淺談DCT變速箱的技術發展
DCT,即雙離合自動變速箱,是當今自動變速箱領域裡的「標杆人物」。那麼,它是如何步步高升,擁有今天的成就地位呢?
DCT的「成名史」(發展史),可以算得上是歐洲人對機械美學與駕駛激情的執著追求史,他們用自己對駕駛感與操控性的理解不斷推進變速箱的研發與革新。
與汽車一同迭代
1889年,法國標緻發明了世界上首個變速箱,也就是手動變速箱MT,它的誕生在一定程度上促進了汽車產業的不斷發展,時至今日,大部分品牌的汽車仍將手動變速箱作為最基本的車型配置。
AT液力自動變速箱的產生比手動變速箱MT晚了19年的時間——1908年,福特T型汽車應用了全世界第一款2速自動變速箱,其可以說是現代AT變速箱的雛形。
1940年,美國通用開發出了真正意義上的AT變速箱,使用了液力偶合器和三排行星齒輪,提供了4個前進檔和1個倒檔。
而AT變速器重要的改進是在二戰期間,別克公司為坦克開發了液力變矩器,這個部件徹底為自動變速箱奠定了發展的基礎。到1948年,液力變矩器與其它部件的結合使用而定型為現在的AT變速器。
電控與兼容
隨著電子控制技術的發展,1969年法國雷諾汽車R16TA首先使用了電子控制變速箱,從此開始了汽車自動變速箱電控的歷史。
誰說魚與熊掌不可兼得?在1990年的時候,著名的運動汽車品牌保時捷964Carrera2車型上,首次裝備了Tiptronic變速箱,這款變速箱具備了手動/自動切換功能,在保證保時捷駕駛樂趣的同時又兼顧了日常的實用性,也是現在市面上手自一體動變速箱的鼻祖。
時代的必然產物
在自動變速箱發展的過程中,CVT無極變速箱與DCT雙離合變速箱可以說是自動變速箱的兩種衍生品,前者1958年由荷蘭DAF公司H.Van Doome博士發明,因承受扭矩有限,普及率並不是很高。
後者DCT雙離合變速箱,在其誕生之初就是因為無縫銜接換擋和優秀的動力傳輸而聞名,它融合了自動變速器和手動變速器的特點,基本原理類似於兩個手動變速器的完美融合,當掛入某一檔位時,而下一檔位已經預選,只需要通過兩個離合器的同時開閉過程完成動力交換,這樣保證了換檔的平順性,解決了手動變速器換檔時帶來的衝擊性和頓挫感。可以說,DCT的誕生是一個時代的必然產物。
那麼,DCT的未來將會怎樣呢?不論從汽車市場大環境來看,還是基於DCT產品本身的優勢,它的前景都會無限美好。
首先,DCT優勢明顯、應用廣泛,順應了全球變速箱市場趨勢。
DCT變速器基於平行軸式手動變速器MT發展而來,繼承了MT傳動效率高、結構緊湊、質量輕、價格低的優點,同時實現了無動力中斷的檔位轉換,這不僅保證了車輛的加速性,避免因換檔引起的急劇加減速情況,也極大改善了車輛運行的舒適性。因此DCT應用非常廣泛,既可以用在公共汽車、貨車等大中型汽車上,也可用於普通家庭乘用車、高檔商務乘用車、運動型車輛上。
在全球範圍內,伴隨著科技的發展與人們駕駛習慣的變化,以及城市道路日益擁堵、人們對駕乘舒適性的更高要求,MT的市場佔有率將逐年下降,CVT在日本市場能夠得到小範圍快速應用,但DCT市場份額則會繼續在歐洲以及中國逐漸擴大,在大舉採用AT的美國市場也會得到進一步提升。
從國內情況我們就不難看出,不只合資品牌車輛青睞DCT,自主品牌同樣也越來越多的加入DCT大家庭。一些整車廠正投資進行DCT的自主研發,更多的整車廠則選擇與獨立的變速器供應商合作。國內市場上,東風、長城、奇瑞、華晨等多款暢銷車型都配備了麥格納旗下的格特拉克雙離合變速器。格特拉克有80年的發展歷史,曾是世界上最大的乘用車和商用車傳動系統獨立供應商,於2016年被麥格納收購,其拿手好戲就是DCT雙離合變速箱。在國內,其與江鈴集團、東風集團都成立了合資公司,助力中國變速器產業的發展。
其次,DCT是出色的節能減排技術革新引領者,並且在動力總成電氣化的進程中處於領先。
在能源緊張、節能減排成為主旋律的當下,DCT高傳動效率、低燃油消耗的優勢更為突出,這是因為其特殊的設計結構,與配備液力變矩器的傳統自動變速器和CVT無極變速箱相比,僅有用於離合器和換檔控制的能耗損失。例如上述提到的麥格納旗下格特拉克雙離合變速器的能耗節省大約在5%左右 – 在特定的行駛環境和車型中,能耗甚至可達10-15%。而低油耗僅僅是其諸多優勢之一:格特拉克雙離合變速器不但具有非常好的駕駛舒適性,還提供無窮的駕駛樂趣,如賽車起步等特殊功能。
更值得一提的是,通過模塊化設計方案和獨特的扭矩分配技術,格特拉克雙離合變速器可通過在變速箱內部集成電機,直接轉變成混合動力傳動(HDT)。在雙離合技術上衍生的混合動力解決方案對整車廠商來說非常經濟實惠而且具有很高的靈活性,因為它對發動機沒有特定的要求,並且可以根據客戶需求採用不同型號的電機,從而輕鬆實現從48V輕度混合動力到400V插電式混合動力的全面擴展。隨著中國政府計劃2020年將節能汽車的燃油消耗降低到每百公里4.5L,相信屆時混合動力車型將大放異彩。
眾多市場應用實例已經無數次證明了DCT能夠滿足現代自動變速器的所有要求,加之DCT擁有包括槓桿執行機構、電動機驅動變速器執行機構在內的高效執行系統,定在油耗、動力、壽命的最高要求方面成為標杆。我們不難預見,汽車變速器的天下,將是DCT的天下。
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