横置双离合器自动变速器相关节油方法研究

崔刚，方志勤，刘春峰，汪敏

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

引言

随着越来越严格的国家油耗限值要求，汽车节油技术成为各大汽车生产商研究的重点工作之一，变速器作为汽车的核心组成部件，对整车油耗有着重要影响。

湿式双离合器自动变速器有着结构紧凑、重量轻、效率高以及环境适应性好等优点。近年国内各大汽车公司陆续开发和推出湿式双离合变速器产品，它采用油冷方式给离合器摩擦部件冷却，能够改善了双离合器的使用环境，提高其可靠性[1]。

本文通过对某湿式双离合自动变速器及车辆进行相关的测试及研究分析，提出变速箱相关节油技术方案。

1 节油方法说明

1.1 多档化

变速箱档位数量的增加有利于拓展其速比范围。更多的档位保证行驶过程中更好的覆盖发动机最佳经济区域，从而改善整车的燃油经济性。通过对搭载双离合变速器某车型进行软件仿真分析及实车测试，结果表明增加1个档位，整车油耗降低约2%～3%。

1.2 提高变速箱传动效率

1.2.1 控制工作油温

双离合器自动变速器多采用电子液压控制系统，冷却润滑及液压控制系统均以油液作为媒介，而油液粘度受温度影响较大。某湿式双离合自动变速器油温与效率实测结果如图1和图2所示。

测试结果表明该双离合自动变速器从常温工况开始传动效率随温度升高而升高，在90℃～100℃达到最佳工作温度，然后温度继续升高，传动效率逐步降低。因此通过控制合适的变速箱油温有利于提高整机传动效率。

图1 1档相同输入扭矩下油温与效率关系曲线

图2 2档相同输入扭矩下油温与效率关系曲线

通过设置电子开关或电子节温器对变速器热交换器外部水路进行智能调节和控制。图3为某双离合变速器常闭式外部水路电子开关阀控制逻辑，在保障发动机水温达到正常工作温度的前提下，智控制变速箱外部水路电子开关开启时机，保持变速箱更多的在最佳温度区域内工作，实现提高变速器效率的目的[2]。

图3 双离合变速器外部水路电子开关控制逻辑

1.2.2 降低搅油损失

通常横置湿式双离合变速器加油量约为6L～7L，较手动变速器2L左右润滑油量有较大幅度增加，油量的增加导致其传动系统尤其是主减速器上的从动大齿轮搅油损失明显增加，降低搅油损失是提高传动效率一个重要方面，分析确认主要有如下两种方法。

①减少加油量，以降低旋转件在油液中的浸没深度。可通过液压仿真及试验手段确认合理加油量，减少油液冗余[3]。

②设置专用档油板或档油特征，将主要搅油部件如主减从动大齿轮搅油区域与油腔隔离，如图4所示。

图4 主减从动齿轮增加档油板方案示意图

针对某 6档湿式双离合自动变速器有/无档油板方案进行效率对照测试，3档测试结果如图5、图6所示为。数据表明增加档油板后，整机效率有一定的提升，尤其是的低输入扭矩下，效率提升明显。

图5 低输入扭矩3档效率对照测试结果

图6 高输入扭矩3档效率对照测试结果

1.2.3 降低机械油泵损耗

湿式双离合变速器液压力通常由机械油泵提供，有研究表明整机中低负荷下油泵功率损失占比超过了 40%，因此降低油泵损失是提高整机效率重要课题。

图7 主油路压力与油泵功率消耗关系图

针对某双离合自动变速器油泵开展功率损耗测试，主油路压力与油泵功率消耗之间的关系示如图7所，结果表明确定的转速下，油泵功率消耗随主油路压力的增大而增大。

以下是某双离合自动变速器针对主油路压力进行精确优化和调整。开展整机在90℃、200Nm、3000r/min条件下效率测试如图8所示，结果表明降低实际主油路压力后整机效率有一定幅度改善。

图8 主油路优化调整效率对照测试图

1.3 优化控制策略

1.3.1 换挡Map优化

自动档车变速器换挡Map对整车油耗有直接的影响，在保证车辆正常动力性要求的前提下，通过适当降低中小油门开度下车速，保持车辆在更多的高档位、较低的发动机转速下运行，并且保证各档位之间换挡车速对应的发动机转速基本一致，覆盖发动机万有特性的低油耗区域，可实现整车良好的经济性。同时在实车上进行精确的标定，确保良好的驾乘感受。

此外降档与升档保持一定的换挡延迟，避免频繁换挡问题发生导致额外功率损失及影响驾驶感受。

1.3.2 蠕动策略优化

通过对某搭载双离合自动变速器车辆进行转毂测试，确认搭载双离合变速器车辆NEDC工况1档、2档平均油耗明显高于MT车型。通过计算分析过程数据，搭载该双离合自动变速器整个NEDC工况1档、2档总输出能量与总输入能量比值，获得上述两档位平均效率值，如表1所示。

表1 NDCT工况平均效率统计计算结果

自动变速器1档、2档平均效率值明显低于手动变速器，分析确认造成上述差异的原因是搭载双离合变速器的车辆 1档、2档设置有蠕动工况，即在1档、2档、油门开度0%状态起步及低速行驶过程中，车辆处于蠕动状态。双离合器保持滑摩状态，输入与输出存在转速差，导致输出能量转化为热量损失。

通过精确标定适当提高蠕动过程离合器压力值，增大传扭能力，快速将车辆提升至稳定车速，缩短蠕动时间，从而提高1档、2档平均效率，改善整车油耗。

2 结束语

上述分析结果表明双离合变速器档位数量选择、硬件结构设计、外部冷却系统匹配及软件控制策略均会对搭载车辆燃油经济性产生影响，通过系统的优化可以有效改善整车燃油经济性，实现节油目的。