自动变速器的效率高很多,而双离合器变速器除了同时拥有手动的灵活和自动的舒适外,更能够提供无间断的动力输出。传统的手动变速器在踩下离合器踏板的时候,动力的输出就出现了间断,而普通的自动变速器不是没有离合器,而是离合改由计算机控制,在换档的时候也会出现动力中断的问题。

早期的双离合器变速器都是干式的。所谓干式就是离合器在变速器外,表面接合面没有油。现在国内双离合器变速器基本都是湿式的,其离合器在变速器内,寿命大幅提升。但由于离合器在变速器内,变速器温度明显上升。为了解决这个问题,采用与AT一样的方法加装了散热器,这使得结构变得相对复杂,燃油经济性也有所下降。

大众DQ200属于七速干式双离合器变速器的一种,能承受的最大转矩为250N·m,主要搭载于采用1.6、1.4TSI发动机的中低排量车型,如速腾等;大众DQ250双离合器变速器属于六速湿式双离合器变速器的一种,能承受的最大转矩为350N·m,主要搭载于采用2.0、1.8TSI发动机的车型,如帕萨特和迈腾等。

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图3-5 大众两款双离合器变速器

注:DQ200型总重72kg,传动效率91%;DQ250型总重93kg,传动效率85%

近年来,业内基本达成这样的共识,15万元左右的乘用车自动变速器以CVT、湿式双离合器变速器和6AT三分天下,没有明显的谁优谁劣。CVT变速器重量明显较轻,6AT和湿式双离合器变速器都较重,湿式双离合器变速器会更重一点。6AT相对技术成熟,故障率低,不过,现在湿式双离合器变速器质量也有显著提高。传动效率方面,湿式双离合器变速器比6AT高2%左右。现在CVT变速器都在前端加了液力变矩器,相对于DSG和6AT而言,已经没有省油的优势,油耗略高于6AT变速器2%左右,最新的早锁液力变矩器的CVT,其传动效率与6AT基本相当。从驾驶感来看,CVT较平顺,但为了提高钢带寿命,限制了加速度(通常所说的“肉”),DSG和6AT均有顿挫感。笔者认为,你觉得哪一种更适合你的驾驶习惯,你就选择哪种变速器。

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