双离合器变速箱的发展及其对润滑油的要求

结束语
随着人们对驾乘舒适感要求
的提高以及排放法规的严格、汽
车燃油经济性要求的提高，双离
合器变速箱（DCT）技术得到了
第
快速发展。DCT具有独特的结构
五 期
次循环测试中维持特定的摩擦系 数，而且没有明显的磨损。
部件的润滑要求外，还需从DCT的 工作环境、设备材质和非金属材料
及工作原理，对润滑油提出了较 高的性能要求。新兴的DCTF产品
从上述要求来看，无论是 传统的自动变速器油（ATF） 还是标准的手动变速器液压油 （MTF），都无法承担保护DCT 的重任。为了保证DCT的技术优 势和使用耐久性，DCTF需要采用 特定的配方技术[1，2]，确保DCTF 具有优异的高低温性能、适宜的 摩擦特性和摩擦耐久性、良好的 极压、抗磨损特性、优异的热和 氧化稳定性、良好的防锈、防腐 蚀特性以及与橡胶、密封材料和 电子零部件的兼容性。
持良好的低温泵送性，能够顺利地
参考文献
严重磨损等状况。因此，为了保证 离合器控制和液压控制系统的正常 运行，DCTF必须具有良好的抗泡性 能。同时，还要求DCTF具有防腐性 能，防止低温下铜、钢、铝材质的 液压元件的腐蚀。
启动和保障液压单元的工作。同时 DCTF在高温或在高载荷下仍能保护 变速箱部件。DCTF通常为具有较 好剪切稳定性的较低黏度油品，其 100 ℃运动黏度在7.0 mm2/s左右， 黏度指数在150以上。
离合器的润滑
湿式离合器无疑是DCT最重要 的关键部件，离合器的精准控制对 于变速箱的顺利操作极其重要。这 就要求DCTF必须在约2×106次换挡 的换油周期内保持一致的启动特性 和抗抖动耐久性。因此，DCTF必 须具备适宜的摩擦特性和摩擦耐久 性，以保证平滑、持续的换挡。
DCT在工作过程中，其表面温 度可以高达几百摄氏度，DCTF热裂 解产生的酸性副产物会形成漆膜或
推出自己的DCT，这使得中国也成
25
减少二氧化碳排放，节省燃油，同
◇领先的变速器供应商格特 为世界所关注的又一重要变速器
时具有较高的燃油效率、较好的操 拉 克 （ G e t r a g ） 首 次 从 中 国 接 市场。大众汽车的DQ200 型7速
作舒适性和便捷性，近年来开始被 到 6 D C T 2 5 0 订 单 ， 其 将 为 观 致 DSGDCT、一汽大众的7速DCT、江
2012 October
第 五 期 27
综述与述评 Review and Commentary
性。虽然DCTF强调了极压性能以保 护齿轮，但其配方中的极压剂容易 引起铜部件腐蚀，为此需注意DCTF 配方的平衡。
◇DCTF在整个DCT中与很多部 件接触，除了常规要求的与橡胶、 密封材料的兼容性外，也强调与继 电器、传感器等电子部件的相容 性，以避免对这些部件产生恶化作 用，影响到最优的反应时间，或者 引起泄漏。
单独运转，瞬间转换通常在百分之
几秒的时间内完成。因此DCT消除
了传统MT换挡时的动力传递停滞现
象，可以实现更加平顺的换挡。
在DCT中，一个变速箱控制
奇数档（1档、3档、5档，甚至7
档——若有的话），另一个变速箱
控制偶数档（2档、4档、6档）和倒
档。 当动力被传送至一个变速箱的
一半（如第3档）时，另一个变速箱
广泛应用。
（ Q o r o s ） 的 新 款 车 型 配 备 6 速 淮汽车的6速HFC DTF630型双离合
2 0 0 0 年 以 后 ， 大 众 、 福 特 DCT，同时格特拉克DCT被应用于 器自动变速箱等纷纷在国内进入量
（Ford）、沃尔沃（Volvo）等国 超高性能的宝马M5运动型轿车；
对于干式DCT而言，由于离合 器不需要油液润滑，其润滑要求与传 统MTF（手动变速箱油）一致。对于 湿式DCT而言，其需要润滑的部位主 要包括离合器、齿轮组、主轴、轴承 和同步器等，对DCTF（双离合器变 速箱油）提出了如下要求：
◇为离合器、同步器、齿轮、 轴及轴承提供润滑；
◇为系统提供散热； ◇为离合器啮合和换挡提供液 压动力； ◇保护变速箱，防止磨损及 腐蚀； ◇具有与橡胶、密封件和电子 元件的相容性。 在上述要求中，部分之间存在 对立性，这就要求DCTF具有独特的 性能来平衡这些相互对立的要求， 从而使变速箱的性能达到最优。
者油泥，影响液压阀体的工作和离 合器的工作，因此DCTF还必须具有 优异的热稳定性和氧化安定性。
齿轮传动系统的润滑 DCT的齿轮传动系统与传统的 MT一致，通常为斜齿轮，包括驱 动轴、从动轴、倒档轴，齿轮副、 同步器、换挡拨叉、差速器等。由 于DCT的每个齿轮承受的应力都大 于传统AT中的行星齿轮，因此要求 DCTF具有较高的极压、抗磨损特 性，以减少齿轮组啮合过程中产生 的金属磨损。
28
液压系统的润滑
配件等方面满足DCT的特定要求： ◇DCT的工作环境要求DCTF
可在苛刻条件下保证DCT无抖动 运行，延长其换油周期和变速器
液压系统中应用的润滑油如含
必须有良好的低温特性，保证变速
使用寿命。
有气泡，会引起系统主油压降低，
箱在较低温度下工作时，DCTF可保
导致离合器打滑、换挡滞后、齿轮
◇现代汽车公司（Hyundai）
明了专用于赛车的双离合变速器
DCT提供离合器；
在北美市场推出配备自主研发的
（PDK）。1976年，DCT开始装备
◇ 近 期 推 出 的 奥 迪 A 1 5 门 DCT系统的飞思（Veloster）双门
在大众公司（Volkswagen）的高尔
Sportback版1.4 L涡轮增压汽油款
纷纷将DCT作为一个重要的业务发 展方向：
◇道奇（Dodge）向北美市场 推出菲亚特（Fiat）集团DCT产品；
◇博格华纳（BorgWarner） 的中国合资公司将为一汽（FAW）
很快rlikon Graziano）专为麦 克拉伦（MCLaren）MP4-12C高性 能跑车研发了7速DCT；
就会预选下一个期望的速度（如4档
或2档），通过精确的定时序列为第
1个离合器的分离和第2个离合器的
啮合做好准备。
DCT结构和工作原理见图2。
第
五
双离合器变速箱的分类及
期
特点
26
DCT分为湿式和干式2种，两者 的差异在于扭矩传递方式及润滑方
式不同：
◇湿式DCT用油冷却双离合器
摩擦片，其扭矩传递通过浸没在油
散热功能。由于干式DCT因其自身 所具有的传递扭矩的高效性以及节 省了相关液力系统，在很大程度上 提高了燃油经济性，较湿式DCT的 燃油经济性更优。与传统的MT相 比，干式DCT可节省油耗6%左右。
湿式、干式DCT的特点及应用 对比见表1。
双离合器变速箱的润滑要求
双离合器变速箱主要由双离合 器（图3）、齿轮传动系（图4）、 液压控制模块、传感器模块、TCU （变速箱控制单元）、油泵、冷却 器、壳体等部件组成。其中，双离 合器是一个创新，可同时通过TCU 等控制单元实现齿轮传动机构的顺 利运转。
克-福特变速箱公司的Powershift® 自己的DCT系统；
其在针对轻型汽车变速器的深入报
这2款双离合器变速箱为代表产品。
◇戴姆勒（Daimler）在2012 B 道中对DCT市场份额及产量进行了
综述与述评 Review and Commentary
预测：截至2014年，DCT的欧洲市 场份额将超过10%；截至2017年， 全球的DCT产量有望达到7.5×106 台。
[1]Boris Kamchev. The Dual Clutch: Europe’s Transmission of the Future[J]. LUBES’N’GREASES ， 2011，3：30-37. [2]王稳，王库房，尹兴林，等.双 离合器自动变速器润滑油性能要求
整体润滑要求
◇DCT中的钢部件和铜部件要 和试验方法[J]. 润滑油，2012，27
双离合器变速箱发展现状
国际汽车制造商和变速箱供应商也 级车上采用全新7速湿式DCT，并将
2012 October
双离合器变速箱（Dual Clutch Transmission，简称DCT）的发明 最早可追溯到1940年的德国，当 时申请了第一个DCT的发明专利。 随后保时捷（Porsche）公司也发
对于DCTF，除需满足上述DCT 求DCTF具有良好的防锈、防腐蚀特 （1）：50-55.
2012 October
汽车。
第
夫GTI轿车上销售。1985年，奥迪 （Audi）公司又将DCT技术应用在
轿车采用了大众/奥迪的7速干式 DCT；
2007年以后，DCT在中国也 得到快速发展，一汽集团、上汽
五 期
赛车上。此后DCT技术经历了长时
◇新款本田（Honda）NSX采 集团、江淮汽车、比亚迪等纷纷
间的发展和完善。由于DCT技术可 用DCT；
同步器的润滑 尽管DCT换挡方便，换挡表现 与AT非常相似，但是其同样需要 同步器来进行换挡。同步器被设计 用于在离合器结合之前同步齿轮副 和轴。同步器依据其提供的同步扭 矩，可分为单锥、双锥和三锥。目 前常用的摩擦材料包括烧结青铜、 碳复合摩擦材料等。DCT中的同步 器部件对DCTF产品的摩擦特性提出 了要求，即通常DCTF必须在5 000
中的湿式离合器摩擦片来实现；
◇干式DCT通过离合器从动盘
上的摩擦片来传递扭矩，离合器不
需要使用油品进行润滑和冷却。
最初的DCT都是湿式的，采用
油浴或循环润滑方式，通常用于更
高扭矩的场合。这类应用需要控制
更强大的动力，同时需要更有效的
2012 October
综述与述评 Review and Commentary
2011全球DCT产量以及Supplier Business公司预测的2012—2017年 全球DCT产量见图1。