今天隨著小星一起來了解一下手動變速箱和雙離合變速箱的工作原理吧。
1. 手動變速箱
目前手動變速箱在全球范圍內(nèi)仍有超過50%的占有率。原因就是其結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)油且駕駛參與感強(qiáng)。而且手動變速箱是大部分人學(xué)車的時候接觸到的變速箱。那讓我們一起來看一下?lián)Q擋擋把之下的手動變速箱結(jié)構(gòu)吧。
由手動變速箱的基本換擋機(jī)構(gòu)示意圖所示。圖左中換擋撥叉決定套筒與對應(yīng)齒輪結(jié)合實(shí)現(xiàn)硬連接。發(fā)動機(jī)輸入軸（綠色）將動力傳輸至中間軸（紅色）。中間軸與不同齒比的藍(lán)色齒輪相嚙合。但最終那組齒輪輸出動力至連接差速器的輸出軸則由套筒（紫色）決定。右側(cè)圖示紫色部分即為犬牙離合器。其通過長短齒相互嚙合，形似犬牙因此命名為犬牙離合器（dog clutch）。由于是硬連接，因此需要同步器（套筒中黃色部分）的幫助進(jìn)行轉(zhuǎn)速同步。
↑手動變速箱基本換擋機(jī)構(gòu)示意圖（來自HowStuffWorks）
如果感興趣手動變速箱，可以研究一下下面這個結(jié)構(gòu)圖。這是5速前進(jìn)擋手動變速箱的基本結(jié)構(gòu)和換擋原理。左側(cè)的換擋擋把圖示是不是很熟悉？如果學(xué)車的時候接觸的是大眾桑塔納，那么看到的就是一摸一樣的圖示。如右圖所示3個不同縱軸的擋把動作被轉(zhuǎn)換成對3個紫色套筒的前后運(yùn)動。進(jìn)而轉(zhuǎn)換成套筒對不同擋位齒輪組的選擇。倒擋R與前進(jìn)擋之間的差別就是多了一個小的轉(zhuǎn)換軸。從而將發(fā)動機(jī)的動力向反向倒車方向傳輸。
↑5速手動變速箱基本結(jié)構(gòu)示意圖（來自HowStuffWorks）
同一列的換擋撥叉負(fù)責(zé)前后兩個檔位。由帶同步器的犬牙離合器來控制齒輪的結(jié)合。同步器的重要作用讓發(fā)動機(jī)與檔位齒輪速度進(jìn)行同步。當(dāng)轉(zhuǎn)速差較大時，同步器會通過內(nèi)部摩擦軸承（黃色）傳遞動力減小速度差。當(dāng)速度差小到一定時外部的犬牙齒輪嚙合，形成硬連接。
2. 雙離合變速箱
↑雙離合變速箱基本結(jié)構(gòu)示意圖（來自HowStuffWorks）
顧名思義，雙離合變速箱擁有兩組離合器。為什么要有兩組離合器呢？那就要從手動變速箱的駕駛體驗(yàn)說起。我們學(xué)車的時候都有感覺，加速的時候每次升檔動力都會中斷一下。很令人苦惱。同時換擋時機(jī)沒有掌握好就會出現(xiàn)頓挫。雙離合變速箱大幅保留了原來手動變速箱的結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)換擋自動化和電氣化，如原理圖所示，輸入軸被分為內(nèi)軸和外軸。分別通過離合器1和2與發(fā)動機(jī)連接。輸入內(nèi)軸和外軸又分別和奇數(shù)檔或偶數(shù)檔嚙合。通過帶犬牙齒輪的換擋機(jī)構(gòu)來確定具體與輸出軸硬連接的擋位。
↑大眾6速雙離合變速箱DQ250結(jié)構(gòu)示意圖（來自大眾SSP自學(xué)材料）
雙離合變速箱通過兩組離合器分別連接奇數(shù)檔和偶數(shù)檔最大的好處就是當(dāng)其中一組離合器和擋位齒輪傳輸動力時，下一個擋位齒輪已經(jīng)結(jié)合了。只是此時離合器脫開沒有動力傳輸。當(dāng)換擋時只需要進(jìn)行離合器的切換即可。動力中斷的時間很短。
雙離合變速箱從控制方式上可分為液力控制和電機(jī)控制兩種。
a) 液力控制Hydraulic雙離合器變速箱
液力控制雙離合變速箱就是基于液壓執(zhí)行器進(jìn)行換擋和離合器控制的變速箱。以大眾6速雙離合變速箱DQ250為例，主要組件包含多片碟式離合器Multi-Disc Clutch、變速箱機(jī)油泵Transmission Fluid Pump、濾清器Filter、冷卻器Cooler和電液控制執(zhí)行機(jī)械Mechatronics。
↑大眾干式雙離合變速箱DQ200原理圖（來自大眾SSP自學(xué)材料）
液力控制雙離合變速箱又進(jìn)一步細(xì)分成濕式和干式兩種類型。所謂干式并不是不使用變速箱機(jī)油，而只是使用的非常少。以大眾干式雙離合變速箱DQ200為例，它僅需要1.7L的變速箱機(jī)油。而對應(yīng)的大眾濕式雙離合變速箱DQ250則需要超過7L的變速箱機(jī)油。這種差別來自兩種變速箱的不同設(shè)計。
↑大眾濕式雙離合變速箱DQ250原理圖（來自大眾SSP自學(xué)材料）
濕式雙離合變速箱的結(jié)構(gòu)包含彈簧減震器、雙離合總成、輸入軸1/2（外軸與內(nèi)軸）、輸出軸1/2、倒擋軸、集成駐車齒輪的差速器、電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)和機(jī)油泵。干式雙離合變速箱的結(jié)構(gòu)包含雙質(zhì)量飛輪、離合器K1/K2輸入軸1/2（內(nèi)軸和外軸）、輸出軸1/2、倒擋軸（輸出軸3）和集成差速器的最終輸出軸。其設(shè)計上的主要區(qū)別就是DQ250濕式雙離合器變速箱使用需要機(jī)油冷卻的多片碟式離合器。而干式雙離合變速箱采用原手動變速箱類似的單片離合器。因此DQ200變速箱機(jī)油更多的用來控制換擋和離合器，而很少用于離合器散熱。
↑大眾雙離合變速箱液力控制換擋撥叉（來自大眾SSP自學(xué)材料）
由于雙離合變速箱與手動變速箱非常類似，因此換擋撥叉也出現(xiàn)在了雙離合變速箱當(dāng)中。只不過不再通過人手來操作換擋，而是通過電控液壓執(zhí)行器進(jìn)行相應(yīng)操作。換擋撥叉的兩端包含了液壓閥。可通過電子控制器調(diào)節(jié)兩端壓力，控制撥叉前后運(yùn)動，從而帶動犬牙齒輪與相應(yīng)齒輪結(jié)合。
↑大眾雙離合變速箱液力控制滑閥箱與控制單元（來自大眾SSP自學(xué)材料）
也因此DQ250雙離合變速箱的電液控制單元Electro-hydraulic Control Unit包含大量液壓電池閥。其中長得像蚯蚓一樣的就是錯綜復(fù)雜的液壓管路。液壓管路加上電磁閥組并稱為滑閥箱。圖中上半部分為滑閥箱的正面。右上角為電控單元Electronic Control Unit的連接器。下半部分為滑閥箱的背面，即為電控單元的主體。
b) 電機(jī)控制Electrical雙離合變速箱
↑格特拉格7DCT300雙離合變速箱電機(jī)控制示意圖（來自格特拉格CTI演講）
為了進(jìn)一步提高控制效率，多家車廠開始引入基于電機(jī)控制的雙離合變速箱，成為新的潮流。以格特拉格Getrag為寶馬提供的7速雙離合變速箱7DCT300為例，它包含離合器冷卻電機(jī)、泵執(zhí)行器電機(jī)1/2、選檔執(zhí)行器電機(jī)1/2和控制單元。電機(jī)對執(zhí)行器比如選檔和離合器的動作更直接。
以上，小星介紹了手動變速箱的原理，以及基于手動變速箱實(shí)施自動化電氣化的雙離合變速箱。解析了液力控制和電機(jī)控制雙離合變速箱的差別。希望為大家了解這兩種變速箱有所幫助。
奧迪A7雙離合變速箱原理介紹視頻
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