轎車(chē)的雙離合器技術(shù)現(xiàn)在相當(dāng)普及，已經(jīng)不是什么高大上的技術(shù)，甚至有國(guó)外卡車(chē)廠(chǎng)商也拿出了裝備雙離合器的卡車(chē)。
雙離合變速器是采用兩個(gè)離合器協(xié)同完成變速過(guò)程。需要變速時(shí)，離合器1和離合器2都進(jìn)入半離合狀態(tài)，“退出盤(pán)”逐步分離的同時(shí)“進(jìn)入盤(pán)”逐漸結(jié)合，使整個(gè)離合過(guò)程在動(dòng)力連續(xù)傳輸?shù)那疤嵯峦瓿?。?jīng)過(guò)多年的發(fā)展，這種變速器已經(jīng)發(fā)展出干性和濕性?xún)煞N類(lèi)型，與初期產(chǎn)品相比也更加完善，不過(guò)，還是有車(chē)友在駕駛過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了諸如頓挫感、變速箱發(fā)熱、異響、甚至熄火等問(wèn)題。這就是雙離合變速器的“軟肋”。
1、基本結(jié)構(gòu)
雙離合器的基本結(jié)構(gòu)
從原理角度看，雙離合器就是兩個(gè)手動(dòng)單離合器組合在一起。當(dāng)離合器1準(zhǔn)備分離時(shí)，離合器2就進(jìn)入準(zhǔn)備結(jié)合狀態(tài)，兩組離合器以半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行交接。這樣的設(shè)計(jì)方式可以保證輸出動(dòng)力在不間斷的情況下完成擋位互換過(guò)程，所以，雙離合變速器基本符合自動(dòng)變速器的基本功能。
通常情況下，離合器1相連接的傳動(dòng)軸配置1、3、5等奇數(shù)擋，離合器2配置2、4、6等偶數(shù)擋。順序升擋時(shí)，離合器1和離合器2通過(guò)半聯(lián)動(dòng)進(jìn)行互換?，F(xiàn)在有的雙離合器可以完成“跳擋”，換擋在同一側(cè)離合器進(jìn)行。
雙離合器換擋時(shí)的交接過(guò)程很像接力跑運(yùn)動(dòng)員交接棒，接棒運(yùn)動(dòng)員在交棒前已經(jīng)做好準(zhǔn)備
動(dòng)力傳遞如同接力
雙離合變速器仍然沿用了離合器盤(pán)摩擦傳輸(半聯(lián)動(dòng)時(shí))動(dòng)力的方式。與AT的液力變矩器、CVT的連續(xù)變矩設(shè)計(jì)相比，這個(gè)設(shè)計(jì)在解決變矩+動(dòng)力傳輸過(guò)程中并不完美，有很大的提高空間。
2、輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速差
雙離合器在換擋時(shí)，面對(duì)的最大問(wèn)題是發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的輸出軸和變速箱一側(cè)的輸出軸轉(zhuǎn)速不同(轉(zhuǎn)速差)的問(wèn)題?？梢园艳D(zhuǎn)速差分為正向轉(zhuǎn)速差(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于變速箱轉(zhuǎn)速)和反向轉(zhuǎn)速差(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于變速箱轉(zhuǎn)速)。
(1)正向轉(zhuǎn)速差
正向轉(zhuǎn)速差有兩個(gè)含義：一是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速大于變速箱輸入軸;二是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸的扭矩大于變速箱輸入軸的阻力。汽車(chē)在行駛時(shí)具有相應(yīng)的慣性，換擋時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸在于離合器輸入軸結(jié)合的過(guò)程中既是一次轉(zhuǎn)速匹配的過(guò)程、也是一次驅(qū)動(dòng)力和阻力的的匹配過(guò)程。
正向轉(zhuǎn)速差代表了升擋過(guò)程，把擋位由低升高、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一定大于變速箱的轉(zhuǎn)速;同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩也大于變速箱的阻力。例如：某車(chē)型的汽車(chē)用4擋(離合器 2工作)以50km/h速度行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1800rpm;用5擋(離合器1工作)以50km/h速度行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500rpm;現(xiàn)在需要由4擋升到5擋，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在換當(dāng)前是1800rpm(4擋、離合器2)、離合器2(5擋)一側(cè)的轉(zhuǎn)速是1500rpm，通過(guò)離合器盤(pán)結(jié)合瞬間發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到1500rpm。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的扭矩大于變速箱(車(chē)身慣性)，會(huì)將行駛的車(chē)身向前拉一下;大多數(shù)駕駛者可能感受不到這種細(xì)微的變化是因?yàn)樗c前進(jìn)方向一致，加上車(chē)身減震系統(tǒng)等綜合因素疊加后傳遞到駕駛者身體已經(jīng)很微小。
(2)反向轉(zhuǎn)速差
如果車(chē)輛用5擋在長(zhǎng)上坡路段行駛，當(dāng)速度降至50km/h需要降擋增加扭矩時(shí)，離合器2會(huì)準(zhǔn)備好4擋進(jìn)入換擋程序。這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器1的轉(zhuǎn)速為 1500rpm，離合器2(4擋位)輸入端的轉(zhuǎn)速1800rpm，顯然并不匹配。當(dāng)離合器2進(jìn)入半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，行車(chē)電腦需要將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高到 1800rpm才和離合器2的輸入軸轉(zhuǎn)速匹配;還有一個(gè)因素是作用在離合器軸上的車(chē)身慣性形成的扭矩也大于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩，這個(gè)匹配很更加困難。
通常駕駛者會(huì)在離合器接合時(shí)感到“頓”了一下，也就是大家常說(shuō)的“頓挫感”?；驹蚓褪请x合器在匹配反向轉(zhuǎn)速差時(shí)只能照顧到轉(zhuǎn)速因素，由于工況太復(fù)雜，使用離合器片的方式進(jìn)行反向扭矩匹配難度太大。“頓挫”是發(fā)動(dòng)機(jī)瞬間給了變速器(車(chē)身慣性)一個(gè)反向力引起的。因?yàn)榉聪蛄颓斑M(jìn)方向相反、和整個(gè)減震系統(tǒng)的慣性也相反，駕駛者常常會(huì)感受到。
很多人提到的油門(mén)踩到底(地板油)有頓挫感也和這個(gè)原因相關(guān)，所以，在駕駛雙離合車(chē)型時(shí)，最好在加油時(shí)柔和一些，對(duì)延長(zhǎng)車(chē)輛使用其很重要。
3、離合器片的作用與問(wèn)題
AT 的液力變矩器和CVT的連續(xù)變矩完全放棄了使用古老的“離合器片”結(jié)構(gòu)，除了本田8速雙離合變速器(也使用液力變矩器)外，絕大多數(shù)DCT仍然繼續(xù)沿用離合器片變矩設(shè)計(jì)，把手動(dòng)變速器的單離合器組合成了“雙離合器”。這也是雙離合變速器名稱(chēng)的由來(lái)。為了解決大扭矩動(dòng)力總成的離合器片在摩擦過(guò)程中產(chǎn)熱量較大的問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員想到了用油降溫，所以，扭矩較小的DCT一般使用“干式離合器”、扭矩較大的DCT就使用“濕式離合器”。下面是這兩種離合器片的結(jié)構(gòu)圖片：
濕式離合器
干式離合器
兩種離合器類(lèi)型的詳細(xì)介紹這要在網(wǎng)上收索一下就行，在這里只討論與駕駛相關(guān)的問(wèn)題。有一款車(chē)型在說(shuō)明書(shū)中注明使用DCT時(shí)，如果遇到離合器過(guò)熱報(bào)警，只需在路邊讓車(chē)輛停下來(lái)幾分鐘就行，目的是讓離合器中過(guò)多的熱量散去。
在擁擠路段走走停停，離合器多數(shù)時(shí)間處于半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)，離合器片摩擦產(chǎn)生的大量熱量使局部溫度明顯升高。高溫會(huì)導(dǎo)致離合器的分離與結(jié)合過(guò)程反應(yīng)減慢、工作不到位等，此時(shí)可能出現(xiàn)抖動(dòng)、異響或者頓挫，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)報(bào)警、熄火。具體原因是多方面的、金屬受熱膨脹、變性、彈性下降，傳感器失效、變速箱油泵障礙…都可能影響離合器正常工作。
有的說(shuō)明書(shū)可能建議駕駛者在擁堵路段使用手動(dòng)模式，因?yàn)樵谑謩?dòng)模式下只有一側(cè)離合器處于半聯(lián)動(dòng)，產(chǎn)生的熱量要少許多。中低速條件下行車(chē)時(shí)，能夠預(yù)先判定減速時(shí)可以提前“點(diǎn)”一下剎車(chē)、讓離合器系統(tǒng)提前做好減速換擋準(zhǔn)備有助于減少半聯(lián)動(dòng)的使用時(shí)間。有的車(chē)型加裝了“自動(dòng)駐車(chē)系統(tǒng)”可以通過(guò)自動(dòng)剎車(chē)來(lái)緩解離合器半聯(lián)動(dòng)的工作狀態(tài)，停車(chē)時(shí)由自動(dòng)駐車(chē)負(fù)責(zé)、起步時(shí)再轉(zhuǎn)變成半聯(lián)動(dòng)負(fù)責(zé)。
除了離合器片摩擦產(chǎn)生的熱量外，發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行產(chǎn)生的熱量傳遞到變速箱也是溫度過(guò)高的原因之一。
4、控制系統(tǒng)(TCU)
對(duì)于DCT的動(dòng)力總成來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有大量的信息采集傳感器、處理和控制程序，只有離合器硬件本身是無(wú)法正常工作的。其中，電控系統(tǒng)的處理策略設(shè)計(jì)更是衡量 DCT性能的核心指標(biāo)。目前DCT的領(lǐng)跑企業(yè)(比如大眾DSG、保時(shí)捷PDK、福特Powershift等)所具備的核心競(jìng)爭(zhēng)力主要體現(xiàn)在電控系統(tǒng)方面，至于變速器硬件部分的區(qū)別差別并不明顯。
經(jīng)常有報(bào)道說(shuō)某款車(chē)型的DCT出現(xiàn)故障后在4S店通過(guò)電腦程序更新獲得解決，就是因?yàn)檠邪l(fā)企業(yè)在不斷更新設(shè)計(jì)程序來(lái)解決車(chē)輛行駛中的DCT工作缺陷問(wèn)題。對(duì)于手動(dòng)擋駕駛來(lái)說(shuō)，一切路況都有駕駛者隨機(jī)選擇適當(dāng)?shù)膿跷粦?yīng)對(duì);對(duì)于雙離合變速箱來(lái)說(shuō)，工程人員只能根據(jù)油門(mén)、剎車(chē)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車(chē)速等信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)變速箱工況。有時(shí)，完全矛盾的行車(chē)狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)相同的信號(hào)，各種偶發(fā)性狀態(tài)又無(wú)法通過(guò)信號(hào)加以區(qū)別，所以，不斷更新控制程序比變速箱結(jié)構(gòu)本身還重要許多。
已經(jīng)使用DCT車(chē)型的車(chē)友不妨多注意TCU更新信息。新的TCU程序不但可以減少故障發(fā)生的幾率，有時(shí)還可以使動(dòng)力性能得以提升、或者降低耗油量。
5、發(fā)動(dòng)機(jī)因素
發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩是在不斷變化中的，所以，變速箱的工作狀態(tài)、甚至上面提到的各種變速器故障也和發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)。
(1)輸出扭矩
全負(fù)荷與部分負(fù)荷下的輸出扭矩質(zhì)量如何都會(huì)對(duì)DCT造成影響;自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出特性不同，也會(huì)對(duì)DCT產(chǎn)生影響。比如，在多高轉(zhuǎn)速時(shí)為最佳換擋時(shí)機(jī)?渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的換擋轉(zhuǎn)速會(huì)低一些，綜合耗油量也會(huì)低許多。
在擁擠路段，小負(fù)荷輸出扭矩比較穩(wěn)定、充足的發(fā)動(dòng)機(jī)可以給DCT提供更好的擋位選擇空間;反之，則需要用頻繁換擋來(lái)彌補(bǔ)輸出扭矩不足，容易引起故障。
正常請(qǐng)況下，DCT雖然只有帶擋位的齒輪在工作，另一組空轉(zhuǎn)齒輪組也在空轉(zhuǎn)，總體消耗的動(dòng)力是相對(duì)穩(wěn)定的。如果輸出扭矩不同的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)配置了同一型號(hào)的DCT，輸出扭矩較小的發(fā)動(dòng)機(jī)總成輸出效率就更許多。
(2)溫度傳遞
DCT 的高溫故障是最大的軟肋所在，其實(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度也是引起離合器高溫的重要原因。原因有兩點(diǎn)：第一、在容易發(fā)生DCT高溫的長(zhǎng)時(shí)間低速行駛中，發(fā)動(dòng)機(jī)也處在產(chǎn)熱較多和散熱較差的易發(fā)高溫工況;第二、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱緊密相連形成一個(gè)整體，熱量相互傳導(dǎo)。如果可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，同樣可以適度降低DCT高溫發(fā)生的幾率和程度，有利于DCT的正常工作。
6、應(yīng)該淘汰“離合器”?
分析了這么多問(wèn)題，其實(shí)都是“離合器結(jié)構(gòu)”惹的禍。
在變速過(guò)程中，無(wú)論是手動(dòng)擋還是雙離合變速器，離合器片都無(wú)法精確完成轉(zhuǎn)速匹配引起“頓挫”，離合器片相互摩擦產(chǎn)生的熱量引起故障、離合器片接觸式傳遞帶來(lái)的效率損失等都是難以克服的缺陷。如果不否定已經(jīng)使用了近百年的離合器設(shè)計(jì)，更合理的設(shè)計(jì)就難以出現(xiàn)。
