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雙離合變速箱自誕生起就比較坎坷,原因大家也知道,無非是故障率偏高。其實頓挫、異響這些還可以忍,但長時間低速蠕行是,一些雙離合變速箱甚至會過熱失效,導致動力中斷,這就很危險了。
雙離合的傳動,靠的是兩組離合器,一組連接偶數(shù)擋,一組連接奇數(shù)擋。行駛中,一組離合器與發(fā)動機的飛輪進行全聯(lián)動,另一組則不聯(lián)動。
為了避免換擋沖擊,在換擋時,兩組離合器都處于半離合狀態(tài),此時的摩擦會增大。在低速蠕行時,電控系統(tǒng)為了減輕頓挫,會維持半離合的狀態(tài),直到它明確判斷出車主要升擋還是降擋。這樣離合器的摩擦就會更加劇烈,時間長了,變速箱就會出現(xiàn)過熱保護,將發(fā)動機的動力掐斷。
這是雙離合變速箱的先天缺陷,而現(xiàn)在雖然濕式雙離合的散熱性能要好得多,但也只是將離合器浸泡在密封油腔內,工作模式并未改變,所以它的故障其實也不少,比如奧迪Q5曾因為過高故障率而暫時棄用了S-Tronic 7速濕式雙離合。
為什么AT變速箱就沒有這個問題?
因為它與發(fā)動機的連接不靠離合器,而是通過液力變矩器。
液力變矩器僅僅負責動力的傳遞,不能中斷動力,它的傳動結構主要由泵輪,渦輪和導輪組成。之所以散熱性能遠超雙離合,是因為與離合器通過摩擦傳動不同,液力變矩器的傳動介質是液壓油。
發(fā)動機飛輪與液力變矩器泵輪剛性連接,飛輪轉動時帶動泵輪將液壓油壓入渦輪的葉片,推動渦輪旋轉,而渦輪與輸出軸剛性連接,通過輸出軸將動力傳遞給換擋機構,之后渦輪中的液壓油再通過導輪回到泵輪,如此完成了動力傳遞循環(huán)。這樣的軟連接減少了結構磨損,但如果僅僅是這樣,AT變速箱的傳動效率是不高的。
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于是液力變矩器加入了一個巧妙的機構——鎖止離合器。通過它,可以在需要時將泵輪與渦輪接合在一起,形成剛性連接,此時變矩器不再起作用,傳動效率會大大提升。
最初的版本,鎖止離合器比較低能,只會在高速巡航時參與工作。經過半個多世紀的改良之后,鎖止離合器的介入范圍越來越廣,介入時機也越來越恰當。CVT變速箱的液力變矩器在起步之后即鎖止,而AT變速箱則可以在2擋之后便進行部分鎖止,在高擋位則完全鎖止。目前馬自達的6AT已經可以達到89%的傳動效率,而采埃孚的8AT更是達到了98%,與雙離合的傳動效率已經沒有差異。
其實液力變矩器也有過熱的問題,比如高速行駛中空擋滑行,會對變矩器產生極大傷害,嚴重時會燒毀。而且一擋通常是不鎖止的,所以頻繁彈射起步也會導致變矩器過熱。
另外,為什么叫變矩器,不叫耦合器?因為導輪通過單向離合器與渦輪連在了輸出軸上,此時渦輪與導輪是剛性連接的,從渦輪中壓出的油液沖擊導輪葉片,導輪會對渦輪產生反作用力,使得渦輪所受到的力矩大于泵輪,這就產生了力矩的放大,最高可以提升約1倍的力矩。
在渦輪與泵輪的轉速比達到0.85之前,變矩器可以放大發(fā)動機扭矩,達到0.85之后,由于渦輪壓出的油液流動方向從導輪葉片的正面,轉向了葉片的背面,此時導輪會進行轉動,不再對渦輪產生反作用力。
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