双离合变速器自主之路

众所周知，双离合器的诞生从一定意义上改变了自动变速器的整体格局。以几乎无缝对接的换档速度和更好的燃油经济性，很快抢占了部分传统自动变速器以及CVT变速器市场份额。然而，双离合器的干、湿两种形式优缺点同样十分明显，本次笔者来到杭州萧山，有幸拜访原吉利汽车无级变速器技术有限公司总经理兼总工程师崔振华，让他来谈谈当下双离合变速器的格局，以及他对国产自主研发双离合变速器的一些思考。

专利垄断与技术壁垒

汽车自动变速器是从上个世纪40年代开始采用的，其技术越来越完善，形式也呈多样化，凭其方便的操作性能、良好的驾驶性能、更高的行车安全性及更低的废气排放等特点，已成为衡量现代汽车工业发展水平的重要标志之一。鉴于汽车自动变速器的上述优点，在当今对车辆燃油经济性和排放要求越来越高的国际形势下，世界各国汽车零配件供应商和整机生产厂家一直在不断地寻求汽车自动变速器的最优设计方案，并相继在各种车型上开发出各具特色的新产品。另一方面，随着我国私人购车的逐年递增及大量非职业司机的出现，自动变速器正越来越受到广大私人汽车用户的青睐。

目前，汽车自动变速器常见的有五种型式：分别是液力自动变速器（AT）、机械无级自动变速器（CVT）、手自一体自动变速器（AMT）、双离合变速器（DCT）。由于AMT是在手动变速器的基础上加装自动换档的执行机构，模拟优秀驾驶员的操作，它是最省油、最符合传统齿轴加工业、最低造价的“自动变速器”，但有不可克服的动力中断缺陷，驾驶舒适性很差。

为了解决AMT有时动力中断的缺陷，又能发挥AMT的优势，德国最先发明了把两个AMT叠加而形成的双离合变速器，它有干式和湿式两种形式，湿式技术被美国博格华纳（BorgWarner）公司垄断，湿式双离合器换档起步的舒适性很好，但造价高、维修难、由于采用液压控制系统而使油耗不低。为了降低油耗、降低制造成本、维修便利而开发出干式双离合变速器，干式技术被德国（LuK）公司垄断。干式双离合变速器控制方式有液压控制和四电机控制两种，它在频繁停车起步工况中会产生摩擦片过热现象，这种现象会引起软件对它强制保护，使汽车不能正常行驶。为了消除干式的缺陷，德国（LUK）公司把干式离合器改造成湿式工作，执行机构采用原干式的系统，这种形式我们称它为新湿式双离合器（NWDCT），它集干式和湿式的所有优势，消灭了所有缺陷，具备很强的市场适应性，但LUK公司的这一产品结构体积大，维修时只能换总成，制造和使用成本较高。

双离合变速器自主之路

在我国，DCT的研究工作起步较晚，多处在研究开发阶段，并以理论研究为主，且主要集中在大专院校。近来，上汽齿、上海比亚迪、江淮汽车等公司也开始着手DCT的研发工作，而市场上虽出现装有DCT的轿车车型，但中国厂家并不具备自主知识产权。

新湿式双离合器（NWDCT）由于可以无动力中断改变速比，使得汽车在任意行驶工况下，都可以按驾驶员的操作意图实现发动机工作点与变速器的最佳匹配（最佳经济匹配或最佳动力匹配），从而可降低排放，提高整车的燃油经济性和动力性，同时具有优良的操作性和乘坐舒适性，被认为是汽车变速特别是轿车变速的理想传动装置（尤其是对纯电动汽车和混合动力传动及无人驾驶汽车来说，NWDCT更是其首选方案。），也是自动变速器发展的必然趋势。

直到今天，中国汽车自动变速器市场仍然几乎完全依赖外资企业。每年进口了20亿多美元的汽车自动变速器关键零部件。这主要是因为我们还没有掌握全套的汽车自动变速器技术，也就无法形成市场所需成熟的汽车自动变速器产品。崔振华先生及其团队针对国内品牌经济型轿车开发的具有自主知识产权和高性价比的NWDCT产品填补了国内空白，打破了外国公司在汽车高技术方面对我国的封锁，提高了我国汽车零部件产业的高科技含量，改变了我国汽车工业发展长期受制于人的被动局面。

为了克服现有技术的不足，通过对干式和湿式优缺点分析，崔振华先生及其团队设计出具有自主知识产权的新湿式双离合器（NWDCT），该结构无液压系统，采用四电机控制湿式双离合变速器，造价成本最低，维修方便，体积小，维修时仅仅更换摩擦片就可以，性价比较高。

作为自动变速器最高级形式的NWDCT具有以下几大优势：

1）节约能源

NWDCT可以在相当宽的范围内实现多级变速，实现汽车传动系与发动机工况的最佳匹配，从而提高整车的燃油经济性。大量试验表明：NWDCT与同类AT相比，装有NWDCT的汽车可节约燃油10～15%。

2）降低排放

NWDCT的换档是连续变化的，换档时不会导致发动机的非稳态工况，降低了废气排放。试验表明，装有NWDCT的汽车废气排放量比安装AT的同类汽车减少约10%以上。

3）方便舒适

NWDCT采用全新设计理念，其结构科学合理、操作简单方便、驾乘平顺舒适、加速时无顿挫感，是其它有级换档变速器（AT、MT）所无法比拟的。

4）安全可靠

NWDCT将明显改善车辆的驾乘环境，提高驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，驾驶时减少了操纵的频次和强度，有利于集中精力驾驶汽车，可以有效地降低交通事故发生率。

5）成本较低

在保证质量前提下，降低制造成本是提高产品市场竞争力的主要途径之一。AT约由四百多个零部件组成，而NWDCT仅有一百多个零部件。显而易见，相同批量生产时， NWDCT的零件制造符中国的工业基础，NWDCT因其结构简单没有液压系统、没有知识产权费、没有10万级的洁净厂房就能生产，从而使得制造成本将比现有的DCT低，并打破外国公司的技术垄断。

技术创新及工作原理

NWDCT变速器产业化的关键在于生产材料与工艺、性能匹配及电子控制装置。NWDCT变速器完全是建立在对国外技术和中国汽车工业现状的充分了解基础之上，脱离了仿造的痕迹。NWDCT的技术创新主要体现在以下几点：

1） 采用了四个伺服电机按需控制模式，有效降低能耗，简化了控制系统的设计，提高了速比的控制精度。

2） 在常规湿式离合器上实现了的起步特性，降低了成本，产品具有更高的性价比。

3）能有效控制摩擦片的工作温度，

4）双板式（多片）离合变速器的摩擦片1/3浸泡在冷却和及牵引专用油中，使工作过程平顺，无冲击，减少机械系统的铜损、铁损，延长发动机机械寿命，

5）适合各种路况，有良好的节能效果。

6）能使自动变速器制造成本下降40%，维修成本下降85%，

工作原理：发明专利涉及双板式（多片）离合器属湿式多片双离合器是利用伺服电机矢量控制压力来压紧离合器摩擦片驱动内轴、外轴的动力输出，当某一组离合器工作时是离合器压盘使一组圆周布置的弹簧（螺旋弹簧或蝶形弹簧）零件受压，这将驱驶该组压盘压紧离合器摩擦片，在摩擦力作用下使内齿、外齿摩擦片结合成整体，摩擦片的外齿跟随输入轴双离合转毂的齿转动，摩擦片的内齿拨动外轴固定外齿转毂的外齿使动力输出到相应的轴，当伺服电机消除推压力，在弹力作用下使摩擦片压盘复位，内、外齿摩擦片分离，动力传递断开。双板式（多片）离合器的内圈离合器片控制内轴传动系，外圈离合器片控制外轴传动系，内轴和外轴是一停一动，相互切换，实换档变速功能。双板式（多片）离合器装置通压紧或放松离合器摩擦片的方法能解决动力从内轴转换到外轴或再从外轴转换到内轴的目的，使动力按需输出，也是输入和输出的桥梁。使外部输入能量效率最大化，在汽车领域应用双板式（多片）离合变速器的目的是使发动机在最省油区进行工作，并使车辆适应各种路况，适合新能源轿车和混合动力车的应用。

融入“互联网+”元素

汽车电子产业正逐步成为新的经济增长点，但由于目前国内汽车电子产业尚处起步阶段，规模化大生产还没有形成。而且，国内大汽车公司多为合资企业，由外方掌握着技术的决策权，所采用的电子产品也多由外方配套商提供，国内自主开发的产品很难进入其配套体系，这严重影响了我国汽车电子产业的发展，也使得国内生产厂商面临技术和价格的双重风险。由于NWDCT性价比很高，可观的利润可以为TCU（自动变速器的电控板）“嵌入互联网+”提供了足够的空间，使自动变速的全过程由大数据指导下进行工作。通过互联网云计算实现汽车在最低油耗、量低排放下输出最佳动力Pfine（注）。自动变速器是发动机与整车结构、载重、道路状况、气候环境的桥梁。当发动机在最省油的特性曲线状况下工作时，需要自动变速器来应付外部各种因素的变化。变速器的变是为了确保汽车在最省油最低排放区域工作，自动变速器的变必须结合“互联网+”，“互联网+”能使变速器全路况智能化，全天候智能化，能真正降低汽车对环境的影响。

注：Pfine=Z・f（r）・f（w）・f（l）・f（e）・f（c）・f（d）・f（s）

Z-整车常数：风阻、轮胎、重心

・f（r）-道路

・f（w）-气候

・f（l）-载重

・f（e）-发动机特性

・f（c）-油耗

・f（d）-排放

・f（s）-速度。