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美式力量DCG,通用汽车双离合变速箱新杰作10大亮点

以欧盟排放标准为标杆,近几年全世界国家和地区都在不断提升家用汽车的环保性能法规。于是在汽车行业内,欧美系品牌再次掀起更符合减排趋势的小排量涡轮增压技术。与发动机技术的不断革新相并行,变速箱技术也得到了大幅度提升。
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小知识:湿式与干式双离合变速器

一、什么是双离合变速器?

双离合变速器的概念是1939年由法国人阿道夫·加尔奇(Adolphe Kégresse)最早提出的,最初希望应用于当时的雪铁龙Traction,这个时间甚至比自动变速箱的诞生时间都要早。然而,双离合变速器由于较为复杂的机械构造,在当时电控技术尚不成熟的情况下,并未获得顺利发展,因而让自动变速器舒舒服服的过了好几十年没有竞争的日子,直到近几年才逐渐在大众等厂商的大力推广下逐渐“发迹”,成为与自动变速器、无级变速器并列的民用车主流变速形式之一。

很多人会想当然的将双离合变速箱看做是自动变速箱的升级版,实际上双离合与自动变速器是截然不同的技术,从工作原理上看,它更接近手动变速器,不同之处在于,双离合变速箱内部含两台自动控制的离合器,由电子控制及液压推动,能同时控制两台离合器的运作。

当车辆行驶时,一组齿轮首先处于啮合状态,而接近换挡时,下一个挡位的齿轮已被预选,只是与下一个挡位对应离合器仍处于分离状态;当换挡时,先前处于结合状态离合器分离,同时另一组离合器啮合,由于两组离合器片的动作是同步工作的,因此换挡过程中动力传递中断的时间微乎其微,几乎难以察觉到,因而保证了动力传递的持续性与连贯性。

双离合变速器没有传统变速器的液力变矩器,而是依靠离合器片的摩擦直接将扭矩传递到驱动轴上,因此不像液力变矩器那样损耗动力。但相应的,没有液力变矩器的缓冲作用,两组离合器片在换挡操作时,产生的冲击感也比较容易被感知到。

二、干式与湿式又是怎么回事?

了解了双离合变速器的工作原理,接下来再解释干式与湿式离合器的区别。从工作原理和基本构造上,干式双离合与湿式双离合变速器并没有本质上的差别,不同之处在于双离合器摩擦片的冷却方式:湿式离合器的两组离合器片在一个密封的油槽中,通过浸泡着离合器片的变速器油吸收热量,而干式离合器的摩擦片则没有密封油槽,需要通过风冷散热。

两种双离合变速器各有什么特点呢?我们首先看看湿式双离合变速器,由于离合器片为液体冷却,热量传递效率高,因而具有散热效果好的优势。得益于这个保障,离合器的耐受能力要强过干式双离合变速器。湿式双离合变速器的离合器片可以承受较大的动力传递,也能更好的适应较为激烈的驾驶环境,因此在一些发动机功率和扭矩输出较大的车型上,往往采用的都是湿式双离合变速器。

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言归正传:

2014年4月,上海通用汽车正式发布Ecotec Power高效动力系统正式进入市场,新的动力系统除了再次革新的Ecotec小排量发动机之外,拥有50多项专利的通用DCG变速箱同样成为业界焦点。

如果说DSG变速箱是大众汽车“德式奔跑”的利器,那DCG则是代表通用汽车“美式力量”的杰作。但DCG毕竟是后来者,后来者要想居上就必须拿出更过硬的本领。

借前车之鉴,十大设计亮点赢得头筹

DCG的工作原理与其他双离合变速器工作原理类似,但是有了前车之鉴,在设计细节上DCG考虑更为周全。十大设计亮点让DCG的运行更安静更高效更可靠。

亮点1:拥有专利的PowerPack控制设计

以前阵子大众汽车DSG出现的故障为例, DSG变速器的电控单元在箱体内部,长期使用有可能出现结晶现象。同样是干式双离合变速器,DCG变速器则将名为PowerPack的控制单元安装在了箱体外部,从根本上提升了设计的可靠性和安全性,并且为拥护提供更为出色的换挡体验。

亮点2:独特设计和特种材料

在设计研发阶段,通用的技术团队对已有经验和未知的可能性进行了缜密思考和反复论证,充分考虑了中国城市频繁起步、停车的城市拥堵,郊区多坡,甚至南方城市高、潮湿度等实际路况,为DCG双离合变速箱开发了一套独特的摩擦材料,再配合离合器压盘更大的面积和厚度,DCG比标准干式离合器具备更大的热容量,也拥有更出色的耐磨性和可靠性。

亮点3.采用特殊配方变速箱油

为了进一步改善变速箱的工况环境,通用汽车专门为DCG变速箱研制了新型变速箱油DEX-DCT。它拥有优异的性能,不会与通用DCG变速箱中任何材料发生不良反映。DCG的研发周期为5年,期间通用一直使用DEX-DCT进行开发。这种油的寄生损耗非常低,出厂时就已经加注到变速器中,并且终身无需更换。

亮点4. 三轴7挡,布局设计紧凑

DCG变速箱采用与手动变速箱类似的齿轮箱结构和三轴设计,有7个前进挡和一个倒挡。设计上,DCG实现了倒挡与前进挡的整合,因此拥有紧凑的尺寸和轻盈的质量,是高传动效率和高经济性的前提。

亮点5.宽泛的速比提高行驶效率

紧凑型设计的DCG双离合变速箱拥有大速比的特点,具备了7.47整体速比(OAR),能够在驾驶员需要时最大程度释放发动机扭矩,最大可匹配扭矩250N·m的发动机,并兼容前轮驱动和全轮驱动,最多可适应4种不同的主减速比和9种挡位速比设置,从而能够匹配未来众多发动机和底盘组合。

亮点6.双离合器与同轴伺服缸

DCG变速箱使用同轴从动缸取代了传统杠杆或齿轮驱动装置。这一装置够避免了机械系统的复杂性,在提供精确补偿的同时,还能有效降低系统的重量和噪音。

亮点7.支持启/停功能

DCG变速箱的电动泵和蓄能器能够提供自动启/停功能运行时所需的能量储备。得益于DCG对燃油经济性的贡献、配合启停功能、整车轻量化等新科技运用,全新一代科鲁兹的燃油经济性提升超过15%。

亮点8. 螺旋形齿轮和精加工齿轮

DCG变速箱内100%采用了螺旋形齿轮,优势是降低齿轮负载的同时减少噪音。这种螺旋形齿轮制造采用了热后硬面精加工,其制造工差是传统制造工艺无法企及的,而大规模的FEA分析在有效降低变速箱质量的同时,又确保了变速箱的刚度。近乎于完美的设计和工艺使得DCG拥有超乎平常的平顺性和静音性。

亮点9.高速TCU和高精度电控制模块

DCG外置的高速TCU拥有高于每秒320次的运算能力,其智能传感系统还拥有主动学习能力,这意味着DCG能够以闪电般的速度响应和预判驾驶者意图,时刻以最佳姿态作出响应。另外,高精度机电控制模块的设计间隙极小,压力传递损失得到了优化,更使得DCG的每一个响应都精准、连贯、顺滑。

亮点10.独立过滤器设计

由于变速箱油终身无需更换,DCG变速器在其使用寿命中是无需维护的,让使用过程更便利、更省心。工程师还为DCG设计了独立过滤器,以隔绝杂质进入变速箱壳体内,让消费者更放心。

可靠、可靠、更可靠

因为不适应中国拥堵路况,原本被美誉为“变速器终点”的DSG曾经出现水土不服,失效故障把双离合概念拉下神坛,导致消费者对所有双离合变速箱有了顾虑。在笔者看来,其实大可不必。

首先仔细读过前面的介绍后,我们就不难理解,DCG变速箱与DSG变速箱在设计构架上完全不同,甚至考虑更为周全。因此在结构上避免了出现与DSG变速器类似的失效模式。
其次,DCG研发过程中,通用汽车利用其全球网络优势对消费者需求进行了充分理解,对概念设计进行数学建模分析,并进行了大量的系统测功仪测试、车辆路策、零部件测试。之后又在世界各地最严酷的使用环境下进行道路环境测试。高温潮湿、酸性腐蚀、粉尘污染、山路和高海拔、城市拥堵、暴雨风雪低温等极限状况均被考虑在内,累积起来等同于DCG变速箱项目进行了425万公里测试。对消费者来说,这就代表每一台DCG变速箱都拥有卓越的可靠性。

稳扎稳打,专利握在手

DCG变速箱由通用汽车、上汽集团和上海通用汽车联合开发。项目之初就有非常明确的设计目标:即打造拥有敏捷、平顺、舒适换挡体验,高效燃油经济性和紧凑型,具有超越竞争对手可靠性,同级静音水准最高的双离合变速器。

DCG变速箱集中了50多项技术专利,三大子系统都采用了独一无二的设计并申请了专利。在DCG变速箱的设计和测试过程中,工程师使用了来自全球各地的动力系统与之匹配,以确保DCG变速箱的可靠性。虽然进入市场比大众汽车DSG晚了几年,在经验的积累和技术改进上却有更多优势 。

根据通用汽车全球高效动力总成战略,DCG变速箱未来将与11款Ecotec小排量发动机相配合,为通用汽车旗下5大品牌的27款车型提供动力。这预示着德美高效动力科技之战正式拉开帷幕。

通用新双离全变速箱-7档DCG双离合干式变速箱:我是双离合,但请别叫我DSG!

有了动力,无处施展也白搭,变速器是动力传输的关键环节,为了最大限度将Ecotec发动机好容易提升的动力尽可能地利用起来,上海通用研发了与之匹配的DCG 7挡干式双离合变速器,你没看错,这不是你熟悉的那个DSG!

虽然只差一个字母,但是DCG跟DSG的区别还是蛮大的,DCG顶着极大的舆论压力,但作为后来者,DCG有前车之鉴,设计时极力避免重蹈覆辙,三轴式设计让结构非常紧凑,同时电控液压系统PowerPack控制单元将电子电路安装在变速箱的外面,从而隔绝了变速箱油的反应对控制电路板和电脑的影响,此前DSG的问题就被指跟变速箱油受到污染而影响控制系统有关。

为什么DCG比DSG来得这么晚?通用的工程师们底气比其他厂商更足一些,因为他们一直是自己在研发变速器,虽然有法雷奥这类的供应商全程参与,但是知识产权却牢牢掌握在自己手中,还有就是紧凑的DCG里面,竟然已经内置了适应自动启停系统而增加的蓄能器,能够在发动机熄火再点火的时候,迅速响应离合器而无需额外的能量,还是非常聪敏的设计。当然作为动力总成的一部分,DCG的NVH也需要为静音使把劲儿,包括倒挡齿轮在内100%使用螺旋形齿轮,降低齿轮啮合负载与噪音、保证高啮合系数。

当然我们更关心这套DCG能否禁得住中国式堵车的考验,上海通用的工程师直言不讳他们虽面临的巨大挑战,他们声称能够尽量避免双离合器常见的一些问题,如利用加大加厚的离合器片来实现更大的热容量来抵抗长时间低速状态的摩擦热,设计了专利的同轴从动缸(CSC)离合器驱动系统来取代传统杠杆或齿轮驱动装置,在降噪同时提高稳定性和耐久性,从上海通用工程师的表情,可以读出他们对于DCG可靠性的一种坚持与肯定,目前通用别克SUV系列之一的昂科威的20T车型(1.5T SIDI发动机)已经配备了这种变速箱,我们在这里不妨拭目以待,终结途观“神车”的神话吧!

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