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两组离合不够用,所以双离合降挡慢?

作者:车猫 2016年06月14日

双离合变速器在汽车圈似乎突然就火了,上至顶级超跑,下至买菜车。中国品牌也无不对这一技术表现出极大的热情。但热捧的同时也有许多质疑,不少双离合变速器有升挡快、降挡慢的特点。所以小喵认为原因是两组离合器在厂商调校时倾向升挡或降挡,导致切换非倾向挡位时慢。

两组离合不够用,所以双离合降挡慢?

实际上,双离合的工作原理并非上面描述的那样,降挡慢的真正原因是变速箱换挡规律和离合器动作规律。

两个离合器不够用?

错,两个离合器够用的。双离合变速器工作时,并非如小喵所言那样,第二组离合器已经与下一个挡位连接好。车辆行驶中,变速箱控制单元(TCU)会根据传感器采集到的数据获取车辆状态,以此判断车辆即将进入工作的下一个挡位。若确定需要换挡,则该挡位和第二组离合器相连,离合器控制机构再协调两组离合器动作完成换挡。

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什么时候换挡?升挡还是降挡?这就是自动变速器的换挡规律解决的问题。而换挡规律是非常复杂的,因为车辆不是理想中的匀速或匀变速运动,变速箱也不可能在某个特定车速、特定转速换挡。

制定换挡规律时要先标定出最佳动力性和最佳经济性换挡规律。这分别代表了晚升挡、高转速和早升挡、低转速两种换挡方式,是变速箱加速最快和最省油两个边界。但仅有这两个规律还不够,正常开车谁也不会永远油门到底或永远慢慢悠悠,换挡规律的标定要运用模糊逻辑,模拟实际交通状况中优秀驾驶员的动作。

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举几个好理解的例子,加速时有人踩一半油门、有人踩到底;有人缓慢的踩油门、有人一脚到底。红灯前有人5挡状态下迅速刹停、有人慢慢的滑行减速过去。同一台车,有时一个人上班通勤,有时全家出游还载满东西;有时车辆爬长缓坡,有时下陡坡… 

要反应出车辆的状态,还需要相应的车速、加速度、节气门开度、发动机转速、车重、路面坡度等传感器信息,所以自动变速箱的标定和执行非常复杂。

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双离合变速器降挡慢的第一个原因是,降挡逻辑比升挡逻辑更难。通常来说,升挡过程是一个比较自然的过程,或者说,是速度和加速度变化幅度较小的动作,TCU很容易判断。而降挡过程通常发生在急加速或减速过程,车速、转速、油门深浅、节气门变化率等变化复杂,TCU要仔细思考和辨别才能确定是否需要降挡,这中间会有一个迟滞。

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当然,TCU计算速度很快,这个迟滞不会很长。这就涉及到第二个原因,离合器动作。


同时半联动的两个离合器

我们可以把双离合变速器理解为电脑替我们操纵离合器的手动变速器。其与手动变速器一样,也有换挡平顺性、换挡速度、摩擦盘寿命、燃油经济性的评价指标。不同的是,手动挡车型出现换挡顿挫、摩擦片寿命短、油耗高时我们会埋怨驾驶员,双离合变速器车型出现这些问题时,黑锅要由电脑来背。

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对双离合变速器来说,在平顺性、换挡速度、离合器寿命等要同时考虑,两个离合器的精准协调是关键。

双离合变速器的离合器和手动变速器中的离合器在动作上并无区别,也是要经过半联动的过程,每个半联动过程还可分为克服阻力阶段和产生动力阶段。大多数变速箱在换挡时,为了提高换挡速度和效率,两组离合器会同时动作,中间过程会出现两组离合器同时半联动,第一组离合器分离过早会导致动力中断,分离过晚会出现挂双挡、传动系统互相干涉导致熄火。

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所以,双离合结合的时机、结合过程的时长都是需要精确的调整,保证动力不间断的条件下,减小半联动以延长摩擦盘寿命,还得考虑平顺性。

变速器换挡过程的平顺性可以用冲击度这个指标来衡量。限于篇幅,数学表达式就不列出了,我们只需知道和离合器主动盘从动盘的扭矩变化率呈正相关即可。扭矩差越小、时间越短,冲击度越小。这和我们开手动车型时慢给油、慢松离合的经验一致。

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升挡时,通常扭矩变化幅度小,离合器动作较快也不会影响平顺性;而当我们大脚踩油时,发动机转速增加,主动盘扭矩增大。为了减小冲击度,TCU只能让离合器结合时间变长,以把冲击度维持在可接受水平,保证车辆平顺性。


车猫小结:

不涉及液力传动的双离合变速器,传动设计上和手动变速器接近。两个离合器同时“半联动”的状态保证了动力真的不间断的从发动机传递到车轮,所以,双离合变速器的最大优点不是换挡快,而是动力不间断。

可惜世界上没有尽善尽美的事物,换挡顿挫和降挡速度的略慢是其代价。好或不好更应该针对某一具体的双离合变速器产品的实际表现,要不要买双离合变速器的车型还得看自己喜好。

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