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奔馳8G-DCT技術詳解:有何優勢 亦或 弊端

2019年,奔馳在國内釋出了新款GLB,新車的一大亮點就是全新的8速雙離合變速器,目前包括奔馳GLA頂配車型、GLB頂配車型、奔馳CLA 200 4MATIC幾款車型使用的都是這台8速雙離合變速器。

奔馳8G-DCT技術詳解:有何優勢 亦或 弊端

那麼在當時普遍都是7-DCT的背景之下,奔馳為什麼要推出8DCT變速器呢,這款變速器在結構亦或是性能上又有哪些亮眼之處,本文将會一一解答。

一、推出背景

在解答這個問題之前,我們先講講奔馳當時推出8-DCT雙離合變速器時整個行業的現狀,自從大衆推出DQ200系列變速器之後,整個雙離合變速器行業基本都維持在7速狀态,但在AT變速器領域,擋位之争早已上到了9/10AT,為什麼會造成這個差異呢,這還得從雙離合和變速器的結構說起。

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一般而言,大部分雙離合變速器的結構都是一組離合控制1/3/5/7擋,另一組離合控制2/4/6和R擋,總共有4個換擋撥叉,每兩個擋位共用一個。

如果想要增加擋位,最直接的做法就是增加一個齒輪組,但對應的,還得增加撥叉以及同步器,這就會造成兩個問題:一方面齒輪組的增加必定會導緻變速器增加重量和尺寸,這不僅與節能減排的思路背道而馳,同時安裝空間還會受到嚴重影響;另一方面,由于增加了齒輪數,對應的軸也要提升強度,尺寸肯定會發生變化,整個變速器可能都需要重新設計。

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是以基于這種背景,7速雙離合既能滿足大部分的工況需求,平衡動力性與經濟性,另一方面整個系統成熟度也更高,是以各大品牌推出的雙離合一般都是7速。

至于為什麼奔馳要推出8DCT,一方面是因為在結構上相比此前的7DCT并沒有太大的變化(後面章節會着重介紹),是以不會增加太多的成本以及安裝空間, 另一方面則是因為更寬泛的速比也有利于發動機适應更多的工況。

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再一個,奔馳在推出這款8速雙離合的原因也有可能有炫技的因素,在7-DCT大行其道的背景下,8-DCT的推出無疑是更能吸引消費者眼球。

二、主要與哪些發動機配合,裝載在哪些車上?

奔馳的8速雙離合目前應用範圍并不廣泛,更多的是用在入門車型上,比如GLB 200 4MATIC、奔馳CLA 200 4MATIC、奔馳GLA 200 4MATIC,主要四缸汽油發動機M282(1.3TG,120kw)、柴油發動機OM654(2.0TG,140kw)比對。

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三、奔馳8-DCT變速器結構詳解

3.1多了一個擋位,但是尺寸幾乎沒有變化,原因何在?

先看一組參數,奔馳7-DCT的軸向長度是360mm,重量是86kg,而奔馳8-DCT的軸向長度是361mm,重量是84kg。結合我們第一段所講,不是說雙離合變速器增加擋位就會讓變速器整體尺寸更大嗎?

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對,但這有前提,即通過增加齒輪組的方式來增加擋位,這就勢必會在原有尺寸的基礎上增大,但奔馳的8-DCT其實并沒有增加新的齒輪組,是以它的軸向長度僅僅增加了1mm,重量甚至更輕了。

那麼它是如何通過不增加齒輪組的方式來增加一個前進擋位的呢?

首先在變速器的大體結構上,奔馳8G-DCT與7G-DCT一緻,都是采用同軸式布置,偶數擋位布置于外輸入軸上,奇數擋位則排布于内輸入軸。2,4,7,8擋輸出齒輪位于上中間軸,而1,3,5,6,R擋輸出齒輪則位于下中間軸。

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增加的一個擋位就藏在了一擋裡面,其實它并不是一個直接的一擋,而是通過多級傳動後形成的一個虛拟擋位(如下圖)。

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動力經離合器傳遞至内輸入軸(#1)後,與三擋齒輪(#2)齧合,再由同步器(#3)與四擋齒輪(#4)齧合,同時,由于4擋空套齒輪(#4)與四擋固定齒輪即外輸入軸(#5)常齧合,動力經由#5傳遞到二擋空套齒輪(#6)上。最後,經過同步器(#7),使#6與輸出軸(#8)接合,最終實作第八個擋位的傳動,動力傳遞路徑如上圖所示。

有點複雜對不對,其實隻需要了解到它的核心思路是在本來沒有聯系的兩個空套齒輪之間,加一套額外的同步器,使它們可以接合,這樣就可以借用齒輪迂回變速,實作拓展速比,使齒比更綿密的同時,保持尺寸和重量不至于大幅增長。

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當然,奔馳8DCT尺寸沒有産生大的變化的主要原因,還在于奔馳8DCT的輸出6擋齒輪和8擋齒輪共用一個外輸入軸上的輸入齒輪,輸出7擋齒輪和5擋齒輪共用一個内輸入軸上的輸入齒輪。同時接合套也采用的賀爾碧格的緊湊型同步器,其省去了接合齒圈倒錐角,軸向尺寸進一步減少。

3.2、為什麼選擇1擋作為迂回擋位?

我們知道,廠家開發雙離合變速器,看重的一個特點就是其很高的傳動效率,但齒輪複用的政策卻讓動力在變速箱内部的傳遞路徑變長,傳動效率降低。

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一般的雙離合變速器,一擋動力流隻需經過一次齒輪齧合,一次同步器接合就可以傳到輸出軸上。對于8G-DCT的一擋,則需要經過三次齒輪齧合,兩次同步器接合才能傳到輸出軸,效率無疑是大打折扣。

是以這時候有一個基本思路,就是這種迂回的傳動效率最低的擋位盡量用使用頻次最少的擋位上,此次用在起步的一擋就成了最好的選擇。

這裡再引申一下,高擋位的雙離合變速器除了喜歡把一擋當做迂回擋位外,還喜歡把高速擋作為迂回擋位,這是因為高速擋發動機本來就在高效工作區間内,是以傳動效率低一點影響不是特别大。

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3.3、采用迂回擋位後,有弊端嗎?

我們中國有句古話叫做橫看成嶺側成峰,雖然奔馳巧妙的利用動力迂回的方式來實作了8個擋位,但同時,與這個迂回擋位相關聯的擋位就受到了相應的限制,比如前文我們提到奔馳8DCT一擋的實作是依靠了三個擋位的配合,那麼勢必的,一擋的傳動比也受他們影響。

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是以相較于以往可以根據性能取向或者經濟取向去随心所欲的設定傳統比(因為他們都是獨立齧合),現在牽一發而動全身,每一個擋位的齒比優化設計都需要謹慎。

3.4、與此前的7DCT相比,8DCT有何不同?

有幾點不同,第一,多了一個同步器,變速器的一擋可以看做是個虛拟擋位,通過動力迂回實作。當然,多了一個擋位自然也能實作更寬泛的速比,奔馳7-DCT的速比範圍是7.14:1,而奔馳8DCT的速比範圍為8.81:1,更寬泛的速比範圍意味着變速器在理論上擁有更好的燃油經濟性。

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第二,8G-DCT采用的采用液壓驅動的多片濕式雙離合器,一是摩擦片的材料和油路重新進行了優化設計,配合控制政策優化,進一步提升車輛起步性能和換擋性能;二是增加摩擦片數量提升離合器扭矩容量。

第三,在離合器與主泵的連接配接上,奔馳8G-DCT采用鍊條傳動代替了7G-DCT的直接齒輪傳動,進一步将軸系右移動,縮短變速器軸向長度。不過但鍊條傳動帶來的效率和NVH将是考驗。 對了,潤滑方面奔馳8G-DCT取消了飛濺潤滑,利用電子泵驅動通過塑膠型噴管對齒輪軸系強制主動潤滑。

此外,相比7DCT,奔馳8DCT最大的變動還在于高度兼顧了電動化,通過對雙離合器子產品化,形成混動DCT和正常DCT。

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這樣做的好處自然是能提高發動機在低速狀态下經濟性不好的問題,通過動力迂回節約出的空間就可以為安裝電動機做準備,電機的特性正好彌補了發動機在低擋位時的低效率。

奔馳的8G-DCT混動技術的原理與大衆DQ400e一緻,都是P2結構的混動(德系最愛用的混動結構之一),K0離合器負責切斷發動機動力傳遞,K1和K2離合器依然負責變速器内部擋位切換。P2電機采用永磁同步電機,規格302*63mm,最大功率75kw,最大輸出扭矩300Nm。

四、有哪些比較亮眼的技術

首先是奔馳8G-DCT用了更加先進的幹式油底殼潤滑系統,可以減少攪油的損失,提升整體效率。其工作原理可以了解為齒輪潤滑油和液壓驅動油(離合器冷卻)直接劃分為兩個密閉的油腔,電子泵将變速箱内部油液導入由箱體和油底殼形成的密閉油腔中。機械泵和電子泵從油箱中導出的油經吸油過濾器後進入液壓子產品,通過液壓子產品對油液精确控制實作離合器的結合與分離、選換擋以及離合器冷卻。

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再一個是重量,前文提到8DCT相比7DCT重量還減輕了,主要的原因就是在很多地方用了輕量化技術,比如8G-DCT采用直接換擋政策,換擋機構将換擋撥叉、缸套、活塞及位置傳感器內建為一體,高性能塑膠制成的缸套和活塞配合形成了換擋液壓驅動油道,重量較上一代降低30%。

油底殼子產品将葉片泵和電子泵的吸油過濾器,變速箱冷凝器,壓力過濾器,變速箱換氣裝置和油底殼自身內建于一體,而油底殼同時采用輕量化塑膠制成。

五、市售8AT橫評

目前在售的8速雙離合有本田以及奔馳的8DCT以及現代的8速雙離合,我們先講本田的8速DCT,它的基本結構大家可以看做兩個平行的4AT變速器連在了一起。

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不過需要注意的是除了雙離合常見的各部件外,它還額外多出來一個液力變矩器。

沒錯,大家沒有看錯,本田的8DCT裡多了一個隻有在AT變速器裡才能看到的液力變矩器,這樣做的原因,是因為車輛在城市擁堵路況行駛的時候,離合器需要頻繁的結合、斷開或者是長期處于半關聯狀态,普通雙離合變速器會是以存在離合器過熱、換擋頓挫等現象。

為改善這個問題,本田工程師是以保留了自動變速箱上的液力變矩器,普通雙離合變速器在低速蠕動時離合器的半關聯狀态全部由液力變矩器來完成,離合器隻負責接、合,完全不存在半關聯狀态,是以也不存在過熱現象。

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另外在結構上,本田的8-DCT采用的是三軸布局,兩根輸入軸,一根輸出軸,這樣的好處自然就是縮短變速器的軸向長度,但即便如此,它的長度仍然比自家的10AT要長上不少。

現代的8-DCT主要是應用于現代集團旗下的高性能車型上,比如Veloster N 、i30 N、kona N等,該8速濕式雙離合由現代汽車公司的子公司現代 Transys坦迪斯 生産。該套件代号為 D8F48W。

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它的基本結構也是一、三、五、七擋由一個離合器控制,二、四、六、八擋由另一個離合器控制。

不過它的一大特點是它有兩個油泵,其中一個用于潤滑齒輪和冷卻離合器的高流量泵,另一個在齒輪旋轉系統中産生壓力。兩者都獨立于發動機,由電驅動。

寫在最後:

總的來講,奔馳的這台8G-DCT還是有很多亮點,比如巧妙的運用了擋位迂回的政策,使得8G-DCT相比7G-DCT尺寸重量都沒有大幅增加;同時融入了大量的前量化技術以及混合動力子產品,很好的考慮到排放節能名額;再一個,擋位的增加也使得速比範圍更加寬泛,理論上燃油經濟性會更好。但考慮到雙離合本身的實體性質,再加上高端市場對雙離合的接受度(PDK除外),是以奔馳也沒有将8G-DCT大範圍應用在旗下車型上,它的9G-TRONIC還是主流。

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