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双离合变速箱的优缺点


双离合变速箱的优缺点
DSG 自从2005年现身车坛以来,以换档于电光火石间的快速反应为人津津乐道,优异的扭力传输效能,缔造优异的节 能功效,目前更进一步推出七速干式离合器 DSG,Porsche 以 DSG 为基础,亦发展出自家 PDK 变速系统。然而 Ford 集团不甘示弱,推出 Powershift 应战,形成两大门派分庭抗礼的局势,到底何者为优?请看以下分析。

DSG DSG 变速箱是 VW 集团与 BorgWarner 合作研发之产品,是双离合器自手排之先驱,BorgWarner 并握有关键之“同轴双 离合器”设计专利,目前衍生款式也最为齐全。 优点 同心圆离合器体积小 结构简单 DSG 之双离合器结构为不等直径设计,采用内外环同心圆式配置,大幅缩小离合器结构体积,并采用简单的双油路架 构,对 VW 来说“简单就是美”,液压油路愈少,不但可减少电磁阀控制器的数量,降低电子零件故障机率,此外亦能 减少油路阻塞之可能性。 多年实战经验 品质渐趋稳定 双离合器架构虽然是新概念,但是齿轮组机械结构乃是直接取材自纯手排变速箱,可靠性无庸置疑,但双离合器及换 档机构仍属新玩意,只要小小一颗电磁阀作动不正常,变速箱就会处于作动不顺畅的危机,所有设计细节环环相扣, 这和结构复杂的机械表一样,或许老品牌可靠性相对出色。 缺點 同軸式油泵體積較長 DSG 將油泵置放在同軸齒輪組的末端,採用無齒輪直接驅動,能降低慣性阻力,零件數也少,但是會增加變速箱長度, 不利於橫置引擎設計,雖然 DSG 之離合器體積很薄,但體積卻仍大於 Powershift,結構顯得不夠緊致。 離合器散熱效果較差 雙油路固然可降低設計複雜度,但濕式離合器的設計原理,油壓不僅是離合器接合之動力源,液壓油更是多片式離合 器散熱的重要媒介,油路少也會有流量少的缺點,理論上會影響散熱效率,此問題在氣候較為寒冷的歐洲可能不是大 問題,但是在台灣可能會有散熱不足的盲點,因此 DSG 並不適合進行動力改裝,容易加速雙離合器的老化。 雙離合器磨損程度不均 同心圓雙離合器體積固然小,但是兩者的接合力矩不同,摩擦面積不等,直徑小的離合器因也會有散熱較差的問題, 因此耗損程度不均,且大直徑離合器才能作為起步之用,因此限制了齒輪檔位配置排序,遇到雪地、沙地需要二檔起 步的狀態,會增加小直徑離合器之耗損,就機械結構來看,非可靠的設計,但體積小的簡單架構具備低慣性阻力特性, 有顯著的節能功效。 Powershift 此變速系統為 Ford 與變速箱大廠 Getrag 合作研發之全新產品,為了確保品質無虞,雙方合資在德國另闢新廠專門製造 Powershift 變速箱,生產規模亦足以提供全球所需。 優點 體積小扭力承受範圍高 Powershift 將油泵置於變速箱頂端,換檔機構巧妙夾在齒輪組與油泵空隙間,結構極為緊致,外觀呈現簡單的方形無複 雜的突起部位,就算是外露的液壓油過濾器也不會向外突出,與引擎及轉向、懸吊系統之搭配性佳,更適用於小引擎 室之規劃。 平行離合器著重耐用度 雙離合器為等直徑平行配置,大尺碼設計,兩組離合器都可以作為起步之用,也都能承受大扭力,理論上兩者之磨耗 均等,因此變速箱體積雖小,但最大承受扭力可達45.9kgm,反觀 DSG 目前並沒有配置在扭力超過35kgm 的車型上。 事實上此設計並非全無盲點,連接一檔起步用離合器磨損絕對超過另一組,因此磨耗不可能均衡,但是可以確保急加 速過程,一檔升二檔時的扭力負荷可靠性。 多油路設計散熱佳 雙離合器系統採用四組油壓迴路,不但作動確實,且液壓油流量大,強化雙離合器散熱效果,液壓油的過濾效果也更

為確實,容易排除離合器產生的金屬碎屑,但控制機構與結構將更為複雜,不利於成本控制。 缺点 尚未经过实战考验 DSG 变速箱已经发展至第二期的产品,容易故障之处也渐渐排除;Powershift 虽经过严密的测试,但毕竟还是刚上战 场的菜排长,尚未经历枪林弹雨的洗礼,因此可靠性仍在观察名单之列。 双离合器惯性阻力大 DSG 强调节能与性能,换档直接、震动较大,但贴背感明确,性能味十足。Powershift 强调节能与舒适,性能并非主 诉求,因此双离合器多了减震机构,让换档更为柔顺,企图达到自排般的柔顺。但是等直径双离合器之体积、重量都 超过 DSG,加上减震弹簧组的额外重量,惯性阻力较大,占用变速箱之体积也大,因此节能效果和纯手排车型相较, 依然有4%左右的落差,相较下 DSG 更为接近纯手排系统的效能。 Evolution 进化任务 如果湿式双离合器自手排完美无瑕,何需干式双离合器变速箱? 不论是六速 DSG 或 Powershift,都必须仰赖内建油泵来提供换档与离合器接合所需之动力,此机构如同传统转向系统 油压动力辅助机构一样,随时都在耗损引擎动力,无形中也是种能量浪费。此外湿式离合器属于全密闭结构,内部机 件复杂精密,油压管路还必须在无尘环境生产组装,因此除了德国总厂外,世界各地经销商并无检修能力,那怕只是 油压管线内一颗电磁阀作动异常,也必须在无尘室内维修,更遑论细部分解大工程,故障后维护成本可不低! 虽然说湿式多片离合器耗损低,但是在都会区走走停停的用车环境,加上长时间山路陡坡考验,以及夏日高温煎熬, 纯手排之离合器片也难以撑过十万公里的考验,双离合器不可能没有寿命限制,也许20万公里也必须面对更换离合器 片的命运,此时必须整颗变速箱卸下送回德国拆解,如果整颗换新价格势必惊人,因此要享受无离合器踏板的便利, 日后所要付出的代价可能不低!因此欧洲汽车媒体评估,因成本使然,未来五年纯手排与自排变速箱依然维持高比例, 并不会被双离合器自手排取代。 七速干式离合器 DSG 体积更小的七速 DSG 多了一档,却不以性能挂帅,葫芦里究竟卖什么药? 优点 油路简化与模组化概念 干式离合器接合方式乃是以机械式杠杆推动,与脚踩离合器踏板之结构相似,只是以油压推杆取代左脚,非湿式以油 压注入离合器片表面压板直接加压,因此油路设计较为简单。七速 DSG 更将油压系统独立设计成一个外接模组,直接 固定在变速箱外壳上,非隐藏于内部,装备简单,油压系统故障时仅需更换此模组即可,其它结构与纯手排系统一样 耐用且易拆修,包括离合器片都是外露式,磨损后容易更换,大幅降低维修、制造成本。 电子油泵节能功效佳 无庸置疑,七速 DSG 依然仰赖油压系统来运作,但湿式离合器必须持续供给恒定油压,才能使离合器接合,换句话说 时时都在消耗能量,但干式离合器则否,只要将油压推杆挺出去,离合器就处于锁定状态,不需要经常性的消耗油压 能源,因此七速 DSG 在油压系统模组内隐藏了一颗电子油泵,当油压缸压力不足时,才会适时启动补充油压,与 EPS 概念相似,和湿式离合器系统相较,干式离合器液压油使用量少,而且只需担任油压任务,散热问题也不大,亦可减 轻变速箱湿重,机械润滑则是让齿轮油来负责,不需使用昂贵的润滑、液压双用油,可降低保养成本。 缺点 最大扭力承受度低 干式双离合器因排列紧密,通风性差,加上缺乏油压散热,仅能藉由微量的空气及金属传导来排除热能,因此不适合 承受过大的扭力输出,很容易造成离合器过热而烧毁,此外无油润滑的干式接触摩擦,加上每个离合器都是单片结构, 摩擦耗损相对提升。 离合器体积庞大 湿式 DSG 离合器结构只占变速箱体积的一小部分,但干式 DSG 离合器结构已快达到变速箱宽度的一半! 总结报告 目前干式 DSG 油耗表现仅与纯手排系统相差2%,实际驾驭又不需要考虑驾驶人对手排操作的纯熟度,因此节能性其 实已经可以和纯手排视为同级!虽然有扭力承受限制,但足以应付节能型小排气量引擎,且制造与维修成本皆低,因 此 Ford 也将推出自家干式离合器六速 Powershift,并应用在 B 级距掀背小车上,承受扭矩同样为25.9kgm。

至于湿式双离合器自手排的未来展望,短时间受限于生产规模与结构的复杂度,价格要平民化依然有段距离,维修上 也比较麻烦,因此只能期待耐用度上的精进,如有“金刚不死之身”加持,以此便利性与节能性来看绝对值得投资。


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