双离合变速器技术原理及发展前景

乔艳

摘 要：近年来国内汽车制造厂商的技术水平突飞猛进，且大众对生活质量的要求越来越高，使得双离合变速器的应用频率逐年提升。本文以提升双离合变速器的生产研发水平为出发点，首先对双离合变速器的国内外研究背景展开讨论，进而剖析DCT的具体工作原理，然后从优缺点角度出发分析DCT的种类，最终对DCT的发展进行展望。

关键词：汽车制造;双离合变速器;发展展望

引言

从全局的角度出发，汽车的变速系统正在从手动换挡逐步向自动换挡过渡，特别是当计算机技术介入到变速系统技术中以后更是如此。当前汽车的变速器主要有无级自动变速器、电控机械自动变速器以及液力机械自动变速器，上述三种变速器的具体性能都有所差异。其中，液力机械自动变速器与无级自动变速器都不会在换挡过程中出现动力中断现象，整体换挡品质较为优良，但其机械效率相对不理想，致使车辆的耗油量较高。电控机械自动变速器有着较好的机械效率，但是当汽车进行换挡时必须要对动力传递进行短期中断，在一定程度上给汽车平稳性以及动力性带来负面影响。为了从本质上突破上述几种变速器的缺陷，双离合变速器（DCT）应运而生，DCT是在手动变速器的基础上升级而来。DCT不仅继承了手动变速器的传动效率理想、整体结构简单且结构重量轻等优势，还将液力机械自动变速器的换挡优点融入进来，因此DCT能够实现车辆动力性与经济性的双赢。

1.DCT的国内外发展背景

1.1国外的DCT研究进展

自上世纪40年代起，国外就已经开始研发双离合变速器，一开始主要是以为重型车提供平稳动力强的行驶技术为初衷，但是没有得到成功的批量生产。上世纪80年代，国外两家公司加大对DCT的设计研发力度，将适用于赛车的DCT研发成功。考虑到当时的换挡系统整体控制能力较弱，因此只是实现了小规模的生产与应用。随后在90年代末期，另外两家汽车公司联合研发出双离合技术变速器，并将其应用于主流车型，从而实现了该变速器的批量生产。值得一提的是，该类变速器的实用性较强，于21世纪初投入生产，在汽车行业内掀起了DCT的热潮。

1.2国内的DCT研究进展

对于国内而言，汽车行业对DCT的重视开始于2007年，并将其列為汽车开发先进项目。次年，国家成立了中发联，该机构主要负责对DCT的研究与突破。2009年，吉利汽车公司通过自主研发的DCT得以在上海车展成功展出。随后，江淮以及比亚迪等国内汽车公司也不断加大对DCT技术的研发力度，并都取得了比较理想的成果。

2.DCT的工作机理

总体而言，DCT的工作原理相对比较简单，主要是两个单独的分变速箱借助各自的离合器与发动机进行连接，其中一个变速器中含有奇数挡，而另一个变速箱中含有偶数挡，两个离合器分挡位。在需要换装之前，下一挡齿轮已经提前进行预选。在该技术的协助下，离合器的分离结合时间最快可达0.1秒，明显提高了换挡效率，而且双离合器不仅仅是作为换挡用，而且还可以作为起步原件。

3.DCT的分类及其优缺点

当前已有的DCT主要有湿式与干式两种，湿式DCT是在密闭且充满液压油的腔体内工作，其主要借助墙体内的摩擦片进行扭曲的传递。因此，其具备较为出色的适应能力与散热能力。干式DCT则是直接借助摩擦片来进行扭矩传递，有着较为理想的传递效率与优良的经济性，但是很容易导致汽车摩擦热量高。DCT的优势主要集中在如下几个方面：首先是该变速器的无党无缝换挡效果较好，其动力不会间断，由于DCT的换挡间隔相对较短，且其具备交替换挡功能，使汽车会在换挡时保持持续动力输出，保证DCT的加速性能优异。然后，DCT会从侧面增添驾驶员的乐趣，并极大地提升了乘客的乘坐舒适性。考虑到DCT是集手动挡的灵活以及自动挡的方便为一体，所以DCT在换挡时会保证车速的平稳性，从而确保汽车在正常行驶时不出现顿挫现象，对于行车的舒适性来说是一种很大的提升。最后是DCT具备较为出色的燃油经济性，通过大量的统计数据表明，DCT的成绩不亚于传统的手动挡，而且干式DCT更是超越手动挡的6.4%。当然DCT也有其固定的缺陷，如果配有DCT的汽车行驶在城区内时，会经常面临堵车问题，在拥堵路段进行长时间的驾驶会让DCT的离合器长期处于半联动状态，致使变速器的整体温度迅速增加。特别是干式DCT会出现一定程度的磨损，最终导致汽车的故障率增加。

4.DCT的发展展望

相较于国外而言，国内开展自动变速器研究的时间相对较短，该类技术必须要经过多年的积累与沉淀才能到达一定高度。DCT的研发成本与创新难度都要明显高于液力机械自动变速器，且其能够对专利进行一定程度的规避。另一方面，我国在手动变速器领域的生产制造水平非常出色，而DCT的研发在一定程度上是基于手动变速器的升级与改造。近年来，国内的比亚迪、奇瑞以及吉利等公司都已经在该领域取得一定成绩。

总体而言，DCT在各个方面仍然存在许多提升的空间，国内各汽车制造公司可以在发动机的匹配以及调理方面更加出色。值得一提的是，汽车制造企业应当首先从摩擦材料的选取入手，尽可能选用高耐磨性的材料，同时改善其散热性能，对已有的换挡算法以及起步方法进行系统优化，尽可能追求经济性与动力性的双赢。通过分析工信部发布的中国油耗目标可以发现，当前汽车行业的目标为百公里消耗六升汽油，而对于2020年及以后生产的汽车应当向百公里五升耗油量努力。由此可见，国家对于耗油量的要求在逐步严格，使得国内大部分车企都将重点放在DCT的研发上。由于液力机械变速器以及手动变速器的技术已经相对成熟，可进步的空间较为狭小，而DCT的进步空间比较大，使得DCT在未来的汽车行业应用场景变得更为广泛。

近年来，国内的相关机构对变速器市场份额展开调查发现，手动变速器仍然是汽车市场的主体，但是DCT的使用量越来越多。由2005年的不足1%到2011年的6%一直到2016年的12%，这些数据表明DCT必然会成为未来的主导变速器。

结论

在DCT的研发程度方面，国内的车企尚处于起步阶段，因此还应当对DCT的核心技术进行攻关与创新，逐步提升汽车的实用性与经济性。对于国内车企而言，DCT很有可能会成为未来汽车变速器的趋势，当然也应当对其有所担忧。就当前的发展形势来看，汽车行业的首要工作重点是对市场进行客观的判断，从而做出更加适合国内汽车市场发展的决策，最终保障大众的消费权益与满足人民的生活需求。

参考文献

[1]韦昊，李志远，于博，王思婧.双离合变速器技术原理及发展前景[J].科技创新导报，2017，14（09）：74-75.

[2] 李育贤，左培文.DCT变速器技术发展状况与市场分析[J].汽车工业研究，2015（3）：21-24.