變速箱在汽車動力系統中的重要性僅次于發(fā)動機。發(fā)動機與變速箱的關系好像“馬”與“鞍”,只有兩者搭配適當,騎手方能隨心所欲。由于汽車的使用條件比較復雜,牽引力和車速變化范圍相當大,因此在傳動系統中設置了變速箱。變速箱位處離合器和傳動軸之間,它將發(fā)動機的動力和轉速輸出進行調節(jié)后,再傳給驅動輪,其作用主要是改變傳動比,擴大扭矩和轉速的變化范圍,以適應經常變化的行駛條件。
目前市場上最為常見的變速箱主要有“手動”和“自動”兩種。傳統的手動變速箱,優(yōu)點在于結構簡單可靠、換擋迅速、燃油經濟性好,但操作起來相對復雜,容易油離配合不到位。自動變速箱的優(yōu)點在于駕駛輕松,對新手來說操控更加簡單,但它換擋反應較為遲緩,燃油經濟性也不及手動擋。由此,就出現了一種綜合了“手動”和“自動”各自優(yōu)點的變速箱——雙離合器變速箱。
坐進裝配了雙離合器變速箱的車,你首先會發(fā)現,它和自動擋車差不多,都沒有離合器踏板。直到汽車啟動、加速,才開始真正體會到雙離合器變速箱這一先進技術的魅力所在——快捷、靈敏、平順,手動換擋絲毫沒有頓挫遲滯的感覺。
顧名思義,雙離合器變速箱擁有兩個離合器和兩套輸入輸出軸,與變速箱裝配在同一個機構內。在自動控制器的作用下,兩個離合器互相配合工作。雙離合器變速箱的工作原理在于,它可以使變速箱內同時有兩個擋位嚙合。當汽車正常行駛時,一個離合器控制單數擋位齒輪,另外一個離合器控制雙數擋位齒輪。一個離合器與變速箱的某一擋位相連,將發(fā)動機的動力傳遞到驅動輪;換擋前,電腦根據汽車速度和發(fā)動機轉速對駕駛者的換擋意圖做出判斷,控制另一個離合器,使其提前與下一個擋位的齒輪組相連,但只處于準備狀態(tài),還沒有與發(fā)動機輸出軸相連。也就是說,當變速箱掛入一擋時,二擋齒輪就已經嚙合,等到換擋時機一到,第二個離合器就與發(fā)動機輸出軸接合而換入二擋,同時第一個離合器斷開。就在此時,由第一個離合器所控制的三擋齒輪組也同步完成了嚙合等待換擋指令,就好像接力賽一樣。這樣一來,變速箱在換擋過程中,動力實際上根本沒有被切斷過。極短的換擋時間只帶來了微小的液壓功耗損失,使整個換擋過程達到了最高效率,從而降低了能量的損耗,自然也就提高了加速性和車輛燃油經濟性。
雙離合器變速箱的兩個離合器是由位于變速箱頂部的電子液壓控制系統來操控的。除了排擋桿可以控制外,車輛的方向盤上往往還配有手動控制的換擋撥片。在行駛中,兩種控制模式之間可以隨時切換。和傳統手動變速箱一樣,如果不做升擋操作,即使將油門踩到底,雙離合器變速箱也不會自動升擋,在車輛減速過程中,也可以實現跳躍降擋。
雙離合器變速箱是于1940年由Darmstadt大學教授Rudolph Franke發(fā)明的,起初只是在卡車上試驗,沒有批量生產。隨后,雙離合變速箱技術開始被應用在賽車上。換擋間離合器的分離會造成動力傳遞的暫時中斷,這對普通汽車沒有什么,但對于賽車來說就是致命的問題,因為在競爭激烈的賽場上,0.1秒的時間都是寶貴的。為了解決這個問題,保時捷公司于上世紀80年代將這一技術應用在賽車上。但由于一些技術問題難以解決,這種變速箱無法大量生產。直到上世紀90年代,德國大眾公司對其進行重新設計,增加大量液力機構,推出了一種簡稱DSG(英文全稱:Direct Shift Gearbox)的雙離合變速箱,并開始量產,應用在一般轎車上。高爾夫R32是第一款使用了雙離合器變速箱的量產車型。從此,該技術開始被應用于主流車型。
現如今,雙離合器變速箱已被廣泛應用和推廣,并開始逐步裝配于各種車型上。我們不僅能在寶馬M3四門轎車版和旅行版、奧迪TT、保時捷2009款卡宴等豪華車上看到雙離合器變速箱,消費者在購買新?怂、高爾夫GTi、新款三菱EVO X等中低端車型時,也可以選裝這一配置。
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