德系车与日系车变速箱对比

1、德系车与日系车变速箱对比-细说CVT与DSG一、 变速箱定义 变速箱（Transmission/Gearbox）大体分为手动、自动两种，手动变速箱主要由齿轮和轴组成通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。变速箱功能：1.改变传动比；2.在发动机旋转方向不变的情况下，使汽车能倒退 行驶 3.利用空档，中断动力传递，以发动机能够启动、 怠速，便于变速器换档或进行动力输出二、 变速箱分类1.手动变速器（MT） Manual Transmission2.自动变速器（AT） Automatic Transmiss

2、ion 3.机械自动变速器（AMT） Automated Mechanical Transmission 4.无级变速器（CVT） Continuous Variable Transmission 5.双离合变速器（CDT） Dual Clutch Transmission 三、 无级变速器（CVT）1.什么是CVTCVT（Continuously Variable Transmission），直接翻译就是连续可变传动，顾名思义就是没有明确具体的档位，操作上类似自动变速箱，但是速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程，而是连续的，因此动力传输持续而顺畅。早在1958年，一名荷兰人(Van Doo

3、rne先生，DAF牌汽车的创始人)拉开了人类对无级变速器实用化的序幕，第一套无级变速器被装到一辆仅600cc的小汽车上用。CVT传动系统里，传统的齿轮被一对滑轮和一条钢制皮带所取代，每个滑轮其实是由两个锥形盘组成的V形结构，变速箱输入轴连接小滑轮，透过钢制皮带带动大滑轮。玄机就出在这一对特殊的滑轮上：CVT的传动滑轮构造比较奇怪，分成活动的左右两半，可以相对接近或分离。锥型盘可在液压的推力作用下收紧或张开，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度。当锥型盘向内侧移动收紧时，钢片链条在锥盘的挤压下向圆心以外的方向（离心方向）运动，相反会向圆心以内运动。这样，钢片链条带动的圆盘直径增大，传动比也就发生了

4、变化。2.CVT的发展历史 CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史。德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖，早在1886年就将V型橡胶带式CVT安装在该公司生产的汽油机汽车上。1958年，荷兰的DAF公司H.Van Doorne博士研制成功了名为Variomatic的双V型橡胶带式CVT，并装备于DAF公司制造的Daffodil轿车上，其销量超过了100万辆。但是由于橡胶带式CVT存在一系列的缺陷：功率有限(转矩局限于135Nm以下)，离合器工作不稳定，液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大，因而没有被汽车行业普遍接受。 然而提高传动带性能和CVT传递功率极限的研究一直在进行，将液力变矩

5、器集成到CVT系统中，主、从动轮的夹紧力实现电子化控制，在CVT中采用节能泵，传动带用金属带代替传统的橡胶带。新的技术进步克服了CVT系统原有的技术缺陷，导致了传递转矩容量更大、性能更优良的第二代CVT的面世。 进入20世纪90年代，汽车界对CVT技术的研究开发日益重视，特别是在微型车中，CVT被认为是关键技术。全球科技的迅猛发展，使得新的电子技术与自动控制技术不断被采用到CVT中。 1997年上半年，日本日产公司开发了使用在2.0L汽车上的CVT。在此基础上，日产公司在1998年开发了一种为中型轿车设计的包含一个手动换档模式的CVT。新型CVT采用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高液压控制系

6、统。通过采用这些先进的技术来获得较大的转矩能力，日产公司研究开发CVT的电子控制技术，传动比的改变实行全档电子控制，汽车在下坡时可以一直根据车速控制发动机制动，而且在湿滑路面上能够平顺地增加速比来防止打滑。日产公司计划将它的CVT的应用范围从1.0 L扩大到3.0L的轿车。 日本三菱公司已选择了CVT平顺无能量损失地传递直喷式发动机的动力来驱动汽车。V型带/传动轮机构可以保证在所有速率下发动机动力平顺无间断地传递。CVT根除了传统的自动变速器通过齿轮换档时的打齿现象，从而获得更满意的响应和控制。三菱公司准备采用直喷式发动机(1.5L或更小)与CVT组合。 日本富士重工同时拥有15年开发CVT的

7、经验。1997年5月，富士重工将它的Vistro微型车装配了全计算机控制式E-CVT(含有六档手动换档模式的CVT)。驾驶员无须操作离合器就可以进行六档变速。富士重工在Pleo微型车上采用一种有锁止式变矩器的电控式CVT、通过小范围锁止可以使液力变矩器的滑动保持在最小值，行星齿轮用来切换前进档/倒退档。传动比范围从1：10-5.5：1。 1999年上半年，美国的福特公司和德国ZF公司合作为福特公司的轿车和轻型载货车生产CVT。在巴达维亚和俄亥俄州新建的合资企业将从2001年生产为福特公司设计的、带有电子管理功能的CFT23型CVT。ZF公司设计的CVT是一种变矩器式变速器，使用为安装横向发动机

8、前轮驱动汽车生产的钢带。ZF公司也能为安装纵向发动机的前轮驱动汽车和后轮驱动汽车生产CVT系列。ZF公司称：与四档自动变速器相比，CVT系统能够将加速性能提高10%，燃油经济性提高10%-15%。与锁止式变矩器相比，CVT系统在不漏油的前提下效率更高。福特公司正在设计一种与公司内所有轻型载货车匹配的牵引驱动CVT，包括后轮驱动和全轮驱动载货车。牵引驱动使用沿特殊滑液的可移动滑件代替传动带和传动轮。滑动部分的相对位置决定传动比，由一层部件间非常薄的液油来传递动力。 德国ZF公司从1999年中期开始为Rover 216型汽车提供钢带驱动的VT1型CVT。这种CVT包括螺旋齿轮或变速器、合适的液压系

9、统、湿式离合器。在系统中集成的ECU可以允许机械、液力和电子系统进一步组合，这就更好地利用了各种系统的独特优点。 德国博世的电子式CVT控制系统是基于用传感器和执行器单元控制基础上的电子/液力模块。博世公司已经将独立部件、执行器、传感器和变速器换档ECU组成一个单独的模块，变速器制造商只需增加一个集成控制单元。3CVT变速器的应用1987年，日本Subaru把装备CVT变速器的汽车投放市场，获得成功。欧洲的Ford和Fiat也将VDT-CVT装备于排量为1.1L到1.6L的轿车上。随着技术的发展，能源危机引发全球性的节约能源和环境保护意识的提高，在总结第一代的CVT的经验基础上，开发出了性能更

10、佳，转矩容量更大的CVT。当前，全世界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行CVT的研发工作。现在NISSAN、TOYOTA、FORD、GM、AUDI等著名汽车品牌中，都有配备CVT变速器的轿车销售，全世界CVT轿车的年产量已达到近50万辆。有一点值得注意的是，装备有CVT的汽车市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势。 我们国家有巨大的汽车销售市场，汽车工业是我国的民族工业之一。然而我国汽车业所需的自动变速器（AT）全部依赖进口，这使得国产汽车配备AT后，成本增加很大，而装备自行开发生产CVT变速器，其成本提高不大，说明CVT的市场前景令人

11、乐观。 目前我国正在考虑发展轿车自动变速器的问题。自“九·五”期间轿车金属带式无级自动变速器的开发和研制已经被列入国家的重大科技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合我国国情的汽车。 在最近的十几年中，CVT技术已经上前迈进了一大步，使得CVT比有着超过100年历史的机械变速器MT和有着超过50年历史的自动变速器AT更有竞争力。CVT技术正处于寿命周期的开始，CVT的特性将进一步提高。4CVT变速箱有哪些优点？ 1、由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮，也就没有了自动挡变速箱的换挡过程，由此带来的换档顿挫感也随之消失，因此CVT变速箱的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺。 2、

12、CVT的传动系统理论上挡位可以无限多，挡位设定更为自由，传统传动系统中的齿轮比、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更容易达到。 3、CVT传动的机械效率、省油性大大优于普通的自动挡变速箱，仅次于手动挡变速箱，燃油经济性要比好很多。既然有这么多优点，为什么不让所有的汽车都采用CVT变速箱呢？有两方面因素： 1、相比传统自动挡变速箱而言，它的成本要略高；而且操作不当的话，出问题的概率更高。 2、CVT变速箱本身还有它的缺点，就是传动的钢制皮带能够承受的力量有限，一般而言超过2.8L排量或者280N·M以上的动力是它的上限，不过我们也看到现在有越来越多的车型，诸如奥迪或者日产，都已经打

13、破了这个上限，相信钢带的问题会逐步得到解决。5.特性1、经济性 CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性。德国的大众公司在自己的Golf VR6轿车上分别安装了4-AT和CVT进行ECE市区循环和ECE郊区循环测试，证明CVT能够有效节约燃油(如表1) 安装4-AT和CVT的大众公司的Golf VR6汽车的燃油消耗对比试验油耗4-ATCVTECE市区循环，L/100km14.413.2ECE郊区/远程循环，L/100km10.89.890km/h匀速，L/100km8.37.0120km/h，L/100km10.39.22、动力性 汽车

14、的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大，汽车的动力性愈好。由于CVT的无级变速特性，能够获得后备功率最大的传动比，所以CVT的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。3、排放 CVT的速比工作范围宽，能够使发动机以最佳工况工作，从而改善了燃烧过程，降低了废气的排放量。ZF公司将自已生产的CVT装车进行测试，其废气排放量比安装4-AT的汽车减少了大约10%。4、成本 CVT系统结构简单，零部件数目比AT(约500个)少(约300个)，一旦汽车制造商开始大规模生产，CVT的成本将会比AT小。由于采用该系统可以节约燃油，随着大规模生产以及系统、材料的革新，CVT

15、零部件(如传动带或传动链、主动轮、从动轮和液压泵)的生产成本，将降低20%-30%。 勿庸置疑，CVT变速器的技术含量和制造难度都要比MT变速器高，与AT变速器相仿，由于金属带式CVT的结构简单，所含的零件数量比AT变速器少40左右，整车的质量因而也有所减轻。5、驾驶平顺性 由于CVT的速比变化是连续不断的，所以汽车的加速或减速过程非常平缓，而且驾驶非常简单、安全。从而使用户获得全方位的“行驶乐趣”。四、 双离合变速器（DCT）1. 什么是DCT双离合变速器（DCT）有别于一般的自动变速器系统，它基于手动变速器而又不是自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断

16、的动力输出。而传统的手动变速器使用一台离合器，当换档时驾驶员需踩下离合踏板，使不同挡位的齿轮做出捏合动作，而动力就在换档期间出现间断，令输出表现有所断续。各个厂商对于DCT，有着不同的叫法：DSG（VW），Powershift（Volvo） ，PDK（Porsche）， TC-SST（Mitsubishi）， M-DCT（BMW） ，S-Tronic（Audi）目前DCT核心技术由美国的博格华纳公司和德国Getreg公司垄断2. DSG的起源DSG的起源就如其他汽车高科技一样，其设计都来自赛车运动，而其实际应用早在80年代初的保时捷Prosche 962C和1985年的奥迪Audi sport

17、 quattro S1 RC赛车上，并为他们赢取多项冠军立下汗马功劳！双重离合器的概念是非常先进，但作为新科技都存在着耐用性不佳的问题，耐用性的好坏同样决定了其成本的多寡，于是，其经过十余年的发展后，才真正被普通街车所用。3. DSG的工作原理 1：如图，离合器1负责1档、3档、5档和倒档，离合器2负责2档、4档和6档；挂上奇数档时，离合器1结合，输入轴1 工作，离合器2分离，输入轴2不工作，即在DSG变速器的工作过程中总是有2个档位是结合的，一个正在工作，另一个则为下一步做好 准备；手动模式下可以进行跳跃降档：如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制的，则会通过另一离合器控制的档位转换一下

18、， 如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制的，则可以直接跳跃降至所定档位。 AMT的结构较自动变速箱效率更高，而DSG除了拥有手动变速箱的灵活及自动变速箱的舒适外，它更能提供无间断的动力输出，这完全有别于两台自动控制的离合器。DSG基本由几个大项组成：两个基本3轴的6前速机械波箱、一个内含两套多瓣式离合片的电子液压离合器机构、一套波箱ECU。不同于普通的双轴波箱，或者单输入轴系统，DSG波箱除了具有双离合器外，更具备同轴的双输入轴系统，而且将6个前进档分别置于两边各自的从动轴上。传统的手动变速箱使用一台离合器，当换挡时驾驶员须踩下离合器脚踏，令不同挡的齿轮作出齿合动作，而动力就在换挡其间

19、出现间断，令输出表现有所断续。DSG则可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一，并建立在单一的系统内。DSG内含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，能同时控制两组离合器的运作。当变速箱运作时，一组齿轮被齿合，而接近换挡之时，下一组挡段的齿轮已被预选，但离合器仍处于分离状态；当换挡时一具离合器将使用中的齿轮分离，同时另一具离合器齿合已被预选的齿轮，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，令动力没有出现间断的状况。要配合以上运作，DSG的传动轴被分为两条，一条是放于内里实心的传动轴，而另一条则是在外面套着的空心传动轴；内里实心的传动轴连接了1、3、5及后挡，而外面空心的传动轴则连接2

20、、4及6挡，两具离合器各自负责一条传动轴的齿合动作，引擎动力便会由其中一条传动轴作出无间断的传送，考虑到零件使用寿命，设计人员选择了油槽膜片式离合器，离合器动作由液压系统来控制。 由于使用2套离合器并且在换挡之前下一档位已被预选齿合，因此DSG的换挡速度非常的快，只需不到0.2秒的时间，下一档已经进去了，比最好技术的专业车手的手动变速还快，因此使用同一辆车使用DSG比使用MT的加速成绩来得要快。在实际驾驶中，DSG给人的感觉是在整个换挡过程感觉不到一点点顿挫或推拉，仅仅是从转速表上可以反映出挡位在变动。此外，DSG还有多种驾驶模式，比如运动模式，在电子程序的帮助下该模式的加挡明显迟缓而减挡则有

21、了很大的改进，换挡时间也调得更短，犹如驾驶跑车一般。驾驶员还可以通过搬动换挡杆或按一下方向盘上的按钮随时将自动模式切换到手动模式，提供富有动感的驾驶方式。方向盘两边的换挡按钮能使驾驶员在不触动换挡杆的情况下就可以进行加挡或减挡的动作，就像F1车手驾驶F1赛车一样。在激烈的驾驶环境下，例如高速弯道时，手动换挡往往显得非常有必要，在DSG的帮助下，驾驶员在换挡的过程中还能体验到油门自动增加的特殊乐趣。4. 杰出优势DSG变速器旨在满足消费者对驾驶运动感和车辆节油的双重要求，为那些酷爱手动变速器的驾驶者们提供了最佳选择。DSG带来低油耗的同时，车辆性能方面没有任何损失，同样具有出色的加速性和最高时速

22、，并且与传统自动变速器一样可以实现顺畅换档，不影响牵引力。5. 技术创新 DSG变速器与传统自动变速器有着明显的区别，DSG从一开始就没有采用扭矩变换器。这款变速器不是在传统概念的自动变速器基础上生产出来的，设计DSG的工程师们走了一条具有革新性的全新技术之路，巧妙地把手动变速器的灵活性和传统自动变速器的方便性结合在一起。 横置变速器设计的突出特点就是由液压控制的湿式双离合器系统。其中的离合器1负责控制奇数齿轮和倒档齿轮，离合器2负责控制偶数齿轮。实际上可以说这是由两个平行的变速器配合组成的一个变速器。精密的离合器动作带来的结果，就是换档时对牵引力几乎没有影响。因此能够产生无与伦比的动力转换，

23、同时感觉顺畅并且非常舒适。 DSG有一个由两组离合器片集合而成的双离合器装置，同时有一个由实心轴及其外部套筒组合而成的双传动轴机构，并由Mechatronic电子控制及液压装置同时控制两组离合器及齿轮组的动作。在某一档位时，离合器1结合，一组齿轮咬合输出动力，在接近换档时，下一组档段的齿轮已被预选，而与之相联的离合器2仍处于分离状态；在换入下一档位时，处于工作状态的离合器1分离，将使用中的齿轮脱离动力，同时离合器2咬合已被预选的齿轮，进入下一档。在整个换档期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，令动力没有出现间断的状况。 举个简单的例子，当汽车在3档行使时，4档齿轮就处于预备状态，但是尚未启用。一

24、旦达到完美转换点，其它档位的齿轮闭合，第3档齿轮的离合器打开，同时激活第4档。离合器的开关在此过程中同时进行，产生上述所说的平稳转换。这个转换过程只需要在极短的几毫秒中完成。热衷运动感受的驾驶员还会体验到触摸按钮就进行齿轮转换的感觉。在S档运动模式下，发动机和变速器配合可以带来更高的转速和更顺畅的自动换档，从而带来更高的转换动力。6. 发展现状7速变速箱与6速变速箱的比较:变速箱名称OAM重量大约70KG扭矩250Nm挡位七个前进挡、一个倒挡离合器两个单片干式离合器操作模式自动Tiptronic变速箱齿轮油1.7L G 052 171变速箱名称02E重量前驱约94、四驱约109KG扭矩350N

25、m挡位六个前进挡、一个倒挡离合器两个多片湿式离合器操作模式自动Tiptronic变速箱齿轮油6.5L G O52 182现在大众汽车使用的DSG变速箱有两种，一种是6速的02E，还有一种是7速的0AM（在大众内部代号分别为DQ250和DQ200），从直观数据上分析，代号DQ250的DSG变速箱有六个挡位，能承受最大扭矩为350NM，主要用于高排量或主打操控性的车型，如途观和迈腾，它们配备的发动机是1.8或2.0TSI，这些发动机的功率比较高。而DQ200则是7速双离合变速箱，能承受最大扭矩为250NM，主要搭载于中低排量的车型，如6代高尔夫、朗逸车型配备的的发动机是1.4TSI。我们不难发现，7速DQ200主要搭载于中低排量的汽车上，而6速DQ250则主要用在高排量或主打操控性的车型。为何会出现这种区别呢？其实理解起来就是扭矩的问题，6速DQ250可以承受的最大扭矩是350NM，而DQ200才250NM，不过，二者为何会在扭矩值上出现如此之差呢？这就是离合器本身决定的，我们知道离合器有过载保护的功能，当扭矩超过极限时，离合器会产生打滑的现象来保护动力系统。离合器可以传递多大的扭矩就决定了设计变速箱的大小、速比等。两者最