双离合变速器(DCT),又称Double Clutch Transmission,拥有两个离合器。大众品牌的双离合变速箱产品线包括DQ200、DQ250、DQ381、DQ501、DQ400 E、DL382以及DL382 E等型号。其中,DQ200广泛应用于高尔夫、速腾和朗逸等畅销A级车型,年产量高达近200万台,市场保有量巨大,技术领先且质量可靠。以大众(大连)自动变速箱生产的DQ200为例,详细介绍双离合变速箱的工作原理及其构成。
DQ200是一款7速干式双离合自动变速箱,其中“D”代表自动挡功能,“Q”则代表横置平台设计。其本体结构可划分为几大核心模块:
1. 齿轮箱:这是变速箱的核心部分之一,主要作用是变速增扭。通过七组不同的传动比,将发动机的转速降低,同时将扭矩增大,以驱动车辆前进。
图1:动力传输路径
滑阀箱是变速箱机电部分的核心组件,作为自动换挡的执行机构,它通过液压阀体精准控制两个离合器操纵臂及四个换挡拨叉的协同动作。在相邻挡位切换时,滑阀箱能够实现提前结合,快速完成换挡操作。
图2展示了滑阀箱。离合器是连接发动机和变速箱的关键部件,负责实现动力的传输。通过离合器操纵臂的操作,发动机和变速箱之间可以实现“离”与“合”的状态转换,从而实现“空挡”和“行驶挡”之间的切换。双离合器设计巧妙地将两个离合器集成在一起,其结构如图3所示。
图3 双离合器结构示意图
DQ200变速箱是如何高效运作的呢?其内部结构中包含两根输入轴和三根输出轴。第一输入轴主要负责奇数档位(如1、3、5、7档),而第二输入轴则负责偶数档位及倒档(如2、4、6及R档)。这两根输入轴采用同轴内外套合的设计,分别与K1和K2离合器相连接,如图4和图5所示。
图表四
图5
输入轴1上分别装有1、3、5、7挡的齿轮,而输入轴2则装备了2、4、6及R挡的齿轮。当两个离合器交替工作时,动力便能在奇数挡和偶数挡之间顺畅传递。值得注意的是,输入轴1上的1、3、5、7挡齿轮各自独立,而输入轴2上的2、4、6挡和R挡齿轮中,4挡和6挡共享齿轮,2挡和倒挡也共用齿轮。这样的设计保证了输入轴2(空心)具有足够的强度,同时结构紧凑。
输出轴共有三根,彼此不同轴,每根输出轴的齿轮都与差速器齿轮啮合。其中,输出轴1和输出轴2与输入轴啮合,输出轴3则与输出轴2啮合。这三根输出轴上的档位齿轮可在本轴上自由旋转,它们通过换挡接合套来传递动力。所有输出轴的档位齿轮和输入轴对应的齿轮始终保持啮合状态。当输入轴转动时,输出轴上的档位齿轮也会随之转动,但只有在接合齿套与某一档位齿轮接合时,才能形成输出轴的刚性连接,进而传递动力。具体细节可参见图6。
图6展示了输出轴1上安装了1、2、3、4挡的换挡齿,输出轴2则装有5、6、7及R挡齿(其中R挡齿为中间位置),而输出轴3上配置了P挡齿和与差速器相连接的反挡齿。值得注意的是,P挡的驻车齿轮集成在输出轴3上,与反挡齿轮处于同一轴心,它是所有输出轴齿轮中唯一采用内花键设计的齿轮,以确保与输出轴的同步运作。当N挡时,双离合均处于分离状态。如图7所示。
图7
关于双离合的优势,当使用单离合器换挡时,会暂时切断发动机与变速器之间的动力输出,导致换挡过程中产生顿挫感,并造成发动机功率的浪费。然而,双离合器能够实现动力不间断的换挡,从而提高发动机的工作效率。双离合器在换挡过程中的优势显而易见。
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