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谁说全新奥迪A6L双离合变速器不如9AT?

  • 原创
  • 作者: 王渺林
  • 2019-01-30 15:45
  • 79.14万

2019年1月15日,一汽-大众奥迪旗下全新一代奥迪A6L正式上市。该车轴距达到3024mm,相比上一代A6L空间更大;外观上,也采用全新设计语言,整车看起来大气时尚,更加年轻、运动。动力方面搭载2.0T高低功率发动机3.0T,并全系采用了被称为“S Tronic”的7速湿式双离合变速器,企业内部代号为DL382,全面替换“Multitronic”的无级手动一体式CVT

有媒体在报道中称“的双离合宝马的8AT以及奔驰的9AT相比较,各方面还是有一些差距的”,那么这种说法是真的吗?我们邀请毕业于清华大学的业内专家陈庆贵先生来解答这个问题。他曾在主机厂售后技术领域工作超15年,担任过捷豹路虎(中国)区域技术经理、大众的技术培训师,对众多车型的零部件细节有着很深入的了解。

在陈庆贵看来,上述说法的形成,是因为对的理解跟不上变化,是以老眼光看人,自然就得不出公正的结论了。曾几何时,痴迷CVT,不仅对之冠以独有名称”Multitronic”,还通过多次改进,使得其能承受高达400Nm扭矩。但由于CVT在动力传递时,完全依靠钢带和锥轮之间的摩擦来传递动力,造成了它在大扭矩传递上的短板,也无法获得比其他更强的性能(主要指运动性能),因此2014年宣布正式弃用“Multitronic”。在此之后,陆续推出的新车型A4、A5上CVT不见了踪影,取而代之的是“S tronic”的7速湿式双离合DL382。

1、全新一代奥迪A6L其实装备了DL382/DL382+这两种7挡双离合变速器

值得注意的是,在全新一代A6L上, 相比新A4L和A5,7速湿式双离合“S tronic”的适配发动机型号从2.0 TFSI汽油进一步扩大到3.0 TFSI发动机上。而这款3.0升V6 TFSI峰值扭矩更是达到500Nm,最大功率达到250kW。适配3.0 的7速湿式双离合,是DL382双离合的升级版本,内部代号DL382+。+即表示更新,升级的含义。DL382+通过重新设计的双离合器和双质量飞轮,强化的齿轮和轴承以及提高电子油泵的转速,使得可传递的扭矩从400Nm进一步提高到500Nm,从而满足了FSI的扭矩输出需要。

大众汽车以TSI+DSG为黄金动力组合,双随着车型在中国的热销,早已为广大车主所熟悉。在换挡过程中,双离合换挡迅速又无冲击。而与此同时,燃油消耗却与手动变速器相当。但是成也萧何,败也萧何。一谈及双离合,人们不免就想起了当年那款登上万众瞩目的315晚会的7速干式双离合,车企内部代号DQ200。那全新搭载的DL382会不会也出现DQ200当年暴露的换挡顿挫、甚至突然动力中断的故障呢?

其实这样的担心是多余的,虽然名称中都含有“7速双离合”的字样,但是相比较DQ200采用的干式,在全新上DL382(+)采用的却是湿式

2、DL382/DL382+是没有散热困扰的湿式双离合变速器

那么什么是干式?他与湿式有什么差异呢?为什么干式城市道路容易出现过热,甚至导致动力中断呢?下面让我们来详细说明一下。

所谓的干式和湿式,是指的结合形式。在干式中,结合是通过压盘在机械杠杆力作用下将摩擦片压向实现的。如下图所示,K1结合时,结合杠杆向右侧推动结合轴承,结合轴承通过碟形弹簧向左侧拉动压盘,从而将摩擦片压向和曲轴输出一直相连的主动轮。而K1摩擦片通过内花键与变速箱的输入轴1相连。这样就将的动力,通过主动轮,摩擦片传递到了的输入轴1上。

和主动轮结合的过程中,如果两者之间存在转速差,则不可避免地存在相对滑动,这样就会造成摩擦发热。在干式中,这个热量本来是可以通过旋转过程中主动轮周边的空气扰动和热辐射散发出去。

但不幸的是,中国拥堵的路面和多灰尘的道路环境,造成的频繁操作的同时还被灰尘覆盖,这样热量产生多的同时还无法顺利散热,这就造成了片的过热,严重时甚至出现动力中断。但是,相比较干式的开放工作环境,在湿式中,由于是工作在密闭的油腔里,有专门的油液冷却回路,因此可以比较好地解决在结合过程中的散热问题。

以下是DL382双离合变速箱的剖面图。红色圆圈内是双部分,从图中可以明显看出其是在一个密闭的腔体内。

那下面让我们深入细节,研究一下这款DL382相比其他来自的湿式双有怎样的优点?首先让我们看看DL382中独特的双的设计。

3、DL382/DL382+的两个离合片采用平行布置方式,优点众多

在以往的双离合中,双都是内外布置的。即一个在外圈,直径大,另外一个在内圈,直径小。下图是7速湿式双离合DQ500的示意图:

而在DL382上,K1和K2是平行放置的。

平行放置的一个最大优势是两个可单独冷却,而且当前结合运行的不会对另一个造成额外的阻力损失。

在DL382上,针对两个平行放置的还设计了彼此独立的低压冷却油路,根据需要对K1和K2分别进行冷却,且该过程所需的冷却油量由控制单元通过事先设计计算的温度模型来决定,进一步降低了过热的可能性。下图左,右分别展示的是K1和K2的低压冷却油路的供油路线。从图中可以明显看到,这是两个彼此独立的油路。

此外,在以往的上,连接壳体的钢片(外片)和连接输入轴的摩擦片(内片)在结合时,是通过液压推动活塞挤压实现连接的,但是要中断连接时,只能降低背部的液压压力,通过回位推回。但是的外片和内片不能做到主动分离,而是需要通过转动来实现分离,分离时存在一定的阻力损失。如下图所示的DQ380的双示意图:

在DL382上,K1 和K2的摩擦片里均安装有5个波纹。这些位于各自的内外片之间,可确保各片主动分离以形成单独的片组。在打开时,会在单独的片之间,形成明显的间隙,从而主动将这些片进行分离,减少打开时的阻力损失。

与此同时,在DL382上,直径也进行了缩减,提升了传动效率。

4、DL382/DL382+采用了创新的干式油底壳技术

下面再让我们来看看DL382的齿轮箱设计上的改进。

所谓齿轮箱,是指在双离合上,真正形成挡位啮合的齿轮传动部分。在以往的湿式双离合设计中,在底部需要积聚有一定深度的齿轮油。这样齿轮箱内在动力传递过程中,各齿轮旋转时会搅动齿轮箱底部的齿轮油,从而形成齿轮油的飞溅,飞溅的齿轮油到达需要润滑的各齿轮接触面和旋转轴颈处,从而实现这些润滑点的润滑。但是很明显地可以看到,在这样的搅动过程,如果齿轮旋转的速度较高,势必造成较大的阻力,造成动力传递损失,同时搅动过程形成的泡沫,也容易造成润滑不良。

在DL382中,齿轮箱使用了创新型的干式油底壳技术进行润滑,可以极大降低了传动过程的动力损失。那这是怎么实现的呢?

在DL382的齿轮箱底部处安装有一个电动低压离心泵,该泵由控制单元驱动,内部代号V533。V533通过立管输送齿轮油至齿轮组上方的供油井。在供油井里,设计有不同孔径的通道。这些通道通往各个需要润滑的齿轮接触面和旋转轴颈。根据齿轮箱内齿轮油的温度,齿轮箱存在两种润滑模式:飞溅润滑模式和油泵强制润滑模式。

当齿轮油温度低于零摄氏度时,考虑到此时齿轮油粘度较大,为了保证良好的润滑效果,齿轮箱采用飞溅润滑,此时V533关闭。齿轮组在旋转过程中将齿轮油液飞溅到各润滑点处,此时的润滑方式和传统的双是一致的。但是当齿轮油温度上升至零摄氏度以上时,V533开始工作,齿轮箱进入到油泵强制润滑模式。此时通过供油井内的油道,有针对性地对需要润滑的齿轮组和轴颈处进行润滑,这样就大大降低了车辆运行时处的油位,同时因飞溅润滑造成的牵引损耗也急剧减少,尤其是在车速较高的时候。从而提高了的传动效率,降低了车辆的油耗。同时,齿轮油相比之前,也是全新开发,降低了粘度,也能达到相同的提高传动效率,降低的效果。此外,如果V533发生故障,作为故障应急模式,齿轮箱将转入飞溅润滑模式,保证齿轮组能够得到润滑。

5、DL382/DL382+装备了按需启动的变速器油电子油泵

最后让我们来看看DL382中的另外一个创新,按需启动的油电子油泵(ATF电子油泵),实现快速换挡和降低

不管是在双还是自动变速器中,挡位的分离和结合都有赖于换挡元件的作动,这就需要液压在电磁阀的控制下按照设计推动相应的实现相应元件的作动。而液压的建立,传统的设计中,都是通过与常连接的液压泵来实现的。以双DQ380为例,如下图所示,双的壳体上安装有液压泵传动齿,这样只要起动运转,的转动都将带动转动。通过上的传动齿轮,的液压泵就将工作,从而建立起工作所需的液压压力:5-25Bar。这样的机械油压泵结构简单,工作可靠。但也会带来一个问题就是只要运转,机械液压泵就开始工作,这样会增加不必要的。同时,在低转速、动力不足时又容易由于液压泵转速不够造成油泵压力输出不够,影响换挡速度和品质。

在DL382上,针对这样的问题,设计了按需启动的辅助电机液压泵,为机械驱动主机油泵提供支持,例如:在低转速范围内有较高的负载要求;在走走停停的交通中;在启动/停止模式下;在怠速爬行过程中。不管发动机转速如何,ATF都能满足供油需求,随时待命,同时也增加了油的供油效率。

与此同时,ATF电子油泵中的齿轮分别与一个低压油泵和一个高压油泵串联,形成一个高压油路和低压油路。为满足不同的过滤需求,两个油路中的油有各自的ATF过滤器中完成过滤。高压油路中的蓄压器的压力油压力值被调至约28bar。有了蓄压器,即使条件下,电子油泵中的高压油泵没有运作,在此压力值下,换挡执行器和也同样可以运作,保证换挡的速度和品质。而工作的低压油泵能够提供给整个内的各个部件足够的冷却和润滑,并根据要求将油输送至油冷却器。这样即使在车辆行进时,停机的工况下,也能冷却和润滑双。 

虽然DL382(+)采用了独特的双设计,创新的干式技术和按需启动的油电子油泵,但毕竟它是一款7速双离合,对比竞争对手上采用的9前进挡的AT采用的来自ZF的8前进挡AT,是不是性能就真的落后了呢?

6、双离合变速器的换挡速度快是由设计原理决定的

首先,让我们来了解湿式双离合的换挡原理。在G中,主要由两个独立彼此相互独立的传动机构组成。每个传动机构的结构与是相同的。每个传动机构配备一个多片式。这两个多片式浸在G机油中工作,它们根据将要挂入的挡位来进行调节、松开以及接合。一个多片式负责切换奇数挡,另一个负责偶数挡和倒挡。总是有一个传动机构在传递动力,而同时另一个传动机构已经挂上了邻近高挡,只是这个挡位的没有接合而已。因此,可以保证换挡的快速性,在同样使用DL382奥迪Q5上,其换挡速度更是达到了跑车级的0.2秒。

下面我们再来看一下传统AT中使用的液力变矩器

想象一下, 有两个风扇在一个充满液体的外壳里面对面摆放。 当其中一个风扇通过电源驱动旋转时, 旋转产生的将转移到流体上, 这时流体就会驱动另一个风扇旋转。

在实际的中,由电源驱动的风扇变成了和变矩器壳体集成在一起的泵轮。壳体被连接在的输出轴上,当一旦启动,泵轮即开始旋转。而被电源驱动风扇吹动的风扇变成了与输入轴相连的涡轮。如下图所示的变矩器结构。此外,在变矩器中还设计有导轮结构。来保证变矩器中的油在泵轮带动下能以正确角度射入涡轮,带动涡轮旋转。

因为有的存在,AT中天然存在了柔性连接,可以降低换挡过程中的冲击,但是泵轮和涡轮之间存在的滑移是不希望的, 因为它对传输效率会产生不利影响, 并降低燃油经济性。从下图中,我们也可以看到,在起步时,涡轮和泵轮存在最大的转速差(此时泵轮是,涡轮静止),有最大的扭矩放大率,但是传动效率最低。随着涡轮和泵轮转速的逐步接近,扭矩放大倍率逐渐减小,但传动效率提高。但是当涡轮和泵轮转速快接近时0.8时,传动效率会再次降低。

因此,在现代中都加入了锁止来提高传动效率。锁止功能就是将涡轮与变矩器壳体相连, 消除了在更高速度下的任何滑移,从而提高传动效率。它是通过在将涡轮和泵轮机械固定在一起的锁止上施加液压来实现的。而锁止的实现恰恰就是通过G湿式中的多片式来实现的。

DL382变速箱剖面图

7、DL382/DL382+的实际表现也证明了其出色性能

上面从原理入手解读了装备的DL382/DL382+这两款7挡双离合的优点,那么它的实际表现如何呢?让我们回到文章开头,让宝马5系奔驰E级的对应车型比较一番,以实际数据说话。

入门级车型40 TFSI 豪华动感版525Li 豪华套装E 200 L
指导价(万元)41.7843.6943.58
动力参数(kW/Nm)140/320135/290135/300
整备质量(kg)180016601770
变速器7 S-Tronic8AT9AT
百公里加速(s)8.38.48.6
百公里油耗(L)6.86.36.9

上面对比的是的入门级车型,可以看出,在拥有最高动力参数、最大整备质量的情况下,百公里加速成绩最出色,可以说在动力性上完胜8AT/9AT。虽然高于,但低于装备9AT的,再考虑到两车巨大的之差(140kg),可以说DL382的经济性能也毫不逊色,这样的数据也恰恰说明了DL382的不俗实力。

有人可能发现了,如果对比的是高配车型,的百公里加速成绩会比两个对手都差一点,这是因为DL382+的表现不够好吗?其实也不是,一个很重要的原因是的高配车型引入了由48V电机构成的微混动力系统,这套动力系统的调校风格偏向静谧性和柔顺性,限制了车型的猛烈加速表现。

从双离合的原理来讲,它相对(如8AT/9AT),具有换挡速度更快的天然优势,实际表现则与整车的调校还有关系,但绝对不能偏颇地认为挡位少了一两个就不如8AT或9AT。而且,由于大批量的国产双离合,它的成本相对8AT或9AT具有优势,反映在车上就是的入门级车型比的指导价更低,消费者可以得到实惠。对于的优劣判断,通常具有很强的主观性,只有自己亲身去体验才能更深刻地感知孰好孰坏,找到更适合自己驾驶风格的车型。

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