换挡技术

市场对双离合器变速箱的兴趣日益浓厚

Image of a dual clutch transmission

变速箱占整车能量消耗的4%,而改善燃油经济性是驱动硬件变化的关键因素。随着OEM厂商越来越多地在车辆上使用双离合器变速箱,Insight洞察网站特此专门研究了该技术在润滑方面的一些挑战

全球自动变速箱(AT)市场正在持续增长,预计到2024年销量将达到每年6500万台。虽然传统的行星齿轮式自动变速箱预计仍将是主导技术,但其市场份额可能会下降。同时,双离合器变速箱(DCT)的增长速度预计将高于其他AT系统,并有望占据高于20%的市场份额。

DCT最初在欧洲和中国很流行,因为这些地区现有的手动变速箱(MT)制造设施非常适合生产DCT。 预计在这些地区的增长将会持续,到2024年中国可能占有55%以上的市场份额。由于与其他AT系统相比,DCT具有诸多优势,因此DCT也正在其他地区取得进展。

DCT优势

DCT既有AT的便利性,也有MT的耐久性和手感。DCT非常高效,使用相对较少的机械部件,滑动元件数量少于AT,且功耗低于典型的无极变速箱(CVT)。同时,DCT在齿轮比方面具有非常高的自由度,这使得发动机可以接近峰值效率运行。此外,在与控制模块、螺线管和液压配合使用时,DCT可在几分之一秒内换挡并可在一分钟内多次换挡。与传统AT相比,这可明显改善效率,但DCT能够改善多少燃油经济性尚有争论。

与带有液力变矩器的传统AT相比,一些人认为DCT可以带来大约5%的燃油经济性改善。

但是,这些数字高度依赖于驾驶周期和车辆类型,这意味着数字结果可能会更高。

湿式和干式离合器DCT

目前市场上基本有两大主要技术--干式离合器DCT和湿式离合器DCT。干式离合器系统通常配合低扭矩的小型发动机使用,而湿式离合器DCT更有可能用于更高扭矩的应用场合。由于湿式离合器DCT部件通过润滑油来减少摩擦并散热,所以它们可用于需要热稳定性和/或优质换档体验的场合。湿式离合器DCT有两种设计; 最常见的类型是用一个油箱来润滑齿轮和离合器,而其他设计则是采用不同的油箱来润滑齿轮和离合器。

目前,全球范围内,在所生产的大约700万台DCT中,这两种类型的变速箱差不多各占50%。然而,到2024年,不仅DCT产量预计会增加一倍以上,而且预计所有的DCT增长都将为湿式离合器,而不是干式离合器。

传动液要求

虽然干式离合器DCT通常要求使用手动变速箱油(MTF),但湿式DCT需要增强型DCT油(DCTF),它可将MTF的齿轮保护与ATF的离合器摩擦控制特性相结合。搭配单个油箱的湿式离合器DCT的使用日益增多,并且,由于这些系统带来了极具挑战的润滑要求,因此需要为这类变速箱设计专门调配变速箱油。甚至对于采用不同油底壳的DCT,其在离合器油底壳中使用DCTF,而在齿轮箱中使用MTF。

DCTF经过专门调配,可将ATF的抗摩擦性能与MTF的齿轮保护功能相结合,同时还可提供其他高要求的性能优点:

对驾驶配备DCT的车辆驾驶员而言,他们高度重视的是在换挡时不会感觉到颤抖。 这意味着需要采用非常精细的化学平衡措施来配制一款DCTF,提供抗摩擦性能,确保无颤操作和高扭矩容量,同时又可提供齿轮保护和抗腐蚀保护。通过开发一种能够在保持正向三角扭矩的同时实现高静摩擦力的传动液,可以满足在防颤耐久性和扭矩容量之间取得的平衡。

不断增长的市场

搭载采用单个油底壳来润滑离合器和齿轮的湿式离合器DCT越来越多地用于全球各种车辆应用中。

随着OEM厂商寻求进一步改善燃油经济性,DCT设计正变得日益复杂,并对变速箱油带来更多压力。

由于这些变速箱系统带来最具挑战的润滑要求,预计市场上将会越来越多地出现全新的专用DCT油。


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