所謂離合器,就是通過“分離”與“結合”的方式來傳遞動力,其位於引擎和變速箱之間,負責將引擎動力傳遞給變速箱,同時也負責切斷動力的傳遞。離合器屬於手動擋車型必備的傳動部件,不但可以用來傳遞動力驅動車輛,切斷動力後還能讓手動擋變速箱可進行換擋操作。
不過並非只有手動變速箱有離合器,自動變速箱也需要使用離合器來承擔傳遞和切斷動力的工作。比如大眾品牌慣用的DSG自動變速箱,就屬於DCT雙離合器變速箱的一種,這種變速箱繼承了手動變速箱的主要結構,但因為其帶有兩組離合器,因此而得名。
相對於AT與CVT這兩種自動變速箱來説,雙離合器變速箱採用了與手動變速箱內部結構相似的設計,而與單離合器結構的手動變速箱所不同,其所採用兩組離合器來完成不同檔位的動力傳遞。雙離合器變速箱的TCU會控制兩組離合器對應的輸出軸處在不同檔位,當一組離合器正在某個檔位處於結合轉態傳遞動力時,另一組離合所結合的輸出軸會處在更低或更高的檔位,每一次換擋時只需切換到另一套離合器即可。
這樣設計的好處顯而易見,其將能夠實現手動擋變速箱一樣的高傳動效率,同時兩套離合器切換速度非常快,如果電腦對於工況判斷正確的話就能實現極快的換擋速度。另外除了高效傳動和極短的換擋時間外,由於變速箱本體的體積和重量相比傳統自動變速箱來説更小更輕,因此讓其成為兼顧性更好的自動變速箱類型。
雙離合器變速箱是如何工作的
雙離合變速箱優勢明顯,但兩組離合器的設計也導致其內部結構相對複雜,其內置的兩組離合器由電子控制並由液壓系統推動,分別對應兩組行星齒輪組。兩組離合器對應的不同的輸入軸,為同心嵌套的設計方式,其中實心傳動軸負責帶動一組齒輪,空心傳動軸則帶動另一組齒輪,相當於將兩套手動變速箱整合在一起。簡單的來説,雙離合器其中一組對應奇數擋、另一組對應偶數擋,當車輛在某檔位行駛時,其下一擋位已處於預備狀態,當前擋位一旦脱離就立刻可以接合到下一個擋位。
因此,其工作原理與AT和CVT自動變速箱完全不同,雙離合器變速箱彷彿是兩個人控制車輛的檔位切換一般。當正常行駛時,一組離合器與變速箱中某一檔位相連,將引擎動力傳遞到驅動輪,TCU會配合ECU來根據速度和轉速等數據對換檔意圖做出預判,提前將另一組離合器與另一個檔位相連並處於預備狀態。當需要換檔時,當前負責傳動的離合器斷開,同時在預備狀態的另一組離合器則進行結合來傳動引擎動力。因此換擋速度不但比傳動自動變速箱更快,甚至比一些專業駕駛員操作的手動變速箱還要快不少。
雙離合器變速箱主要有哪幾類
雖然繼承了基本一致的結構,但出於成本考量以及為應對不同的工況和使用需求,主流的雙離合變速箱還分為”乾式“和”濕式“兩種,主要在於離合器部分和散熱的設計不同,以及是否能適應更大的動力輸出需求。那麼,”乾式“和”濕式“這兩種雙離合器變速箱區別在哪裏呢?
1、乾式雙離合器變速箱
乾式雙離合通過多片摩擦片和連接在輸入軸上的金屬膜片來進行動力傳輸,當摩擦片和膜片被壓緊時傳遞動力,分離時則中斷動力傳遞,這一點與手動變速箱採用的方式相同。使用摩擦片直接接觸來進行傳動,帶來的好處是動力響應方面會更快,但缺點是不能承受過大的扭矩輸出,因此通常不會配合動力很強的引擎使用。
此外,乾式雙離合器變速箱散熱部分也存在一定的問題。由於兩組摩擦片和摩擦部分被封閉在小空間,內且只能依靠風冷散熱,因此散熱相對手動變速來説要差不少。再加上缺少濕式雙離合器變速箱那種油液參與散熱的設計,在遇到長時間擁堵路況而導致的低擋位頻繁切換時,就可能會導致熱量迅速累積導致離合器温度快速升高,從而觸發過熱保護系統提示變速箱故障。
2、濕式雙離合器變速箱
濕式雙離合器變速的離合器部分主要由鋼膜片、摩擦片和內/外膜片組成,兩組離合器的外膜片與引擎端的主動盤連接,而內膜片則與變速箱的輸出軸相連,當內/外膜片和摩擦片等部分在油壓推動下緊壓在一起時,動力從引擎端輸入到變速箱。與乾式不同的是,濕式雙離合器中的每一組離合器都帶有多組摩擦片和鋼膜片,因此實際摩擦面積更大,能夠傳遞更大扭矩的同時,還能更好的分散熱量。同時由於離合器摩擦部分被封閉在油腔內,因此有了變速箱油參與散熱的好處就,是散熱將不再是問題。
濕式雙離合器在承受扭矩方面要比干式雙離合器更強,散熱性能又更好,因此也能匹配動力輸出更強大的引擎使用。所以大眾家族內的1.4T增壓引擎通常會搭配乾式雙離合器變速箱,而2.0T及以上扭矩更強的車型,通常會搭配濕式雙離合器變速箱。
“乾式”雙離合器結構簡單,因而更經濟,但相對結構稍複雜的“濕式”而言故障率相對較高。而“濕式”則顯得動力更為強勁,雖然最基本的“雙離合”原理是一樣的,但實現的方式卻相差甚遠。
雙離合器變速箱有哪些優缺點
優點:
1、雙離合器變速箱很好繼承了手動變速箱和自動變速箱的優點,在兩套離合器交替工作下,可以達到極快的換擋速度,當車速快起來時,甚至難以察覺其換擋動作。
2、由於採用手動變速直接的摩擦接觸方式,沒有液力變矩器的參與能換來更直接的動力傳遞,因此傳動時的損失更小,所以在動力輸出與燃油消耗表現都也更為出色。
缺點:
1、常規雙離合器變速箱由於沒有傳統AT自動變速箱的液力變矩器,又不能人工控制離合器實現“半聯動”,因此往往會在低速情況下頻繁切換低檔位,更容易出現頓挫感,就如同不熟練的駕駛員操作手動擋一般。
2、由於採用電腦控制和液壓系統,需要依靠ECU和TCU變速箱電腦的來完成工作,因此相對手動變速箱來説需要更多的電控單元和液壓控制系統和管路,因此相對故障機率更高,對於變速箱油的品質也更加敏感。
對於雙離合器變速箱來説,雖然其繼承了手動和自動變速箱的諸多優點,但其自身的缺點事實上也較為顯著,主要則集中在低速頓挫明顯,以及更容易出現過熱等問題。不過在經過多年的發展和升級,以及在廠商們精心調教的ECU/TCU程序和內部結構優化的加持下,如今的雙離合器變速箱已經逐漸削弱了這些原有問題,也成為了可以放心選擇的變速箱類型。