橫置雙離合器自動(dòng)變速器相關(guān)節(jié)油方法研究

崔剛，方志勤，劉春峰，汪敏

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

引言

隨著越來(lái)越嚴(yán)格的國(guó)家油耗限值要求，汽車節(jié)油技術(shù)成為各大汽車生產(chǎn)商研究的重點(diǎn)工作之一，變速器作為汽車的核心組成部件，對(duì)整車油耗有著重要影響。

濕式雙離合器自動(dòng)變速器有著結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高以及環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。近年國(guó)內(nèi)各大汽車公司陸續(xù)開(kāi)發(fā)和推出濕式雙離合變速器產(chǎn)品，它采用油冷方式給離合器摩擦部件冷卻，能夠改善了雙離合器的使用環(huán)境，提高其可靠性[1]。

本文通過(guò)對(duì)某濕式雙離合自動(dòng)變速器及車輛進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試及研究分析，提出變速箱相關(guān)節(jié)油技術(shù)方案。

1 節(jié)油方法說(shuō)明

1.1 多檔化

變速箱檔位數(shù)量的增加有利于拓展其速比范圍。更多的檔位保證行駛過(guò)程中更好的覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)域，從而改善整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)對(duì)搭載雙離合變速器某車型進(jìn)行軟件仿真分析及實(shí)車測(cè)試，結(jié)果表明增加1個(gè)檔位，整車油耗降低約2%～3%。

1.2 提高變速箱傳動(dòng)效率

1.2.1 控制工作油溫

雙離合器自動(dòng)變速器多采用電子液壓控制系統(tǒng)，冷卻潤(rùn)滑及液壓控制系統(tǒng)均以油液作為媒介，而油液粘度受溫度影響較大。某濕式雙離合自動(dòng)變速器油溫與效率實(shí)測(cè)結(jié)果如圖1和圖2所示。

測(cè)試結(jié)果表明該雙離合自動(dòng)變速器從常溫工況開(kāi)始傳動(dòng)效率隨溫度升高而升高，在90℃～100℃達(dá)到最佳工作溫度，然后溫度繼續(xù)升高，傳動(dòng)效率逐步降低。因此通過(guò)控制合適的變速箱油溫有利于提高整機(jī)傳動(dòng)效率。

圖1 1檔相同輸入扭矩下油溫與效率關(guān)系曲線

圖2 2檔相同輸入扭矩下油溫與效率關(guān)系曲線

通過(guò)設(shè)置電子開(kāi)關(guān)或電子節(jié)溫器對(duì)變速器熱交換器外部水路進(jìn)行智能調(diào)節(jié)和控制。圖3為某雙離合變速器常閉式外部水路電子開(kāi)關(guān)閥控制邏輯，在保障發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)到正常工作溫度的前提下，智控制變速箱外部水路電子開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)機(jī)，保持變速箱更多的在最佳溫度區(qū)域內(nèi)工作，實(shí)現(xiàn)提高變速器效率的目的[2]。

圖3 雙離合變速器外部水路電子開(kāi)關(guān)控制邏輯

1.2.2 降低攪油損失

通常橫置濕式雙離合變速器加油量約為6L～7L，較手動(dòng)變速器2L左右潤(rùn)滑油量有較大幅度增加，油量的增加導(dǎo)致其傳動(dòng)系統(tǒng)尤其是主減速器上的從動(dòng)大齒輪攪油損失明顯增加，降低攪油損失是提高傳動(dòng)效率一個(gè)重要方面，分析確認(rèn)主要有如下兩種方法。

①減少加油量，以降低旋轉(zhuǎn)件在油液中的浸沒(méi)深度?？赏ㄟ^(guò)液壓仿真及試驗(yàn)手段確認(rèn)合理加油量，減少油液冗余[3]。

②設(shè)置專用檔油板或檔油特征，將主要攪油部件如主減從動(dòng)大齒輪攪油區(qū)域與油腔隔離，如圖4所示。

圖4 主減從動(dòng)齒輪增加檔油板方案示意圖

針對(duì)某 6檔濕式雙離合自動(dòng)變速器有/無(wú)檔油板方案進(jìn)行效率對(duì)照測(cè)試，3檔測(cè)試結(jié)果如圖5、圖6所示為。數(shù)據(jù)表明增加檔油板后，整機(jī)效率有一定的提升，尤其是的低輸入扭矩下，效率提升明顯。

圖5 低輸入扭矩3檔效率對(duì)照測(cè)試結(jié)果

圖6 高輸入扭矩3檔效率對(duì)照測(cè)試結(jié)果

1.2.3 降低機(jī)械油泵損耗

濕式雙離合變速器液壓力通常由機(jī)械油泵提供，有研究表明整機(jī)中低負(fù)荷下油泵功率損失占比超過(guò)了 40%，因此降低油泵損失是提高整機(jī)效率重要課題。

圖7 主油路壓力與油泵功率消耗關(guān)系圖

針對(duì)某雙離合自動(dòng)變速器油泵開(kāi)展功率損耗測(cè)試，主油路壓力與油泵功率消耗之間的關(guān)系示如圖7所，結(jié)果表明確定的轉(zhuǎn)速下，油泵功率消耗隨主油路壓力的增大而增大。

以下是某雙離合自動(dòng)變速器針對(duì)主油路壓力進(jìn)行精確優(yōu)化和調(diào)整。開(kāi)展整機(jī)在90℃、200Nm、3000r/min條件下效率測(cè)試如圖8所示，結(jié)果表明降低實(shí)際主油路壓力后整機(jī)效率有一定幅度改善。

圖8 主油路優(yōu)化調(diào)整效率對(duì)照測(cè)試圖

1.3 優(yōu)化控制策略

1.3.1 換擋Map優(yōu)化

自動(dòng)檔車變速器換擋Map對(duì)整車油耗有直接的影響，在保證車輛正常動(dòng)力性要求的前提下，通過(guò)適當(dāng)降低中小油門開(kāi)度下車速，保持車輛在更多的高檔位、較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，并且保證各檔位之間換擋車速對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本一致，覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性的低油耗區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)整車良好的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)在實(shí)車上進(jìn)行精確的標(biāo)定，確保良好的駕乘感受。

此外降檔與升檔保持一定的換擋延遲，避免頻繁換擋問(wèn)題發(fā)生導(dǎo)致額外功率損失及影響駕駛感受。

1.3.2 蠕動(dòng)策略優(yōu)化

通過(guò)對(duì)某搭載雙離合自動(dòng)變速器車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)轂測(cè)試，確認(rèn)搭載雙離合變速器車輛NEDC工況1檔、2檔平均油耗明顯高于MT車型。通過(guò)計(jì)算分析過(guò)程數(shù)據(jù)，搭載該雙離合自動(dòng)變速器整個(gè)NEDC工況1檔、2檔總輸出能量與總輸入能量比值，獲得上述兩檔位平均效率值，如表1所示。

表1 NDCT工況平均效率統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果

自動(dòng)變速器1檔、2檔平均效率值明顯低于手動(dòng)變速器，分析確認(rèn)造成上述差異的原因是搭載雙離合變速器的車輛 1檔、2檔設(shè)置有蠕動(dòng)工況，即在1檔、2檔、油門開(kāi)度0%狀態(tài)起步及低速行駛過(guò)程中，車輛處于蠕動(dòng)狀態(tài)。雙離合器保持滑摩狀態(tài)，輸入與輸出存在轉(zhuǎn)速差，導(dǎo)致輸出能量轉(zhuǎn)化為熱量損失。

通過(guò)精確標(biāo)定適當(dāng)提高蠕動(dòng)過(guò)程離合器壓力值，增大傳扭能力，快速將車輛提升至穩(wěn)定車速，縮短蠕動(dòng)時(shí)間，從而提高1檔、2檔平均效率，改善整車油耗。

2 結(jié)束語(yǔ)

上述分析結(jié)果表明雙離合變速器檔位數(shù)量選擇、硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外部冷卻系統(tǒng)匹配及軟件控制策略均會(huì)對(duì)搭載車輛燃油經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響，通過(guò)系統(tǒng)的優(yōu)化可以有效改善整車燃油經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)節(jié)油目的。