DSG自从2005年现身车坛以来,以换档于电光火石间的快速反应为人津津乐道,优异的扭力传输效能,缔造优异的节能功效,目前更进一步推出七速干式离合器DSG,Porsche以DSG为基础,亦发展出自家PDK变速系统。然而Ford集团不甘示弱,推出Powershift应战,形成两大门派分庭抗礼的局势,到底何者为优?请看以下分析。
DSGDSG变速箱是VW集团与BorgWarner合作研发之产品,是双离合器自手排之先驱,BorgWarner并握有关键之“同轴双离合器”设计专利,目前衍生款式也最为齐全。
优点同心圆离合器体积小 结构简单DSG之双离合器结构为不等直径设计,采用内外环同心圆式配置,大幅缩小离合器结构体积,并采用简单的双油路架构,对VW来说“简单就是美”,液压油路愈少,不但可减少电磁阀控制器的数量,降低电子零件故障机率,此外亦能减少油路阻塞之可能性。
多年实战经验 品质渐趋稳定双离合器架构虽然是新概念,但是齿轮组机械结构乃是直接取材自纯手排变速箱,可靠性无庸置疑,但双离合器及换档机构仍属新玩意,只要小小一颗电磁阀作动不正常,变速箱就会处于作动不顺畅的危机,所有设计细节环环相扣,这和结构复杂的机械表一样,或许老品牌可靠性相对出色。
缺點同軸式油泵體積較長DSG將油泵置放在同軸齒輪組的末端,採用無齒輪直接驅動,能降低慣性阻力,零件數也少,但是會增加變速箱長度,不利於橫置引擎設計,雖然DSG之離合器體積很薄,但體積卻仍大於Powershift,結構顯得不夠緊致。
離合器散熱效果較差雙油路固然可降低設計複雜度,但濕式離合器的設計原理,油壓不僅是離合器接合之動力源,液壓油更是多片式離合器散熱的重要媒介,油路少也會有流量少的缺點,理論上會影響散熱效率,此問題在氣候較為寒冷的歐洲可能不是大問題,但是在台灣可能會有散熱不足的盲點,因此DSG並不適合進行動力改裝,容易加速雙離合器的老化。
雙離合器磨損程度不均同心圓雙離合器體積固然小,但是兩者的接合力矩不同,摩擦面積不等,直徑小的離合器因也會有散熱較差的問題,因此耗損程度不均,且大直徑離合器才能作為起步之用,因此限制了齒輪檔位配置排序,遇到雪地、沙地需要二檔起步的狀態,會增加小直徑離合器之耗損,就機械結構來看,非可靠的設計,但體積小的簡單架構具備低慣性阻力特性,有顯著的節能功效。
Powershift此變速系統為Ford與變速箱大廠Getrag合作研發之全新產品,為了確保品質無虞,雙方合資在德國另闢新廠專門製造Powershift變速箱,生產規模亦足以提供全球所需。
優點體積小扭力承受範圍高Powershift將油泵置於變速箱頂端,換檔機構巧妙夾在齒輪組與油泵空隙間,結構極為緊致,外觀呈現簡單的方形無複雜的突起部位,就算是外露的液壓油過濾器也不會向外突出,與引擎及轉向、懸吊系統之搭配性佳,更適用於小引擎室之規劃。
平行離合器著重耐用度雙離合器為等直徑平行配置,大尺碼設計,兩組離合器都可以作為起步之用,也都能承受大扭力,理論上兩者之磨耗均等,因此變速箱體積雖小,但最大承受扭力可達45.9kgm,反觀DSG目前並沒有配置在扭力超過35kgm的車型上。事實上此設計並非全無盲點,連接一檔起步用離合器磨損絕對超過另一組,因此磨耗不可能均衡,但是可以確保急加速過程,一檔升二檔時的扭力負荷可靠性。
多油路設計散熱佳雙離合器系統採用四組油壓迴路,不但作動確實,且液壓油流量大,強化雙離合器散熱效果,液壓油的過濾效果也更為確實,容易排除離合器產生的金屬碎屑,但控制機構與結構將更為複雜,不利於成本控制。
缺点尚未经过实战考验DSG变速箱已经发展至第二期的产品,容易故障之处也渐渐排除;Powershift虽经过严密的测试,但毕竟还是刚上战场的菜排长,尚未经历枪林弹雨的洗礼,因此可靠性仍在观察名单之列。
双离合器惯性阻力大DSG强调节能与性能,换档直接、震动较大,但贴背感明确,性能味十足。Powershift强调节能与舒适,性能并非主诉求,因此双离合器多了减震机构,让换档更为柔顺,企图达到自排般的柔顺。但是等直径双离合器之体积、重量都超过DSG,加上减震弹簧组的额外重量,惯性阻力较大,占用变速箱之体积也大,因此节能效果和纯手排车型相较,依然有4%左右的落差,相较下DSG更为接近纯手排系统的效能。
Evolution进化任务如果湿式双离合器自手排完美无瑕,何需干式双离合器变速箱?不论是六速DSG或Powershift,都必须仰赖内建油泵来提供换档与离合器接合所需之动力,此机构如同传统转向系统油压动力辅助机构一样,随时都在耗损引擎动力,无形中也是种能量浪费。此外湿式离合器属于全密闭结构,内部机件复杂精密,油压管路还必须在无尘环境生产组装,因此除了德国总厂外,世界各地经销商并无检修能力,那怕只是油压管线内一颗电磁阀作动异常,也必须在无尘室内维修,更遑论细部分解大工程,故障后维护成本可不低!虽然说湿式多片离合器耗损低,但是在都会区走走停停的用车环境,加上长时间山路陡坡考验,以及夏日高温煎熬,纯手排之离合器片也难以撑过十万公里的考验,双离合器不可能没有寿命限制,也许20万公里也必须面对更换离合器片的命运,此时必须整颗变速箱卸下送回德国拆解,如果整颗换新价格势必惊人,因此要享受无离合器踏板的便利,日后所要付出的代价可能不低!因此欧洲汽车媒体评估,因成本使然,未来五年纯手排与自排变速箱依然维持高比例,并不会被双离合器自手排取代。
七速干式离合器DSG体积更小的七速DSG多了一档,却不以性能挂帅,葫芦里究竟卖什么药?
优点油路简化与模组化概念干式离合器接合方式乃是以机械式杠杆推动,与脚踩离合器踏板之结构相似,只是以油压推杆取代左脚,非湿式以油压注入离合器片表面压板直接加压,因此油路设计较为简单。七速DSG更将油压系统独立设计成一个外接模组,直接固定在变速箱外壳上,非隐藏于内部,装备简单,油压系统故障时仅需更换此模组即可,其它结构与纯手排系统一样耐用且易拆修,包括离合器片都是外露式,磨损后容易更换,大幅降低维修、制造成本。
电子油泵节能功效佳无庸置疑,七速DSG依然仰赖油压系统来运作,但湿式离合器必须持续供给恒定油压,才能使离合器接合,换句话说时时都在消耗能量,但干式离合器则否,只要将油压推杆挺出去,离合器就处于锁定状态,不需要经常性的消耗油压能源,因此七速DSG在油压系统模组内隐藏了一颗电子油泵,当油压缸压力不足时,才会适时启动补充油压,与EPS概念相似,和湿式离合器系统相较,干式离合器液压油使用量少,而且只需担任油压任务,散热问题也不大,亦可减轻变速箱湿重,机械润滑则是让齿轮油来负责,不需使用昂贵的润滑、液压双用油,可降低保养成本。
缺点最大扭力承受度低干式双离合器因排列紧密,通风性差,加上缺乏油压散热,仅能藉由微量的空气及金属传导来排除热能,因此不适合承受过大的扭力输出,很容易造成离合器过热而烧毁,此外无油润滑的干式接触摩擦,加上每个离合器都是单片结构,摩擦耗损相对提升。
离合器体积庞大湿式DSG离合器结构只占变速箱体积的一小部分,但干式DSG离合器结构已快达到变速箱宽度的一半!
总结报告目前干式DSG油耗表现仅与纯手排系统相差2%,实际驾驭又不需要考虑驾驶人对手排操作的纯熟度,因此节能性其实已经可以和纯手排视为同级!虽然有扭力承受限制,但足以应付节能型小排气量引擎,且制造与维修成本皆低,因此Ford也将推出自家干式离合器六速Powershift,并应用在B级距掀背小车上,承受扭矩同样为25.9kgm。至于湿式双离合器自手排的未来展望,短时间受限于生产规模与结构的复杂度,价格要平民化依然有段距离,维修上也比较麻烦,因此只能期待耐用度上的精进,如有“金刚不死之身”加持,以此便利性与节能性来看绝对值得投资。
2012-02-02
你轻轻一赞
是我大大的动力