DCT双离合器自动变速器技术应用与前景分析

张红英

（黄冈职业技术学院交通学院，湖北 黄冈 438002）

变速器是汽车传动系的核心零件之一，双离合自动变速器DCT（Dual Clutch Transmission）有别于一般的自动变速器系统，它除了拥有手动变速器的灵活性、燃油经济性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断的动力输出。经过十余年的发展，它已经在普通轿车上被广泛采用，也成为汽车变速器未来的发展方向，受到各大汽车公司的重视。所以，变速器的设计、维修人员对DCT双离合自动变速器必须有更深层次的了解，掌握其工作原理及应用特点。

1 典型6档DSG双离合自动变速器的工作原理

DCT双离合自动变速器由双离合器系统模块、液压控制系统、扭转减振系统、电子控制系统组成。其中双离合器系统模块和液压控制模块是DCT双离合自动变速器的核心，双离合器系统模块相当于双离合器自动变速器的心脏，控制模块则可以认为是自动变速器的大脑。DSG（Direct Shift Gearbox）是双离合自动变速器的典型代表，它是大众汽车公司的专用名称。本文以大众6档DSG双离合器自动变速器为例，分析其结构和工作原理。

图1［1］和图2［1］分别是大众6档DSG双离合器自动变速器机械结构图和结构简图。发动机的输入轴通过缓冲器与离合器1和离合器2的外片相连，离合器1、离合器2分别控制奇数档位 （1、3、5档）和偶数档位 （2、4、6档）。DSG有2根同轴的输入轴，输入轴1装在输入轴2里面，输入轴1和离合器1相连，输入轴1上的齿轮就可以和1、3、5档的齿轮啮合；输入轴2是空心的，和离合器2相连，输入轴2上的齿轮分别和2、4、6档齿轮相啮合。倒档齿轮通过中间轴齿轮和输入轴啮合。

当汽车挂上档开始行驶时，离合器1结合，输入轴1工作，离合器2分离，当到达换档车速时，将正在结合的离合器1分离，结合离合器2，就可以达到换档目的。DSG双离合变速器工作过程中，总有2个档位是结合的，一个正在工作，另一个在为下一个换档做好准备。手动模式下可以进行跳跃降档，如果起始档位和最终那个档位属于同一个离合器控制，则会通过另一个离合器控制的档位转换一下；如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制，就可以直接换到所定档位，在换档过程中，不需要将动力完全切断。

2 DCT双离合自动变速器与其他变速器的特点比较

目前，在汽车上应用的自动变速器主要有电控机械式自动变速器 （AMT）、液力机械自动变速器（AT）、无级自动变速器 （CVT）及双离合自动变速器。AMT适用于商用车和公交车，AT一般大量应用于6档以上的中高级轿车，CVT适用在3L以下及混合动力车辆［2］，而DCT双离合自动变速器广泛适用于各种车型，以下具体分析比较几种变速器的特点。

2.1 MT手动变速器

手动变速器也称手动档，在操纵时必须踩下离合器，用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。轿车手动变速器大多为5档 （4个前进档、1个倒档）有级式齿轮传动变速器，并且通常带同步器，换档方便，噪声小。手动变速器是目前车市中最主流的车型配置，技术已经发展非常成熟，MT保证换档时燃油经济性比一般的自动档车型要好，但不太适合在城市里交通拥堵情况下使用。

优点：维修保养成本低，传动效率高，能够带来驾驶乐趣。

缺点：操作复杂，频繁换档，影响驾驶舒适性。

2.2 AT液力机械自动变速器

AT自动变速器是目前装备汽车上最广泛的一种自动变速器，在世界范围看，AT在自动变速器领域市场占有率超过70%，而我国则超过90%［3］。它是通过液力变矩器以及行星齿轮来传动发动机的动力，相对于手动变速器来说，自动变速器能让开车变得简单方便，不需要频繁换档和踩离合器踏板等操作，易于新手上路，但行星齿轮结构复杂，维修成本较高。

优点：操作简单，使用方便，无冲击和振动，乘坐舒适性好。

缺点：传动效率低，对速度反应慢，燃油经济性较差，结构复杂，维修成本高。

2.3 AMT电控机械式自动变速器

手自一体变速器其实就是在手动变速器的基础上，增加了自动变速操纵系统而组成，因此操作起来更加灵活，档位越多操控也就越精确，燃油经济性也更好。不过该类车型售价往往较高，日后的维护保养费用也比一般车型多。

优点：操作简单，使用方便，燃油经济性好。缺点：价格较高，后续维修保养费用较高。

2.4 CVT无级自动变速器

CVT采用传送带和工作直径可变的主、从动轮相互配合来传递发动机的动力，代表了自动变速器的发展方向。它突出的特点就是没有传统自动变速器换档时会出现的顿挫感，加速连续性更好，燃油经济性也更高。但技术上还不够完善成熟，目前市场上搭配CVT变速器的车型不多 （如天籁，轩逸等），除其本身的转矩能力限制之外，还受制于其有限的市场供应。

优点：驾驶平顺性、加速性、经济性以及排放都较好。

缺点：技术还不完善，价格较高，维修成本较高。

2.5 DCT双离合自动变速器

这款变速器集合了手动档的操控性和经济性以及自动档的便利性，在整个换档过程中，当一组齿轮在输出动力时，另一组齿轮已经出于啮合状态，总是保持有一组齿轮在输出动力，不会出现动力传递的间断，也就保证了加速的连续性和换档过程中不会出现顿挫感。目前，在国内销售的典型代表有大众公司的DSG变速器车型，主要是6速DSG和7速DSG两种。

优点：加速连续性非常好，反应非常灵敏，低顿挫感，具有良好的操控性；传动过程中的能耗损失小，燃油经济性好。

缺点：国内市场应用时间不长，装备价格较高，其制造工艺要求也较高，维修相对较复杂。

由上可知，DCT双离合自动变速器兼有手动变速器换档直接和自动变速器操作舒适性、燃油经济性的优点，同时克服了MT和AT二者的缺点，它可用于各级别轿车，以及SUV、MPV，决定了它是未来传动系的主流解决方案。

表1为大众2009款2.0L迈腾车型参数比较，比较了DSG双离合自动变速器和AT液力机械自动变速器部分技术参数。从中可以看出，配有双离合自动变速器的汽车其0—100 km／h的加速性能和综合工况燃油消耗都有所提升。

表1 大众2009款2.0L迈腾车型参数比较

3 双离合自动变速器的国产化及应用现状

在欧美和日本等汽车产业发达的国家，双离合自动变速器已经成为了标准配置。但由于国内变速器的搭配还相对落后，双离合变速器直至2009年才正式引入国产，所以广大国内消费者也是从最近几年才开始真正接触和了解这个全新的科技产品。

目前，中国汽车市场应用双离合自动变速器的基本情况如下。

1）大众汽车公司的迈腾、高尔夫、速腾、新宝来等车型应用DSG双离合变速器。预计未来大众其他车型都将装配这款动力总成技术，装配比例将达到50%。

2）福特汽车公司新一代福特福克斯、蒙迪欧、致胜、S-MAX、Galaxy和Kuga；沃尔沃C30、XC60、S60等车型选择PowerShift双离合器自动变速器。

3）宝马在2008年1月发布的M3，首次使用格特拉克提供的7前速双离合器变速器，之后也用于推出的第2代宝马Z4 Sdrive35i、 135i和335i。

4）国内自主品牌汽车中，吉利早在2009年的上海国际车展上展出7个前进档的双离合自动变速器，是我国第1款自主研发的双离合自动变速器的首次公开亮相；2011年9月比亚迪上市的G6也首次配备了自主品牌涡轮增压+双离合自动变速器。

表2是各类变速器的应用及前景预测分析，从中可知DCT双离合自动变速器市场占有率将稳步提升。

表2 各类变速器的应用及前景预测分析

4 结束语

由于DCT 双离合自动变速器具有诸多优点，所以，它是目前动力总成的研究热点，国内外都在加大对DCT技术的研发和应用，尤其在倡导国内自主品牌发展的今天，为满足国家节能、环保、安全的各项政策和法规要求，提升企业自身的竞争力，更需要加大对DCT的研发和应用，使汽车产业从双离合自动变速器技术中产生实际效益。

［1］雷兴善.双离合器变速器DSG结构特点与工作原理［J］.大科技， 2010， （11）： 209.

［2］黄安华，岳 强，杨世铁.现代汽车的自动变速器技术及应用［J］. 汽车工程师， 2009， （9）： 55-56.

［3］吴佐铭，褚超美，黄明礼.双离合自动变速器技术研究进展与应用现状［J］. 机械设计与制造， 2008，（11）： 241-242.