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概述

奔驰新开发的8档双离合器自动变速器-8G-DCT与4缸汽油发动机M282(1.3TG、120kw)、柴油发动机OM654(2.0TG、140kw)相匹配,并配备A250等车型,用于以前的模块车辆平台(MFA2)与上一代7G-DCT相比,8G-DCT将载荷力提高到520Nm,轴向安装尺寸提高到361mm,总变速箱重量提高到84kg,扭矩质量比提高到6.2。8G-DCT遵循传统的三轴轴轴布局结构,将速度比范围扩大到8.81,优化文件之间的比例,进一步提高车辆行驶性能。

7G-DCT相比,8G-DCT扭矩、齿轮提升、轴向安装尺寸没有增加,而是通过箱体轻量化、应用工程塑料等措施减少变速器重量。

为了提高效率,8G-DCT采用圆柱滚子轴承、干油基座润滑系统、电液系统和按需油泵等设计理念。减少机械摩擦,减少电力系统损失,提高车辆燃料经济性。

8G-DCT主要采取了以下优化措施:

前进齿轮以8的速度增加了。轴承扭矩为520Nm请举起来。减少机械和电气损失。减轻重量,优化变速器尺寸,满足空间安装要求;提高高度模块化设计变速响应和变速舒适度。

竖井结构

与7G-DCT一样,8G-DCT轴使用同轴放置:内部和外部输入轴、顶部和底部中间轴。偶数文件放置在外部输入轴上,奇数文件放置在内部输入轴上。2,4,7,8文件输出齿轮位于顶部中间轴,1,3,5,6,R文件输出齿轮位于底部中间轴。

8G-DCT轴布局图

8G-DCT不是直接1文件,而是通过多级传动形成的虚拟文件(见下图)。动力通过离合器传递到内部输入轴后,通过三级联动齿传递到三级联动齿后,通过四级联动齿(三级联动齿和四级联动齿通过同步程序组合在一起)到达外部输入轴四级联动齿。动力最后通过外部输入轴两级活动齿传递到下部中间轴的两级从动齿,最后通过主减少齿轮发出动力。

1文件传输路径示意图

另外,为了缩短轴长,输出6齿轮和8齿轮在一个外部输入轴上共享输入齿轮,输出7齿轮和5齿轮在一个内部输入轴上共享输入齿轮。

为了提高变速器传动效率,8G-DCT中间轴的左右轴承选择滚珠轴承和圆柱滚子轴承。

对于轴尺寸优化,使用Helvig紧凑的同步器,不需要结合环形齿轮锥角。

中间轴轴承示意图

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贺尔碧格DCT-Type式同步器

通过合理的档位布置及共轭传动理念的运用,使得8G-DCT轴向长度仅为381mm(较7G-DCT档位增加轴向长度仅增加1mm)。得益于轻量化减重设计及紧凑的布局,变速器不含油重量为84Kg。

8G-DCT速比

8G-DCT档间比

双离合器与油泵

8G-DCT采用液压驱动的多片湿式双离合器,一是摩擦片的材料和油路重新进行了优化设计,配合控制策略优化,进一步提升车辆起步性能和换挡性能;二是增加摩擦片数量提升离合器扭矩容量。

双离合器基本参数

离合器与主泵的连接上,8G-DCT采用链条传动代替了7G-DCT的直接齿轮传动,此设计主要是避免油泵齿轮与轴系右端干涉,通过链条传动,可以进一步将轴系右移动,缩短变速器轴向长度。但链条传动带来的效率和NVH将是考验。

机械油泵7G-DCT

机械油泵8G-DCT

8G-DCT与7G-DCT油泵设计思路一致,即机械泵+电子油泵的双泵系统。其中,机械泵作为变速箱油液控制系统的主泵,8G-DCT采用更加高效的叶片泵,与7G-DCT相比,所需排油量减少了50%。电子泵则根据变速箱运行状态的变化,适时辅助叶片泵满足液压系统的需求。双本系统最大化的减小驱动、润滑和冷却的能量消耗。

干式油底壳理念和液压模块

为减少搅油损失,提升效率,8G-DCT采用干式油底壳润滑系统,简单可以理解为齿轮润滑油和液压驱动油(离合器冷却)直接划分为两个密闭的油腔。其原理是,电子泵将变速箱内部油液导入由箱体和油底壳形成的密闭油腔中。机械泵和电子泵从油箱中导出的油经吸油过滤器后进入液压模块,通过液压模块对油液精确控制实现离合器的结合与分离、选换挡以及离合器冷却。

干式油底壳系统示意图

与7G-DCT相比,8G-DCT取消了飞溅润滑,利用电子泵驱动通过塑料型喷管对齿轮轴系强制主动润滑。除辅助功能外,电子泵通过切换旋转方向,电子泵可实现从变速器底部排空或配合叶片泵为液压系统供油。从而使得双泵在纯电模式下(发动机不工作)依然可以继续运行。

油底壳模块将叶片泵和电子泵的吸油过滤器,变速箱冷凝器,压力过滤器,变速箱换气装置和油底壳自身集成于一体,而油底壳同时采用轻量化塑料制成。

油底壳模块

8G-DCT采用直接换挡策略,换挡机构将换挡拨叉、缸套、活塞及位置传感器集成为一体,高性能塑料制成的缸套和活塞配合形成了换挡液压驱动油道,重量较上一代降低30%。

换挡模块

直接换挡减少了逻辑换挡阀回路中的泄漏量,降低液压损耗,直接换挡阀能更精确的控制油压,提升阀体动态响应从而缩短换挡时间。同时,通过与双泵系统的配合下,液压系统根据动态消耗率来调节液压动力输出,大大降低了液压系统的能耗。

8G-DCT采用内置式TCU,即将TCU控制模块与液压模块集成为一体,整体系统设计紧凑同时具备模块化。

液压模块

TCU示意图

集成式P2模块

8G-DCT与7G-DCT最大的变化在于8G-DCT同平台兼顾电动化DCT,无论双泵系统的优化、离合器扭矩容量提升还是液压模块接口,均是为电动化DCT作支撑。通过对双离合器模块化,形成混动DCT和常规DCT。

8G-DCT平台:常规两驱DCT、四驱DCT、PHEV混动DCT

混动8G-DCT

混动8G-DCT采用集成三离合式P2模块,其技术原理与大众DQ400e一致,K0离合器负责切断发动机动力传递,K1和K2离合器依然负责变速器内部档位切换。P2电机采用永磁同步电机,规格302*63mm,最大功率75kw,最大输出扭矩300Nm。

总结

作为奔驰前驱模块化整车平台(MFA2)新型传动系统,8G-DCT融入了大量的轻量化技术、模块化理念。同时应对2020后的苛刻节能目标,基于传动自动变速箱(Add-On)发展电动化成为必选项,8G-DCT设计之初同平台考虑常规DCT和混动DCT的兼容性,同时在轻量化、高效率通过局部或系统性优化,从而提升变速箱在整车动力性、经济性的贡献力度。

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