隨著信息的發達,越來越多的消費者都以歸入到了”懂”車者的行列,作為汽車機械部分重要性僅次於發動機的變速箱來說,已經成為了很多消費者的購車篩選條件之一,哪款變速箱具備怎樣的性格及性能,多數朋友似乎也是心中有數的。今天我們就以時下最為熱門的雙離合變速箱來展開主題,看看它到底具有哪種魔力,以至於汽車廠商們都樂衷於此。
說到DCT,不是每個人都知道。但說起DSG,估計盡人皆知。大眾在雙離合器變速器方面的推廣,讓DSG幾乎成了DCT變速器的代名詞。沒錯,雙離合變速器屬於自己的英文縮寫就是DCT(Dual Clutch Transmission),DSG只不過是大眾為自身產品取的專有名詞而已。其他的DCT還包括奧迪的S-Tronic、福特的Powershift、保時捷的PDK、寶馬的M DCT等等。
在此之前,DSG幾乎已經成為最先進變速器技術的代名詞。作為變速器應有的素質,它幾乎表現得無比完美。而就在前兩天3.15這個當口,大眾卻因DSG被質檢總局再次「約談」。連續被「約談」,對應之前DSG的光環,讓許多人從一個極端走向另一個極端——之前認為DSG是完美無瑕的神器,現在則將其視作不可接受的魔鬼。DSG出現的這一情況並非DSG專屬,所有DCT變速器都存在類似的問題。因此關於這件事,我們真正應該理性看待的不是大眾,而是DCT變速器本身。之前的神化不對,現在的妖魔化更不對。在本篇里,我們就結合DCT變速器的發展情況和技術特性來仔細解讀一下,以便大家明明白白地了解DCT,真正理性地看待DCT。
不稀奇的DCT:基本原理並不神奇,它在AT誕生之前就已經被人想到了
首先我們要搞清楚一點,DCT變速器並不是近年來才憑空出現的全新科技。這種技術早在上世紀三四十年代,也就是AT變速器出現之前,就已經被人想到了。至於到底是德國的Rudolph Franke還是法國的Adolphe Kégresse最先發明的,這並不重要。
1939年Adolphe Kégresse的DCT圖紙
之所以DCT比AT更早地被想到,根源就在於它的基本原理並不複雜。通俗的說,DCT變速器可以看作是能夠自動換擋的手動變速器。它的齒輪傳動機構與手動變速器的基本原理是一樣的,只不過有控制機構取代駕駛員的手來實現自動「撥動擋位」。從這一點上看,它與被喚作AMT的半自動變速器同屬一個大類。所不同的是,為了解決換擋速度和換擋頓挫的問題,發明者想到了用兩個離合器來分別控制不同的擋位。
因此,你可以將DCT理解為兩個AMT變速器集成在了一起。其中一個變速器負責奇數擋,另外一個變速器負責偶數擋,並分別由不同的離合器來控制。這樣看來,變速器會有四個軸,很複雜。但如果你仔細研究一下AT變速器的行星齒輪結構就會發現,DCT齒輪組無論是結構還是控制原理,都要比AT簡單多了。也正因為它更簡單,並且與MT同源,因此率先被人們想到。即使發展到現在,全球最頂尖的DCT變速器,其基本原理並沒變化。變化的只是控制系統的升級,以及結構的進一步優化而已。
在那個時代,DCT這項發明就像是理想與現實之間的差距一般。理論上可行,但實際控制起來沒那麼簡單,原因就是那時候沒有電子控制系統,單靠機械來實現自動控制離合器和換擋撥叉,並達到平順換擋的效果,難度相當大。後來隨著可以順利量產且效果不錯的AT變速器面世,DCT也就如早年的阿特金森循環之類的發明一般,漸漸被人所遺忘。
雙離合器變速箱用於956賽車上
直到上世紀80年代,以保時捷和奧迪為代表的廠商認識到了DCT變速器在性能方面的優勢,將其應用在了賽車上。此時才算是DCT變速器真正意義上的誕生。但還是由於控制系統、可靠性等方面的問題,民用車廠商對其沒有興趣。這種情況隨著2002年第四代高爾夫R32的誕生才開始改變。
大眾R32
2002年可以看作是DSG元年,也可看作是DCT民用化之路的起點。在R32及隨後越來越多的高性能車上獲得好評之後,大眾開始普及和推廣DSG,並基本上取代了旗下所有車型的AT變速器。
完美的DCT:單就性能而言,DCT的確堪稱完美
一款車的性能,不僅取決於動力系統,同樣取決於傳動系統。傳統的AT變速器因為有液力變矩器的存在,傳動效率偏低,換擋速度也不夠快,這不僅影響的加速性,同樣也影響了經濟性。而加速性與經濟性,對於一款車的重要程度來說可想而知。如果一種變速器能在這兩項上作出革命性的飛躍,其競爭力是顯而易見的。這些,DCT的確做到了。做到的根源,就在於它那副「雙離合」。
對於變速器而言,要提升加速性,首先是傳動效率要高。一款車的MT版加速成績優於AT版,一項最關鍵的因素就在這裡。DCT變速器用離合器取代了AT的液力變矩器,這也意味著將自動擋的動力傳動由之前的軟連接變成了硬連接,連接方式與MT類似。而DCT變速器的傳動比改變機構與MT變速器類似,為直排齒輪軸。這種先天結構(與AT)的截然不同,讓DCT變速器的傳動效率明顯高於傳統的AT變速器。
福特Powershift雙離合自動變速箱
提升加速性的另一核心是換擋速度。這也就是為何同樣一款MT車,賽手開加速成績會好於普通人開的原因之一。DCT因為相當於兩組變速器集成在一起。當一個擋位工作時,下一個擋位的齒輪組已經結合,只不過對應的離合器處於分離狀態而已。需要換擋時,只需當前擋位的離合器分離,下一個擋位的離合器結合即可,理論上能夠實現的速度幾乎為零。不過出於換擋準確性、平順性等方面的考慮,實際不可能做到無縫連接,但200ms的換擋速度也足以讓全世界最頂尖的賽車手自嘆不如了。傳動效率接近,換擋速度更快,這就使得同一款車的DCT版本比MT版本提速會更快。
DCT變速器的結構優勢也可以根本上的提升經濟性。AT為什麼費油?主要是液力變矩器鬧的。傳動效率低怎麼可能不費油?DCT的離合器傳動不存在這個問題。不僅如此,由於多數DCT變速器擋位數多於普通的MT變速器,可以更有效的利用好發動機的健康轉速。再結合換擋時機把控方面電腦可能強於部分「人腦」,換擋過程中的能量損耗比人駕駛MT變速器換擋時更低,因此同一款車的DCT版本,同樣可以獲得比MT版本更低的油耗。
誘人的DCT:性能優勢引發震動,讓眾廠商不得不考慮跟進
自動版比手動版提速快,還省油,這在過去是不敢想像的,但DCT做到了。這對於一款車的性能而言無疑是革命性的,對於產品競爭力的提升同樣也是革命性的。別的不說,光省油這一項,就足以讓無數人因此而側重於選擇DCT版本的車型。因為它們與傳統AT版本車型比起來,油耗差別可不是一點點。
DCT的優勢還不光如此。由於動力性與經濟性二者都占據優勢,對於不同的消費需求它都會產生競爭力。比方說一個人想買自動擋的車,注重經濟性就只能買小尺寸、小排量的,注重空間就只能買大尺寸的,注重動力就不得不買大排量的。如果同時注重呢?別笑,有這種追求的人比比皆是。傳統的AT可能做不到,DCT就能做到同時滿足。
即便不考慮這三種需求,單就常規的產品本身而言,DCT的好處也顯而易見。由於傳動效率高,假設一台車裝傳統AT可能需要配1.8L的發動機,裝DCT配1.6L就夠了。兩款車可以實現同樣的動力性,而且後者還更省油。這樣一來不僅降低了用車費用,而且由於排量小,成本還可以更低,同時還能因此獲得這樣那樣的政策補貼。這些對於產品競爭力的提升都是不言而喻的。
大眾正是看重了這一點而大力發展DCT的,事實也證明大眾的飛速成長與DSG的普及有著十分密切的關係。大眾的規模與影響力眾所周知,它的這一舉動,再加上DCT變速器的確存在的優勢,在全球產生的重大影響。於是越來越多的廠商不得不考慮開始跟進,DCT也就漸漸被很多人視作變速器未來的發展趨勢。
不一樣的DCT 1:按結構分,主要區別還是在於離合器
全世界的DCT變速器有很多。從結構來看,DCT的區別主要不再齒輪箱。雖然因為縱置、橫置發動機等以及擋位數的不同而導致齒輪組的布置方式有所不同,但這種不同就像4MT與5MT及6MT之間的不同一樣並非本質性的。真正區別大的,還是在離合器。
大眾7速DSG的乾式離合器
由於大眾最新的7速DSG採用的是乾式離合器,之前6速DSG採用的是濕式離合器,因此不少人會理所當然的認為乾式離合器比濕式離合器好。如果單就性能來說,乾式離合器的確好於濕式離合器,它可以獲得更高的傳動效率,更有利於經濟性和動力性的提升。但事實並非這麼絕對。準確的說,兩種離合器各有優劣。而且從製造成本的角度來說,濕式離合器還要比乾式離合器更「貴」。
濕式離合器的「濕」指的是多片離合器是浸在油液里的,這樣的結構會比較複雜,體積、重量也都比較大,但好處是可以更好地實現散熱,耐受更大的衝擊和扭力,並且結合的平順度也更好。因此濕式離合器多出現在一些大馬力車型上。
大眾6速DSG的濕式離合器
乾式離合器與我們熟悉的MT離合器更接近。由於沒有油液,而且不必設計專門的散熱系統,其結構比濕式離合器簡單得多。乾式離合器的成本更低、體積更小、重量更輕,但散熱控制和扭力承受力要遜於濕式離合器,因此更多被應用在小馬力車型上。
舉例來說,目前比較普及的DCT中,除了已知的大眾產品以外,福特蒙迪歐致勝上配備的那台6速Powershift,採用的是濕式離合器,將要上市的新福克斯同樣也是6速Powershift,採用的卻是乾式離合器。
不一樣的DCT 2:DSG不是大眾的?DCT的區別也會因供應商的不同而略有不同
有人說,別看DSG喊得火,它卻是並不是大眾的技術。這種說法對不對?
這種說法的主要理由在於,大眾6速DSG是由美國博格華納公司提供的, 7速DSG是由德國魯克(LuK)公司提供的。總之,都不是大眾自己的。然而我們並不能因此就說DSG並非大眾的技術,整車配件由配套供應商提供很正常。在配套過程中,除了品牌商會與配套商根據計劃車型的需求共同研發以外,最關鍵的產品需求、最終的研髮結果,都是要有品牌商來確定的。另外,對性能起到決定性作用的匹配工作以及最關鍵的控制系統程序設定等等,都是由品牌商來完成。
大眾6速DSG由美國博格華納提供
不過話說回來,由於DCT的特殊性,全球能夠實現其量產的供應商不多,因此看DCT技術的不同,除了品牌廠商以外,也確實要關注供應商。換句話說,同一品牌商下的DCT技術不一定相同;不同品牌商下的DCT由於供應商一樣,技術可能會類似。
大眾6速DSG有德國LUK提供
除了給大眾供貨的博格華納和魯克,DCT變速器供應商中還有一個大頭,那就是與福特合作頗為密切的格特拉克(Getrag)。蒙迪歐致勝、沃爾沃S40、XC60等車型上配備的6速濕式離合器Powershift變速器,就是由福特與格特拉克共同研發,並由格特拉克生產。
不少廠商的DCT,都源自這三家供應商。採用兩家或兩家以上產品的同一品牌廠商並不少見。除了大眾以外,福特也是如此。例如新福克斯那台6速乾式離合器Powershift變速器,就不是源自格特拉克,而是由魯克公司提供的。
雙離合併非只是歐系車型的專利
其他的,如寶馬的M DCT,是寶馬與格特拉克共同研發的,奔馳AMG的DCT採用的也是格特拉克的產品;還有如三菱的TC-SST雙離合、PSA的雙離合、雷諾梅甘娜的雙離合,供應商也是格特拉克;日產GTR的6速雙離合,則由日產與博格華納共同研發;現代的飛思在海外的雙離合版,採用的是魯克的產品……
其他的DCT生產商,菲亞特2009年推出的DCT是由菲亞特、馬涅利-馬瑞利、博格-華納三家共同研發的,採用乾式離合器。以生產AT 變速器見長的采埃孚(ZF),同樣也生產DCT,保時捷的PDK就是由它提供的。還有一些小眾的高性能供應商,例如英國的Ricardo,就為布加迪威航提供7速DCT的配套。
不完美的DCT:主要問題還是在控制系統和離合器上
前面說的都是DCT完美、理想的地方。先人一步的大眾在這方面占儘先機,並因此大有躋身全球銷量老大的趨勢。然而我們冷靜細想一下會發現,DCT的這些優勢從結構上並不難理解,而且早在70年前就已經想到了,但為何直到現在才開始逐步運用和普及呢?
一個比較冠冕、但確實有一定道理的理由是,直到目前,節能技術才被越來越受到重視。一切能夠從根本上實現能耗降低的技術,都會受到青睞。然而如果DCT真的實現起來這麼簡單,那至少應該在第一次石油危機開始時就會被人想到並實現民用,卻為何一直拖到本世紀初?首先可以肯定,換擋機構、也就是齒輪組本身不會有問題,因為其本質上和MT是一樣的,技術無比成熟。真正的問題,其實與70年前DCT誕生卻未能量產時遇到的問題一樣,即控制程序設定以及離合器的壽命問題。
雙離合現階段最大問題還在於離合器上
這個原理說起來其實很簡單。AT變速器之所以要用液力變矩器,主要就是為了緩衝換擋衝擊的(當然同時還能放大扭矩)。DCT變速器沒有液力變矩器,那對於換擋衝擊的緩解就只能靠離合器的結合方式。說通俗點,就像老司機開MT車時控制離合器的技巧。結合的時候不能太慢,否則離合器片會燒蝕,也不能太快,否則就像新手開車以後會頓挫。這在老司機看來似乎並不難,但對於電腦來說可不那麼容易。如何控制好離合器的結合點及結合方式,既保證換擋迅速,又不會頓挫,同時又不能造成離合器的過度磨損,這對於研發者來說是個大難題。DCT的先驅們致力於這方面的研發,並取得了喜人的成效,但畢竟是從未真正民用過的新東西,單靠實驗室和簡單的測試,是不可能將所有情況全部考慮到的,因此在使用過程中不可避免的會出現這樣那樣的問題。
不少大眾DSG車主的車輛都出現抖動、頓挫等症狀
就以大眾DSG出現的抖動、頓挫甚至變速器保護等情況為例。設計者可能經過的無數次的實驗、調整,力求做到完美,但放諸全球,仍有很多設計者想不到的工況。比如說中國道路的極端、頻繁擁堵。假設一台車,行駛2萬公里,其中有超過1.5萬公里是在走走停停中完成的,這種情況對離合器的磨損會怎樣,電腦該如何反應,或許設計者就沒想到。其他的還有如溫差、適度、海拔等等。因素非常多。對於新的技術來說都是考驗。還有包括離合器磨損以後,電腦該如何判斷,是否應該做出適應性調整等等,這些都是問題。事實上很多大眾DSG車主都是使用一段時間以後、也就是離合器有一定磨損以後才出現類似抖動、頓挫等問題的。
至於大眾7速DSG頻繁出現保護、不工作帶來的麻煩甚至危險,這就屬於大眾自身程序設定的問題了。大眾在7速DSG的控制程序上可能的確存在比較嚴重的缺陷,以至於這款DSG在不必、甚至不能保護的時候出現保護,導致動力中斷並帶來危險。但這並非DCT結構本身所導致的(任何變速器,都有可能因為控制程序問題帶來類似不當保護的情況),算不上所有DCT的技術缺陷,這裡就不展開說了。
大眾6速DSG變速箱更加成熟
越是新的技術,越容易出現類似這種「因為想不到」而出現的問題。當年6速DSG推出的時候,也曾遇到過問題,後來慢慢解決了,問題也就少了。現在大眾主要的問題出在7速DSG上,它採用的是新的乾式離合器,於是遇到了新的問題。這同樣需要一個解決的過程。汽車歷史上所有的新技術,在剛剛出現的時候都曾經出現過類似的情況,這並不奇怪。新技術帶來了性能方面的提升,伴隨而來的就是可靠性方面的隱憂。我們在選車時,經常會提到:XX車的技術雖然老,但好處也明顯,即可靠、放心,就是這個道理。
DCT車型的選擇:搞清核心問題,結合自身用車狀況
通過這麼多年的發展,DCT技術民用化已經不會有太大的問題了。目前出現的情況,既不是離合器本身無法勝任,更不是齒輪組有什麼不妥,關鍵還是控制程序的問題。打個通俗的比方,就是電腦的「駕駛技術」,由一個從「新手」向「老司機」過度的過程。如何通過軟體的重新編寫,讓離合器更智能的工作,更多的適應不同的路況,這才是關鍵。但這需要時間和經驗的積累,絕不是「讓軟體工程師加一晚上班修改一下就行」這麼簡單。
另外,從長遠的角度看,離合器的磨損也是消費者需要注意的。設計者稱理論上離合器與車輛同壽命。但我們知道,離合器的壽命與路況密切相關。以MT車型為例,有些消費者的家用車,開好了的確開一輩子不用換離合器,但你去問問計程車司機,有幾個沒換過離合器的?這種情況對於DCT來說也是一樣。對於過於頻繁在城市擁堵路段駕駛的車主,要考慮離合器更換成本的問題。同樣的,作為廠商,也應該意識到這一點。從設計上儘可能地實現低成本更換離合器,而不要一出問題就簡單換變速器總成。否則當身邊一個個DCT車型因為離合器燒蝕而更換花費動輒數萬、十數萬的新聞逐步曝光時,對於DCT乃至品牌商的打擊都將是不可小覷的。
對於已經買了DCT車型的車主,涉及到消費者權益保護的問題,在這裡就不討論了。唯一能夠提醒的是,了解DCT故障原理以後,在擁堵路段儘量注意駕駛方式。例如最好採用手動模式駕駛,避免變速器不停換擋,以減少離合器的過快磨損,然後靜待廠家升級程序的出台、再出台,直至電腦變為由「新手」變為「老司機」為止。
對於未購車的車主是否選擇DCT車型,可以從兩方面考慮。一個是看自己的用車情況。如果比較正常,甚至以快速路、郊區駕車居多,就不必有太多擔心,盡情享受DCT的快速與省油吧,否則的話就要略微慎重一些。第二就是選擇相對成熟的DCT車型,例如配濕式離合器的車型。對於新推出的DCT版本,最好觀察一兩年,等反饋良好或出現問題已經解決以後再選擇購買。
DCT與自主品牌:曾經充滿希望的聯合行動與現在的各自為陣
自動變速器一直是自主汽車工業的短板。絕大多數的自主品牌車型,自動變速器都要靠採購外資供應商的產品。而DCT因為之前所說的原因,它對於自主廠商來說其實更容易實現(這也從一個側面反映出DCT其實結構比AT簡單)。再加上它在加速、節能方面的優勢,因而被視作解決未來自主汽車工業自動版問題的最佳良方。
其實早在三四年前,12家自主品牌在工信部的牽頭下曾打算與博格華納一起共建DCT變速器廠,並解決自主廠商配套的問題。然而就如同三個和尚沒水吃的道理一樣,由於彼此之間的利益均衡問題,這件本來挺好的事情最後不了了之。
比亞迪G6已經搭載雙離合技術
不過DCT的好處以及容易實現這個現實是沒有變的。於是各廠商開始嘗試各自為陣,來實現DCT的國產化。這其中已經投產的有比亞迪的TID,其6速DCT由比亞迪在參考大眾7速DSG的基礎上自主研發。即將上市的改款榮威550也將搭載DCT,其技術來源是魯克(與大眾7速DSG同一家供應商)。廣汽菲亞特將投產的菲亞特品牌將搭載DCT的同時,也將為傳祺配備6速DCT,技術自然是來自菲亞特。
畢竟已不是計劃經濟時代了,由政府牽頭與一家外方廠商合作的做法並不一定合適,現在的百家爭鳴帶來的競爭與優勝劣汰,或許效果會更好。不管怎麼說,DCT在自主品牌廠商中會漸漸占據一席之地,甚至成為主流。除了其實現起來更容易以外,節能減排、實現2015年油耗限值標準,也是最重要的原因。
結語:DCT能否全面取代AT?
說到現在,DCT的優點與問題都已經比較清楚了。它的性能遠強於傳統AT,實際成本會更低,但離合器連接方式卻存在先天問題需要逐步完善。最後的結果是它能否取代AT呢?答案是可能性不大。這其中除了DCT本身的問題以外,還有AT的進步。
ZF的8AT的換擋時間也能達到200ms
注意,文章里所有與DCT對比的AT,我們都加上了「傳統」二字。因為新一代的AT,在很多方面已經實現甚至超越了DCT。例如采埃孚(ZF)的8AT,換擋速度就同樣能達到200ms。傳動效率通過變速器鎖定方式也可以大幅度提升。以同時配備有8AT和7速S-Tronic的奧迪Q5 2.0T為例,前者的0-100公里/小時加速為7.9秒,工信部綜合油耗為9.6L,均優於後者的8.6秒和9.9升,足以看出新一代AT的進步。由此可見,在可預見的未來,DCT取代AT是不可能的。不過,隨著DCT的進一步完善,其在中小排量市場的占比將越來越大完全可以肯定。
因此,我們對於DCT,不必過於神化,它可以看作是自動變速器市場的一個新的分支,其優點明顯,缺點也存在;同時我們也不必將其妖魔化,DCT的問題並非致命的,隨著設計者經驗的逐步豐富,它將越來越完善。