双离合变速箱的可靠性分析
2016-12-07张靓
张 靓
(广东理工学院,广东 肇庆 526114)
双离合变速箱的可靠性分析
张 靓
(广东理工学院,广东 肇庆 526114)
10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.033
很多人都对双离合变速箱爱恨参半。爱是因为它传动效率高、省油、换挡速度快等优点。恨呢,当然就是它的可靠性的问题了。通过分析双离合变速箱的技术特点、干式湿式的差异和大众DSG召回事件,结合当下自动变速箱的应用情况,对比AT、CVT,对双离合变速箱的可靠性进行深入的研究。
双离合变速箱;大众DSG;可靠性;CVT;AT
CLC NO.: U463.211+.2 Document Code: B Article ID: 1671-7988 (2016)12-98-03
双离合变速箱的工作原理可以简单理解为一个离合器对应奇数挡,另一离合器对应偶数挡。当车辆挂入一个挡位时,另一个离合器及对应的下一个挡位已经位于预备状态,只要当前挡位分离就可以立刻接合下一个挡位,因此双离合变速箱的换挡速度要比一般的自动变速箱甚至手动变速箱还快。此外双离合变速箱虽然内部复杂,但实际体积和重量相比自动变速箱而言并没有比手动变速箱增加多少,因此装备双离合变速箱的车型不会为自己平添过多的负担。
近几年来,双离合变速箱成为了一种潮流的发展趋势,目前常见的双离合有大众的DSG、福特的Powershift、三菱的SST以及保时捷的PDK等,国产主子品牌有比亚迪、吉利等。不过自从大众双离合变速箱出现问题之后,很多消费者选择购买双离合变速箱车型的时候,心中都会有所疑虑,究竟双离合变速箱可靠吗?笔者逐步来分析。
1、双离合变速箱的优缺点
双离合变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的优点,没有使用变矩器,转而采用两套离合器,通过两套离合器的相互交替工作,来到达无间隙换挡的效果。两组离合器分别控制奇数挡与偶数挡,具体说来就是在换挡之前,双离合变速箱已经预先将下一挡位齿轮啮合,在得到换挡指令之后,双离合变速箱迅速向发动机发出指令,发动机转速升高,此时先前啮合的齿轮迅速结合,同时第一组离合器完全放开,完成一次升挡动作,后面的动作以此类推。
因为没有了液力变矩器,所以发动机的动力可以完全发挥出来,同时两组离合器相互交替工作,使得换挡时间极短,发动机的动力断层也就非常有限。作为驾驶者我们最直接的感觉就是,切换挡动作极其迅速而且平顺,动力传输过程几乎没有间断,车辆动力性能可以得到完全的发挥。与采用液力变矩器的传统自动变速器比较起来,由于双离合变速箱的换挡更直接,动力损失更小,所以其燃油消耗可以降低10%以上。
不过与传统的自动变速器比起来,双离合变速箱也存在一些固有的弊端,首先就是由于没有采用液力变矩器,又不能实现手动变速器“半联动”的动作,所以对于小排量的发动机而言,低转速下的扭矩不足的特性就会被完全暴露出来;其次,由于双离合变速箱采用了电脑控制,属于一款智能型变速器,它在升/降挡的过程中需要向发动机发出电子信号,经发动机回复后,与发动机配合才能完成升/降挡。大量电子元件的使用,也增加了其故障出现的机率。
2、干式和湿式双离合变速箱
从工作原理和基本构造上,干式双离合与湿式双离合变速器并没有本质上的差别,不同之处在于双离合器摩擦片的冷却方式:湿式离合器的两组离合器片在一个密封的油槽中,通过浸泡着离合器片的变速器油吸收热量,而干式离合器的摩擦片则没有密封油槽,需要通过风冷散热。
以大众品牌所使用的DSG双离合变速箱为例,我们知道它拥有着两款双离合变速箱,一款六速湿式双离合变速箱,一款七速干式双离合变速箱。它们二者由两个不同的制造商提供,六速湿式双离合变速箱由美国的博格华纳公司提供,而七速干式双离合变速箱则有德国舍弗勒集团旗下的LuK公司提供。
两种双离合变速器各有什么特点呢?我们首先看看湿式双离合变速器,由于离合器片为液体冷却,热量传递效率高,因而具有散热效果好的优势。得益于这个保障,离合器的耐受能力要强过干式双离合变速器。湿式双离合变速器的离合器片可以承受较大的动力传递,也能更好的适应较为激烈的驾驶环境,因此在一些发动机功率和扭矩输出较大的车型上,往往采用的都是湿式双离合变速器。
还是以大众的DSG为例,只有配备2.0TSI或更高级别的发动机的车型,才会匹配6速湿式离合器,而1.2TSI、1.4TSI、1.8TSI等“小排量低功率”的发动机则与7速干式离合器匹配。因而湿式离合器容易给人留下了“档次更高”的印象,实际上这也与动力的匹配和制造成本息息相关。如果单就性能来说,干式离合器的确好于湿式离合器,它可以获得更高的传动效率,更有利于经济性和动力性的提升。
3、大众的DSG召回事件
由于大众出色的营销技术,加上双离合变速箱换挡速度快、传动效率高等优势,双离合一开始很受欢迎,不仅消费者如此,就连其他厂商也都着手推出自己研发的双离合变速箱。我们重新回顾一下大众DSG的召回事件。大众最初召回DSG是在美国,当时召回的是6挡湿式的双离合变速箱,对于此次召回官方的说法是变速箱控制软件存在问题。同年(2008年)国内的第一款迈腾6挡DSG变速箱也被爆出现问题。随后一汽大众和进口大众宣布从2009年10月17日起,召回部分装备6挡双离合变速箱的迈腾。同年11月进口大众也对部分装备6挡双离合变速箱的车型进行召回。随后双离合变速箱召回的事情暂告一段落。直到2011年,“DSG风波”再次爆发,而与此前不同的是,这次问题的所在主要在干式的7挡双离合变速箱身上。另外国内实现召回的同时,台湾地区也对部分搭载7挡双离合变速箱的车型进行召回,问题在于变速箱的滑阀箱出现硼结晶或者电子故障。需要对滑阀箱进行更换以及对软件进行升级。此外,国内召回双离合变速箱除了出于这两个原因之外,滑阀箱油也是问题所在,后面大众的说法是把合成油换成矿物油。
这其中蕴含着不少信息。首先6挡湿式双离合变速箱召回后,对软件进行升级,在后面的时间内比较少看到再次出现问题。这说明此前6挡双离合变速箱确实存在问题,而软件升级也的确起到效果。与此同时从7挡双离合出现的问题来看,7挡双离合变速箱和6挡双离合变速箱一样,同样存在软件上的问题。当然无论是硼结晶问题,还是把合成油换成矿物油,都是滑阀箱内部的问题所在,这滑阀箱也是控制离合器最主要的部件。当然除了滑阀箱有问题之外,离合器容易过热也是造成7挡双离合变速箱罢工的原因(6挡双离合变速箱由于采用的是湿式设计,所以散热更好)。从实际表现出来的效果来看,厂家对变速箱的换挡程序设定得更加保守,换挡速度变慢了许多,动力传递的直接感也削弱了不少。这样的好处就是对滑阀箱以及离合器的工作压力都减少了,这会一定程度上降低了问题出现的机率。
DSG在315上的曝光,让不少人感觉“大快人心”,甚至一度被认为双离合的末日即将到来。事实上,也的确有诸如福特等之前热衷双离合的厂商,在中高端领域逐步退出;沃尔沃等也正在用8AT取代之。然而与此同时我们也发现,大众丝毫没有减少对双离合的投入,其他厂商加入这一阵营的也不比退出的少。例如通用、现代,都在配备双离合的车型作为主力推广。这说明双离合的劣势远没有想象中的那么严重,相反,这些问题正在逐步解决中。
有人把双离合的问题,诸如抖动、过热、失速等,归结为双离合的结构性缺陷,这里存在着重大的认知误区。双离合的这些问题其实都出在控制系统、更准确的说是控制软件上。说通俗点,就像新手开MT,油离配合不好,仅此而已。诸如换挡冲击、离合器过快磨损、离合器过热等等吗,根子都在这儿。这个问题并非不可解决,同时也并非可以迅速解决。它需要不停地积累,发现问题、重新调试或设计,直至趋于理想化。这需要时间和案例,确实急不来。
从目前双离合的保有量来看,出问题的比例其实并不高,符合一个新型变速器的正常范畴。而下一步,或者说新研发的双离合,理论上还可以变得更加理想,直至彻底杜绝已有问题。如此,所谓双离合“不可靠”,也将渐渐成为历史。
4、双离合变速箱的可靠性总结
在看到大众双离合变速箱出问题之后,作为后来的跟随者,福特也对变速箱进行了类似的优化,比如后期的福克斯双离合变速箱的换挡表现也变得“斯文”了不少。虽然福特的双离合变速箱在结构上并不存在滑阀箱(福特的双离合变速箱是通过电机对离合器进行控制的),但相信福特也担心离合器过热的现象会出现,所以采用了更加保守的策略。
那既然连福特都采取了更加保守的策略,但为什么在超跑上使用的双离合变速箱,却依旧有着强悍的表现?其中原因很简单,一般我们开手动挡的车型,在遇到堵车或者慢速行走的时候,需要频繁对离合器操作,这也是比较伤离合器的时候。相反超跑因为其动力强劲,变速箱并不需要在低速挡“拼命”地来回切换,同时超跑一般都是快跑为主,所以即使是使用双离合变速箱,也很少听到说出问题。
同样,大众对双离合变速箱软件升级后,很多人都反应变速箱在二挡的停留时间更长,换挡转数相比之前也延迟了一点,这样做的好处就是减少低速情况下变速箱的换挡次数,无论对滑阀箱还是离合器,都能减轻它们的“压力”。更坦白地说,双离合变速箱更适合“快跑”。
这么看来,双离合变速箱其实还有很多需要完善的地方,虽然其实际面世的时间不短,但说应用时间的长短是肯定不及自动变速箱。其实从上述厂家的做法看来,我们也可以自己适当的采取一些措施来提升双离合变速箱的可靠程度。低速情况下,如果有手动加减挡模式,可以自行控制换挡,降低换挡次数。
另外,如果我们过于纠结双离合变速箱的可靠性问题,CVT变速箱和AT变速箱也都是不错的选择。ZF 8挡自动变速箱的换挡速度已经可以做到200ms(已经比较接近双离合变速箱)、奔驰的7挡自动变速箱可以实现全挡位锁止,效率有了很大的提升。日产的CVT变速箱在保证省油的情况下,响应速度也做到了很快。
所以,虽然双离合变速箱的可靠性确实不如AT、CVT变速箱,但性能又有明显的优势,如果你真的喜欢她,就改善驾驶习惯,尽情地拥抱她吧!
[1] 于峰,王艳福,田淑艳.双离合器自动变速器的结构与换档工作原理[J].机械工程师,2009(9):28-30.
[2] 吴心平,赵清华,杨宗田.汽车自动变速器原理与发展趋势[J].汽车实用技术,2011(11):35-38.
[3] 梁爽.解析双离合变速箱的原理及其使用车型[EB/OL].http:// inf.315che.com/n/2011_12/210187/中国汽车消费网.
[4] 钟永坚.双离合变速箱真的甩不掉可靠性问题吗?[EB/OL].http:// www.xincheping.com/views/93226.html新车评网.
Reliability Analysis of Dual Clutch Transmission
Zhang Liang
(GuangDong Polytechnic College, Guangdong Zhaoqing 526114)
Many people have love-hate relationship with the double clutch gearbox. Loving its advantages of high transmission efficiency, fuel-efficient, shift speed etc. Hate, of course, is the question of its reliability. According to analyse the technical characteristics, analys of dual clutch gearbox, the difference of dry and wet style, and Volkswagen DSG recall events, according to the current application situation of automatic transmission, compared with AT, CVT, in-depth research on the reliability of dual clutch gearbox.
dual clutch transmission; Volkswagen DSG; reliability; CVT; AT
U463.211+.2
B
1671-7988 (2016)12-98-03
张靓(1981-)男,讲师,机械工程硕士,就职于广东理工学院,研究方向:车辆工程。