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对于中国车主来说,大众dsg变速箱可能是一款让人又爱又恨的变速箱。爱的是它的纯粹欧洲血统、浓郁的“德味”,舒适与运动、高性能与节能在这套变速箱上得到了很好的结合;恨的是早期干式变速箱频频出现的故障问题,以至于不少车主对于新款的湿式双离合变速箱也依然存在偏见。

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理性来看,经过多轮的技术革新与细节调整,大众dsg变速箱在技术方面已经相当成熟,早期的问题几乎很少出现在如今的、变速箱上。在高端车型、插混车型与纯电车型方面,大众也推出了不同的变速箱产品,使其dsg变速箱家族日益壮大,适应了不同的细分市场。

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日前,搜狐汽车·黑客走进大众汽车培训学院,详细了解了大众dsg变速箱的发展历程、技术细节与工作原理,本期黑客关键词,我们就来仔细聊一下大众的变速箱技术。

[·双离合变速箱的起源?·]

双离合变速箱的起源比较魔幻,你可以说它是德国血统,也可以说它有着法国风情,这是因为这项技术有着两种起源论。

其一是,1940年,德国大学教授 第一个申请了双离合变速箱的专利,这项技术曾经在卡车上进行过实验,效果拔群,但最终没有投入量产,只是占了一个专利的名头。

其二是,1939年,法国人阿道夫·加尔奇构思了双离合变速箱的设想,希望能将其应用于雪铁龙的前驱车型上,但最终也没能投入量产。

不论两种起源哪一种才是双离合变速箱最早的起点,相同的是,它们的诞生都处在二战时期,特殊的商业环境使得这两种设想都没能落地量产。

直到20世纪90年代末,大众集团与博格华纳联手,合作研发并生产了第一款适合大批量生产与应用在普通汽车上的dsg双离合变速箱。又过了几年,2002年,大众集团才终于将这款变速箱装配在了高尔夫r32与奥迪ttv6上,而自2003年开始,这款变速箱被相继推广到高尔夫与其他车型上。

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正是这款变速箱的面世,让大众成为了第一家能够量产双离合变速箱的车企。当然,第一个“吃螃蟹“的人少不了被螃蟹夹的痛苦,早期的双离合变速箱由于技术不成熟,设计上尚存缺陷,导致产品故障率远高于其他厂商,为此,大众吃尽了苦头。

但好在大众的坚持,也让双离合变速箱有了更多的发展土壤。从2003年至今,本田、通用、戴姆勒、吉利等全球范围内的整车厂都在进行双离合变速箱的研发与应用,使得这类变速箱成为与at、cvt、amt并列的四大变速箱类型。

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如今,大众已经有了覆盖基础车型、中端车型、高端车型甚至是新能源车型的双离合变速箱产品,dsg变速箱也在如今的双离合变速箱市场中占据了重要的位置。

[·大众dsg变速箱家族有多少款变速箱?·]

细数下来,大众的dsg变速箱家族一共包含了、、、、、、、、 9款双离合变速箱。

仔细观察可以发现,大众dsg变速箱分别拥有dq与dl两种前缀,二者的含义分别是dct横置变速箱与dct纵置变速箱。通常而言,dq系列的横置变速箱与大众的入门级车型与中端车型匹配,dl系列的纵置变速箱则与大众集团旗下的高端车型相匹配,最高端的变速箱甚至被用在了奥迪r8与兰博基尼小牛两款车型,能够承受近·m扭矩的输出。

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单独从每一款变速箱来看,其中,是唯一一款干式变速箱,作为湿式变速箱的改良款产品,这款变速箱拥有更好的燃油经济性,对比前代产品能够节省超过10%的燃油;且由于节省了相关液力系统,的动力摆布性也更加优秀。

但由于缺少机油润滑与自身存在的一些问题,导致搭载这款变速箱的车型出现了不少怠速抖动、换挡不平顺的问题,严重的甚至出现了车辆换挡失速、变速箱报错等问题。也是在这款变速箱之后,大众的dsg变速箱全面转向了湿式双离合变速箱路线。

在此之后,大众先后推出了、、、四款横置双离合变速箱,与、、三款纵置双离合变速箱。

是以双离合变速箱技术为基础进行开发,专为传输高扭矩和重型车辆设计。首先应用到大众t5商用车上,从2010年3月起,与四轮驱动结合使用。

而、则在与上进行了改良,两款双离合变速箱如今被广泛应用在如今市面上的大众车型中,包括了大众凌渡、第七代大众高尔夫、大众迈腾、大众帕萨特等。与的可承受扭矩均在420n·m左右。

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则是大众应用于插电混动车型的双离合变速箱,这款变速箱结构与其他几款变速箱略有不同,这个我们下文中会聊到。

另外三款,、与则主要是应用于大众集团旗下奥迪、保时捷、兰博基尼等高端品牌的双离合变速箱,由于本次培训会的重点是大众品牌,因此这三款变速箱没有被详细介绍,之后有机会,搜狐汽车·黑客将会就这三款变速箱与大家细聊。

上面所提到的,就是大众双离合变速箱家族的所有成员。总的来看是9款,但我们日常生活中接触到最多的,其实是与两款,下面我们就聊聊这两款变速箱的具体工作原理与不同之处。

[·与是如何工作的?又有何异同?·]

与两款变速箱,都是七速湿式双离合变速箱。从两者的关系来看,其实算得上是的改良款,但两者的工作原理几乎是一致的。

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双离合变速箱的结构,相比我们一般所见的单离合的变速箱与较大的区别。从接近发动机的一端往外看,依次是连接发动机曲轴的飞轮、一大一小两个离合器(被称为k1与k2),两个离合器分别与驱动轴1、驱动轴2相连。基于节省空间的考虑,驱动轴1与驱动轴2在结构上属于嵌套关系。

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k1与驱动轴1往往对应车辆的1、3、5、7奇数档,k2与驱动轴2则对应车辆的2、4、6偶数档与倒档,从工作逻辑来看,这两套系统分别被称为两个分变速箱,但其实在结构上,两个分变速箱位于一套箱体内部。

虽然驱动轴1和驱动轴2分别控制了4个档位,但其实两根驱动轴上的齿轮数量又有不同,驱动轴1拥有4个齿轮,驱动4个档位;驱动轴2又有两个齿轮,驱动4个档位。

齿轮数量不同的原因在于,驱动轴1需要控制1档启动齿轮与7档超速齿轮,两档均需要爆发出较大扭矩,因此单独使用两个齿轮,3档与5档齿轮则由于空间不允许,也需要各自使用一个齿轮;驱动轴2上所控制的2、4、6档齿轮处于输出的中间位置,爆发扭矩较小,因此可以2档与4档共用一个齿轮,4档与6档由于齿轮比不同,无法共用齿轮,倒档档位本身拥有一个齿轮,与驱动轴结合,形成大扭矩反转。

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双离合变速箱的一大优势就是换挡平顺快速,那么它是怎么做到的呢?双离合变速箱的换挡原理是怎样的呢?

首先,驾驶员在输入换挡指令之后,换挡拨叉两边的液压活塞会收到液压变化,驱动换挡拨叉发生移动,运行过程中,换挡拨叉上方的止动套管中的小钢珠会受到弹簧的压力,卡进换挡拨叉的凹槽,保证换挡拨叉在完成换挡后不再移动。换挡拨叉则会带动离合器压紧,并使得不同的驱动轴与不同的档位相结合,进而完成换挡动作。

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双离合变速箱换挡平顺快速的背后,在于一个分变速器与离合器进行结合的同时,另一个分变速器中,相邻的档位已经在与齿轮预结合。当驾驶员从1档换至2档时,驱动轴1与分变速箱结合的力逐渐减弱,驱动轴2与分变速箱结合的力开始增强,两个分变速器在一瞬间发生同时滑动后,完成快速切换,整个过程少于0.2秒。

至于变速箱如何判断驾驶员的意图是升档还是降档,主要是电脑通过对车身姿态、油门刹车的输入指令以及车辆整个的负荷进行判断,预判驾驶员的升档降档动作,从而决定预挂档的档位。

聊完换挡原理,我们再来看看与两款变速箱有什么不一样的地方。

在中国市场被提出,大约是在2015年左右,主要作用是用来替代,升级后的增加了前进档,发动机动力输出效率得到了提升,可承担的扭矩也从350n·m,上升至420n·m。

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在进入中国市场仅仅2-3年后就被研发了出来,主要作用是适应中国与欧洲市场额度节能减排要求,优化了轴承结构与差速器的摩擦,减少了阻力,使得发动机的动力损失减小。

具体来看,相比而言,使用了摩擦优化的轴密封环,减小了摩擦力;在原先一个纯机械式油泵的基础上进行了改良,使用了原机械油泵一半大小的机械油泵,并额外增添了12v电瓶驱动的电子油泵,减小了机械油泵对发动机动力的损耗;使用了一个泄漏优化过的液压系统与一种低摩擦变速箱油。

通过上述这些改良,对比每百公里排放的二氧化碳降低了9克,大众工作人员表示,他们后续也将对变速箱进行改进,使其也能够满足中国市场的排放标准。

[·新能源车型上的变速箱长啥样?·]

上面主要聊到的还是匹配燃油机的双离合变速箱,在大众集团整体要求电动化转型的当下,适应新能源车型的变速箱(减速器)技术自然也是大众所具备的。

针对新能源车型的两个大类,插电混动车型与纯电动车型,大众推出了两款不同的产品,分别是双离合变速箱与轴平行永磁同步电机。

与的结构其实相近,但在离合器与变速箱相连接的中间还多出了一个驱动电机,同时也引入了控制电机的离合器k0,由于电机占据了一定的体积,整个变速箱也从7速变为6速。

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在燃油模式下,整体的工作原理可以参考上文的,唯一的不同之处,在于燃油、纯电与混动三种模式之间的切换逻辑。

当k0 离合器断开时,车辆采用纯电驱动,此时电动机和发动机间连接断开,发动机不会成为额外负载,提升了纯电模式下的动力表现,并降低了电耗。

在 k0 离合器闭合的情况下,按照驾驶模式和动力需求的不同,可以实现电动机与发动机共同驱动车辆,提供更强劲的动力;也可实现发动机驱动车辆的同时带动电动机转动,在反相器的帮助下作为发电机给高压电池充电,满足对于电量的需求。

聊过了适配插电混动车型的,我们再看看适配于纯电车型的轴平行永磁同步电机。

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这款电机配置了一款扁平的功率半导体模块,能够把动力电池输出的电流转换成u、v、w三相电流,从而驱动电机转动。

由于电机爆发的转速通常在每分钟万转以上,因此需要一个减速齿轮,将输出的转速减小一半,传递到轮上,这一部分位于电机外部,是与其适配的单速主减速器。这款电机最大扭矩310n·m,最高功率,重量为 90 千克。

在搜狐汽车·黑客与工作人员交流是否会推出双速变速箱的时候,大众的工作人员表示,这款就将是大众汽车未来数年内meb平台上唯一会使用的电机。在大众未来推出的高性能电动车上,有可能会配备多台电机。

[·写在最后·] 变速箱作为传统汽车三大件之一,直接影响了汽车驾驶的性能、感受与安全性,大众所推出的与很大程度上改进了早期大众双离合变速箱中出现的问题,并且在性能与减排方面都有着很大的进步。

但大众显然没有就此止步,在新能源汽车已成未来大势的当下,这家车企也快速推出了适应新能源车型的变速箱产品,在本次大众变速箱技术沟通会中,我们也见识到了大众纯电平台meb平台上所采用的电机与减速器产品。相信在新的时代,大众也能凭借优质的电动化产品,在市场中占据重要一席。

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