DCT变速箱油品特点介绍及粘度对变速箱系统的影响

张保良 姚萌 杨士先

摘 要：文章主要介绍了湿式双离合器自动变速箱油品技术要求及发展趋势，并通过试验方法，验证了低粘度油品对变速箱系统具体影响，结果表明低粘度变速箱油品对传动效率、整车驾驶性和经济性均有明显改善。

关键词：湿式双离合器自动变速箱；DCT；低粘度油品；油品发展趋势；试验；影响

中图分类号：U461.99 文献标识码：B 文章编号：1671-7988（2018）17-149-03

Abstract： This paper mainly introduces the technical requirements and development trend of oil on wet double clutch transmission. And the effect of low viscosity oil on gearbox system was verified by experiment. The results show that the low viscosity oil can improve the transmission efficiency， driving performance and economy of the vehicle.

Keywords： Wet double clutch transmission； DCT； the low viscosity oil； the development trend of oil； tests； the effect

CLC NO.： U461.99 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）17-149-03

1 引言

湿式DCT变速箱多见于两种形式，一种是单油底壳，如大众DQ250、DQ500，即变速箱的油底壳腔与液压模块腔相通，使用同一种油；一种是双油底壳，如大众DL382等纵置变速箱，其油底壳腔与液压模块腔相互独立，使用两种不同的油品，本文主要探讨单油底壳湿式DCT变速箱油品。

油品是DCT变速箱重要的零部件之一，而油品粘度是DCT变速箱最重要的性能之一，本文通过对比分析两款不同粘度的DCTF油品（市场量产产品），并结合试验，研究低粘度油品对变速箱系统的影响。

2 湿式双离合器自动变速箱油品特点及发展趋势

2.1 DCTF特点

湿式DCT变速箱油品又称DCTF，其主要功能如下：

1）为离合器、齿轮、轴、轴承以及同步器提供润滑；为系统提供散热；

2）为离合器结合及换挡提供液压动力；保护变速箱，防止磨损及腐蚀。

DCTF需要同时满足双离合器、齿轮、同步器、轴承、散热等工作及性能要求，因此DCTF比MT变速箱油和AT变速箱油要求更高，其主要特点如下：

1）良好的摩擦特性

DCTF的摩擦特性是一个复杂且涉及面极广的综合性性能，其好坏直接关系变速箱的换档、齿轮、離合器性能表现和耐久性。如离合器，作为动力传递的装置，离合器在结合、连续滑动和断开的过程中，摩擦特性对离合器平稳性工作，起着至关重要的作用，如摩擦系数不足，容易引起变速箱抖动、震颤和尖叫。

2）与MT油相当的齿轮承载性能，具有耐负重性能、抗疲劳性能。

3）良好的氧化安定性能，由于DCT变速箱的温度在-40℃～140℃，离合器摩擦片局部短时甚至达到180℃，故油品必须具备良好的抗氧化性能；

4）高温及高负荷状态下具有良好润滑保护功能；

5）良好的散热特性，由于离合器摩擦片滑磨、齿轮承载等导致零部件表面温度升高，为此需要DCTF及时进行冷却，带走热量。

同时，DCTF也必须具备与ATF和MTF相类似的其他性能：优异的同步性、优异的抗磨性、剪切稳定性、良好的粘度-温度特性、抗泡性、抗微点蚀性、材料兼容性。

2.2 DCTF发展趋势

自从大众2003年DQ250量产以来，市场上DCT变速箱越来越多，但目前市场上DCTF仍以第一代为主，其典型代表为PentosinFFL2油品，然而随着环保要求越来越严，下一代DCTF发展趋势也越来越明朗化，主要有以下几个方面：

1）低粘度特性，以达到降油耗、提高性能的目的；

2）更优的摩擦特性，以提升驾驶性能；

3）长里程或终身免维护，以满足环保和节能降耗的技术要求。

3 变速箱油品粘度对变速箱系统的影响

粘度是自动变速器油最重要的性能之一。通常意义而言，油液的粘度越小，齿轮搅油损失小，传动效率越高；但粘度过小会导致压力系统的泄漏量增大，造成换档故障等；相反，若粘度过大，会降低传动效率、液压系统中电磁阀工作响应慢、油泵容易吸空等问题。

故降低油品粘度，尤其是降低低温下油品的粘度，对整车驾驶性具有明显的积极的意义。

3.1 标杆油品性能对比

选定的两款标杆DCTF油品均为量产产品， 其中标杆油A广泛应用于大众DQ250、DQ380等变速箱，标杆油B应用于保时捷等高端车型DCT变速箱。标杆油B比标杆油A粘度小，尤其低温粘度。

3.2 低粘油品对DCT性能影响验证

由于油品粘度特性与变速箱众多特性息息相关，本文重点分析对整机电磁阀响应时间、整机拖矩、整机效率和整车油耗影响。

3.2.1 电磁阀响应的影响

测试工况1：给定主油路压力，离合器压力控制阀）CPCV期望电流按步阶形式变化，对比不同油品环境下离合器实际压力响应时间 △t：从电流脉冲触发到压力开始响应时间。

试验结果：粘度更低的标杆B压力响应时间较粘度较大标杆A响应时间快，-15℃响应时间提升约29%，温度越低，响应时间提升约明显。

3.2.2 整机拖矩影响

测试工况：测试相同温度、相同转速、相同档位工况下，不同油品时整机拖矩大小。

试验结果：相同工况下，无论挂1档或N档，标杆油B比标杆油A拖矩小。N档低温-30℃工况下，最大提升约11%左右；1档低温-30℃工况下最大提升约8%，下图所示为1档拖矩及提升比例示意图。

3.2.3 整機效率影响

测试工况：测试相同温度、相同转速、相同档位、相同扭矩工况下，不同油品时整机拖矩大小。

试验结果：常温下，输入扭矩54N/m或 270Nm，标杆油B除 1档和2档效率略有下降，其他档位效率均比标杆油A略有提高，其中R档提升较为明显。

4 试验结果分析

油品粘度随温度的升高而降低，两种标杆油品的低温粘度大小相差很大，所以油品粘度的降低主要对机车低温性能改善明显，如低温电磁阀响应时间及低温拖矩试验结果。但常温到高温，标杆油品粘度差值缩小，同时此时粘度的绝对值也相对较小，这也是常温下整机效率试验结果差异较小的原因。

5 结论

DCTF作为DCT变速箱的重要部件，需要满足良好的离合器摩擦性能、 剪切稳定性能及材料兼容性、良好的热氧化稳定性、 抗磨性能、温度-粘度特性、抗腐蚀性能及抗泡沫性、传热性等。其发展趋势主要以满足DCT动力性和经济性为目标。

而作为DCTF发展趋势之一的低粘油品，对提升液压系统中电磁阀工作响应时间、降低整机拖矩，提升DCT系统的效率，以及对整车燃油经济性都有改善效果。

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