王澤學(武漢理工大學汽車工程學院,湖北武漢 430070)
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我國車企DCT雙離合變速器開發現狀分析
王澤學
(武漢理工大學汽車工程學院,湖北武漢430070)
摘要:從2010年大眾將DSG變速器引入國內,與TSI渦輪增壓發動機匹配形成黃金動力組合,并且不遺余力地將雙離合變速器貼上了省油、換擋速度快的標簽。盡管大眾、福特在此方面都出現過故障也曾經飽受爭議,但似乎并未影響國內各大車企雙離合變速器的研發熱潮。
關鍵詞:雙離合變速器;干式離合器;濕式離合器
由于雙離合變速器充分結合了手動變速器和自動變速器的優勢,除了擁有手動變速器的靈活性及自動變速器的舒適性外,還具有換擋速度快、燃油經濟性較好的優勢。在2008年由國家發改委牽頭總投資2億美元,聯合一汽、上汽、東風、長安、奇瑞、華晨、江淮等車企組建了中發聯投資公司,通過與博格華合資集中資源合作開發雙離合變速器。
從國家工業體系以及各類變速器的開發難度進行考慮之所以選擇雙離合變速器,是因為傳統的AT行星齒輪式變速器在技術已經非常成熟了。愛信AISIN和采埃孚ZF作為規模最大的變速器巨頭都推出了8AT、9AT等自動變速器產品,有著不錯的動力響應和燃油經濟性。而福特與通用甚至傳言要研發10AT等產品,從而使得全球車企開始進入“拼檔位數”時代。由于AT變速器的開發難度高,我國汽車企業缺少相關的技術積累,如果繼續從4AT的研發著手那將很難實現技術追趕。
在CVT無極變速器方面,雖然結構看似簡單,但是對控制邏輯及制造工藝的要求也很高。在開發經驗方面,我國汽車行業幾乎都是空白,即使能夠成功開發出CVT變速器,那根傳動鋼帶只能從博世購買,在應用和成本控制方面仍然受到諸多限制。奇瑞曾投入了數億資金聯合國內高校,也是用了近7年時間才實現了CVT變速器的量產化。并且CVT在承受扭矩方面也有天然的劣勢,只能搭載在中小排量的車型上。
變速器技術升級需要技術的積淀作為支撐,由于AT和CVT的工藝成本投入較大,相對而言DCT的制造成本較低。由于DCT變速器與手動變速器在齒輪箱部分、換擋撥叉操作機構和同步器接合齒圈等部件是基于同樣的技術原理。正是因為有著較大的相通性,并且現有變速器工廠的產能能夠得到充分利用,使得DCT被認為是我國車企最有可能實現快速趕超的一條途徑。比亞迪汽車率先推出六速雙離合變速器,其中的雙離合器模塊、電液控制系統全部由比亞迪自主研發制造,該變速器目前主要用來匹配比亞迪研發的1.5T增壓發動機,這款變速器推出很好的彌補了比亞迪此前缺少自動擋車型或者購買外方自動變速器出現受制于人的情況。
雖然DCT變速器從產品和技術上有其優勢,大眾和福特也曾經出現過檔位丟失、動力中斷等故障,召回了大量的車型,但仍有著較大的潛力提升空間。由于大眾DSG和福特PowerShift屬于干式雙離合變速器,由于干式離合器的散熱能力較差,在城市擁堵工況使離合器長時間處于半聯動狀態容易導致過熱,出現上述故障。與干式離合器不同的是濕式離合器部件浸泡在變速器油中,這樣可在減少摩擦的同時限制熱量的產生,對擁堵工況下的動力平順性有很大的幫助,并且能夠承受更大的扭矩輸入。因此目前多數車企更傾向于濕式雙離合變速器的研發。前幾年國內大面積出現的大眾DSG故障最多為DQ200七速干式雙離合變速器,其干式雙離合器模塊是由LuK提供的。而采用博格華納提供的濕式離合器的DQ250六速雙離合變速器很少出現故障,由于博格華納在濕式雙離合器模塊工程化領域近乎處于壟斷地位。這也許是為什么在國家層面與博格華納合作開發的一個原因。
江淮汽車開發的6擋濕式雙離合變速器,由博格華納提供濕式雙離合器模塊,所有的匹配和調校工作均由江淮汽車的變速器開發團隊完成。在2015年11月這
款濕式雙離合器變速器在以郭孔輝院士擔任鑒定委員會主任的科技成果鑒定會上,經國家863計劃專家的鑒定得出江淮汽車開發的這款雙離合變速器整體技術處于國際先進水平。
同樣由博格華納為一汽集團提供關鍵雙離合器模塊與液壓控制模塊,一汽開發出國內首款縱置濕式雙離合變速器,搭載在紅旗H7車型上。可以承受350N·m最大輸入扭矩,高效的電液控制系統使得變速器切換檔位時間僅為0.2s。并且這款變速器不僅可以匹配四驅系統,還能夠集成混合動力帶離合器的耦合電機模塊。可見這款變速器在設計之初就考慮了模塊化和后期的技術拓展性。
由長安汽車英國研發中心主導研發的首款七速雙離合變速器將在今年下半年正式投產,該雙離合變速器將首先搭載于逸動車型上,替換之前匹配的愛信四速手自一體變速器。其最大可承載扭矩為270N·m,未來長安汽車還將在此基礎上開發適用于插電式混合動力車型的變速器以及下一代承載扭矩提升到300N·m的雙離合變速器。
在今年4月,東風汽車與德國格特拉克聯合開發的6DCT50雙離合變速器舉行了量產投放儀式。這款雙離合變速器采用濕式離合器,專門針對中小型乘用車研發的低扭矩雙離合變速器將大大提升了東風公司在供應商價值鏈的話語權,增強了東風自主乘用車品牌的競爭力。
目前上汽、廣汽聯合外方合作伙伴開發出了雙離合變速器,并且搭載在旗下諸多品牌車型上。吉利汽車曾在近3年前與澳大利亞DSI合作用了2年多時間,成功研發了一款7速電液聯合控制的濕式雙離合器變速器,并實現了工程樣車的成功搭載與路試,各項性能指標均居于世界前列,同時也培養鍛煉了一支優秀的國際化變速器開發團隊。
目前看來我國車企在推動雙離合變速器普及方面成了一種趨勢,在外購、技術合作等道路上選擇自主開發雖然是最艱難、投資巨大,但也是最踏實的一條路,一旦成功掌握了該項技術,就無需受到外方供應商限制,企業可以更加靈活的制定相關產品戰略規劃。
參考文獻
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Development Situation Analysis of DCT Dual-clutch Gearbox in our Country
WANG Ze-xue
(School of Automotive Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan,Hubei 430070,China)
Abstract:Electromechanical integration technology is a cross field of composite technology,it is the integration of the latest electronic technology and mechanical technology together,which is conform to the modern machinery industry enterprise technology development trend of the product.With the development of the globalization trend,the development trend of electromechanical integration is more and more prominent.The paper focuses on the core technology of electromechanical integration technology and main application fields,further understanding of the mechanical and electrical integration.
Key words:dual-clutch transmission;Dry clutch;Wet clutch
中圖分類號:U463.211
文獻標識碼:A
文章編號:2095-980X(2016)05-0071-01
收稿日期:2016-04-15
作者簡介:王澤學(1992-),男,湖北洪湖人,碩士研究生,主要研究方向:汽車CAD/CAE。