雙離合變速器技術原理及發展前景

喬艷

摘 要：近年來國內汽車制造廠商的技術水平突飛猛進，且大眾對生活質量的要求越來越高，使得雙離合變速器的應用頻率逐年提升。本文以提升雙離合變速器的生產研發水平為出發點，首先對雙離合變速器的國內外研究背景展開討論，進而剖析DCT的具體工作原理，然后從優缺點角度出發分析DCT的種類，最終對DCT的發展進行展望。

關鍵詞：汽車制造;雙離合變速器;發展展望

引言

從全局的角度出發，汽車的變速系統正在從手動換擋逐步向自動換擋過渡，特別是當計算機技術介入到變速系統技術中以后更是如此。當前汽車的變速器主要有無級自動變速器、電控機械自動變速器以及液力機械自動變速器，上述三種變速器的具體性能都有所差異。其中，液力機械自動變速器與無級自動變速器都不會在換擋過程中出現動力中斷現象，整體換擋品質較為優良，但其機械效率相對不理想，致使車輛的耗油量較高。電控機械自動變速器有著較好的機械效率，但是當汽車進行換擋時必須要對動力傳遞進行短期中斷，在一定程度上給汽車平穩性以及動力性帶來負面影響。為了從本質上突破上述幾種變速器的缺陷，雙離合變速器（DCT）應運而生，DCT是在手動變速器的基礎上升級而來。DCT不僅繼承了手動變速器的傳動效率理想、整體結構簡單且結構重量輕等優勢，還將液力機械自動變速器的換擋優點融入進來，因此DCT能夠實現車輛動力性與經濟性的雙贏。

1.DCT的國內外發展背景

1.1國外的DCT研究進展

自上世紀40年代起，國外就已經開始研發雙離合變速器，一開始主要是以為重型車提供平穩動力強的行駛技術為初衷，但是沒有得到成功的批量生產。上世紀80年代，國外兩家公司加大對DCT的設計研發力度，將適用于賽車的DCT研發成功?？紤]到當時的換擋系統整體控制能力較弱，因此只是實現了小規模的生產與應用。隨后在90年代末期，另外兩家汽車公司聯合研發出雙離合技術變速器，并將其應用于主流車型，從而實現了該變速器的批量生產。值得一提的是，該類變速器的實用性較強，于21世紀初投入生產，在汽車行業內掀起了DCT的熱潮。

1.2國內的DCT研究進展

對于國內而言，汽車行業對DCT的重視開始于2007年，并將其列為汽車開發先進項目。次年，國家成立了中發聯，該機構主要負責對DCT的研究與突破。2009年，吉利汽車公司通過自主研發的DCT得以在上海車展成功展出。隨后，江淮以及比亞迪等國內汽車公司也不斷加大對DCT技術的研發力度，并都取得了比較理想的成果。

2.DCT的工作機理

總體而言，DCT的工作原理相對比較簡單，主要是兩個單獨的分變速箱借助各自的離合器與發動機進行連接，其中一個變速器中含有奇數擋，而另一個變速箱中含有偶數擋，兩個離合器分擋位。在需要換裝之前，下一擋齒輪已經提前進行預選。在該技術的協助下，離合器的分離結合時間最快可達0.1秒，明顯提高了換擋效率，而且雙離合器不僅僅是作為換擋用，而且還可以作為起步原件。

3.DCT的分類及其優缺點

當前已有的DCT主要有濕式與干式兩種，濕式DCT是在密閉且充滿液壓油的腔體內工作，其主要借助墻體內的摩擦片進行扭曲的傳遞。因此，其具備較為出色的適應能力與散熱能力。干式DCT則是直接借助摩擦片來進行扭矩傳遞，有著較為理想的傳遞效率與優良的經濟性，但是很容易導致汽車摩擦熱量高。DCT的優勢主要集中在如下幾個方面：首先是該變速器的無黨無縫換擋效果較好，其動力不會間斷，由于DCT的換擋間隔相對較短，且其具備交替換擋功能，使汽車會在換擋時保持持續動力輸出，保證DCT的加速性能優異。然后，DCT會從側面增添駕駛員的樂趣，并極大地提升了乘客的乘坐舒適性?？紤]到DCT是集手動擋的靈活以及自動擋的方便為一體，所以DCT在換擋時會保證車速的平穩性，從而確保汽車在正常行駛時不出現頓挫現象，對于行車的舒適性來說是一種很大的提升。最后是DCT具備較為出色的燃油經濟性，通過大量的統計數據表明，DCT的成績不亞于傳統的手動擋，而且干式DCT更是超越手動擋的6.4%。當然DCT也有其固定的缺陷，如果配有DCT的汽車行駛在城區內時，會經常面臨堵車問題，在擁堵路段進行長時間的駕駛會讓DCT的離合器長期處于半聯動狀態，致使變速器的整體溫度迅速增加。特別是干式DCT會出現一定程度的磨損，最終導致汽車的故障率增加。

4.DCT的發展展望

相較于國外而言，國內開展自動變速器研究的時間相對較短，該類技術必須要經過多年的積累與沉淀才能到達一定高度。DCT的研發成本與創新難度都要明顯高于液力機械自動變速器，且其能夠對專利進行一定程度的規避。另一方面，我國在手動變速器領域的生產制造水平非常出色，而DCT的研發在一定程度上是基于手動變速器的升級與改造。近年來，國內的比亞迪、奇瑞以及吉利等公司都已經在該領域取得一定成績。

總體而言，DCT在各個方面仍然存在許多提升的空間，國內各汽車制造公司可以在發動機的匹配以及調理方面更加出色。值得一提的是，汽車制造企業應當首先從摩擦材料的選取入手，盡可能選用高耐磨性的材料，同時改善其散熱性能，對已有的換擋算法以及起步方法進行系統優化，盡可能追求經濟性與動力性的雙贏。通過分析工信部發布的中國油耗目標可以發現，當前汽車行業的目標為百公里消耗六升汽油，而對于2020年及以后生產的汽車應當向百公里五升耗油量努力。由此可見，國家對于耗油量的要求在逐步嚴格，使得國內大部分車企都將重點放在DCT的研發上。由于液力機械變速器以及手動變速器的技術已經相對成熟，可進步的空間較為狹小，而DCT的進步空間比較大，使得DCT在未來的汽車行業應用場景變得更為廣泛。

近年來，國內的相關機構對變速器市場份額展開調查發現，手動變速器仍然是汽車市場的主體，但是DCT的使用量越來越多。由2005年的不足1%到2011年的6%一直到2016年的12%，這些數據表明DCT必然會成為未來的主導變速器。

結論

在DCT的研發程度方面，國內的車企尚處于起步階段，因此還應當對DCT的核心技術進行攻關與創新，逐步提升汽車的實用性與經濟性。對于國內車企而言，DCT很有可能會成為未來汽車變速器的趨勢，當然也應當對其有所擔憂。就當前的發展形勢來看，汽車行業的首要工作重點是對市場進行客觀的判斷，從而做出更加適合國內汽車市場發展的決策，最終保障大眾的消費權益與滿足人民的生活需求。

參考文獻

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