鄭 勁,孫懷君
(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學院,甘肅 蘭州 730060)
DSG雙離合變速器的動力傳動部件是—臺三軸式6前進檔的傳統(tǒng)齒輪變速器,如圖1所示。由于DSG沒有采用液力變矩器,自動換檔更靈活,車輛的行駛性能更加優(yōu)異。在傳動過程中的能耗損失非常有限,大大提高了車輛的燃油經(jīng)濟性;車輛在加速過程中不會有動力中斷的感覺,使車輛的加速更加強勁、平穩(wěn)。汽車從起步到加速再到100 km/h,所用時間比傳統(tǒng)手動變速器還短;與傳統(tǒng)自動變速器—樣可以實現(xiàn)順暢換檔,不影響牽引力。目前,這種變速器在大眾、福特等車系中已得到了廣泛使用。
DSG變速器電子控制系統(tǒng)由電子控制單元 (ECU)、傳感器和電液控制系統(tǒng)構(gòu)成,是一個集電、液一體化的綜合控制系統(tǒng),圖2是其組成框圖。傳感器主要有輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、撥叉行程傳感器、壓力傳感器、制動燈開關(guān)和變速桿傳感器等,執(zhí)行器主要是電液控制單元中的電磁閥,濕式離合器K1與K2分別由2個高速開關(guān)電磁閥進行控制。液壓操縱系統(tǒng)主要由液壓油泵、液壓缸及換檔控制閥板等組成。
DSG變速器的智能來自于DSG變速器的電子控制系統(tǒng),它作為變速器的控制核心,操控著換檔過程。DSG雙離合式變速器的換檔控制過程可參看圖2。它利用各種傳感器和控制開關(guān),將發(fā)動機及汽車在不同工況下的運行參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?,并通過控制線路傳送給電子控制單元,再根據(jù)控制單元內(nèi)設(shè)程序,向各個執(zhí)行元件電磁閥發(fā)出指令,以操縱閥板中各種控制閥的工作,從而實現(xiàn)對變速器的控制。
同時,控制單元ECU依據(jù)傳感器的信號數(shù)據(jù),對離合器和液壓系統(tǒng)液壓油的工作壓力等進行控制。為了保證換檔時撥叉到達指定位置,撥叉位置受到精確監(jiān)控。換檔撥叉行程傳感器把撥叉位置傳給ECU。每一個行程傳感器監(jiān)控一個檔位的換檔撥叉位置,以正確識別所在檔位。
換檔液壓操縱系統(tǒng)主要負責接受電控系統(tǒng)的控制指令,對離合器和變速器的換檔機構(gòu)進行操縱。液壓操縱系統(tǒng)主要包括雙離合器操縱部分、換檔機構(gòu)操縱部分和冷卻部分[2]。
自動變速器的自動控制是靠液壓操縱系統(tǒng)來完成的。液壓操縱系統(tǒng)由動力源、執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)、安全緩沖系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)等組成。動力源是由發(fā)動機飛輪驅(qū)動的油泵,它是整個液壓操縱系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)。油泵的基本功用就是提供滿足需求的油量和油壓。它除了向執(zhí)行機構(gòu)供給壓力油以實現(xiàn)換檔外,還給齒輪變速器供應(yīng)潤滑油。
液壓操縱系統(tǒng)包括主油壓閥、多路轉(zhuǎn)換閥、離合器冷卻滑閥等,集中安裝在變速器的電液控制單元上。液壓操縱系統(tǒng)的安全緩沖系統(tǒng)包括—些用于防止換檔沖擊的蓄壓器、單向閥等[2]。
在DSG中,對離合器進行滑差控制將必然產(chǎn)生滑磨熱量,使油液溫度升高。如果熱量不能及時排出去,將使離合器的性能和壽命受到影響,因此系統(tǒng)提供冷卻油路進行散熱。DSG雙離合變速器電液控制系統(tǒng)及油路如圖3所示。
液壓油從油泵輸出后,即進入主油路系統(tǒng),油泵是由發(fā)動機直接驅(qū)動的,輸出流量和壓力均受發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀況的影響,變化很大。DSG變速器的主油壓是由主油壓電磁閥調(diào)節(jié)與控制的。主油壓電磁閥通過控制主調(diào)壓閥,將油泵輸出的油壓調(diào)整到規(guī)定值,從而控制了液壓系統(tǒng)的主壓力,形成穩(wěn)定的工作油壓。
主油壓電磁閥采用脈沖線性式電磁閥,ECU根據(jù)發(fā)動機和汽車行駛的工況控制主油壓電磁閥,通過改變每個脈沖周期內(nèi)電流接通和斷開的占空比,改變電磁閥開啟和關(guān)閉時間的比率,來控制油路的壓力。占空比越大,經(jīng)電磁閥泄出的液壓油越多,油路壓力就越低;反之,占空比越小,油路壓力就越大。
如圖4所示,開關(guān)式多路轉(zhuǎn)換電磁閥操縱變速器的多路轉(zhuǎn)換閥。多路轉(zhuǎn)換閥有兩個工作位置,即原始位置和第二工作位置,默認位置是原始位置。當該電磁閥未通電時,彈簧彈力將多路轉(zhuǎn)換閥保持在原始位置,此時可以選擇1檔、3檔、6檔和倒檔R;當該電磁閥通電時,多路轉(zhuǎn)換閥被油壓驅(qū)動到第二工作位置,此時可以選擇2檔、4檔、5檔和空檔N[3]。
開關(guān)電磁閥N88、N89、N90和N91均為換檔執(zhí)行電磁閥,這些電磁閥通過多路轉(zhuǎn)換器閥控制所有換檔操縱機構(gòu)的油壓。未通電時,電磁閥處于閉合位置,使得壓力油無法到達換檔操縱機構(gòu)處。電磁閥N88控制1檔和5檔的選檔油壓;電磁閥N89控制3檔和空檔N的選檔油壓;電磁閥N90控制4檔和6檔的選檔油壓;電磁閥N91控制2檔和倒檔R的選檔油壓。通過控制多路轉(zhuǎn)換電磁閥通電與否,同時控制N88~N91電磁閥,便形成了對各個檔位的控制。
離合器K1與K2的離合控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與油路如圖5所示。
3.3.1 離合器溢油閥
離合器溢油閥1與離合器溢油閥2分別調(diào)整與控制離合器K1和K2的接合壓力,當離合器的實際接合壓力高于額定值時,離合器溢油閥容許快速脫開各自控制的離合器[2]。當離合器溢油閥失效時,相應(yīng)的變速器檔位無法實現(xiàn)。
3.3.2 離合器油壓傳感器
2個離合器油壓傳感器分別負責監(jiān)測離合器K1及K2上的工作油壓,電子控制單元根據(jù)油壓傳感器的反饋信息調(diào)整離合器K1、K2上的油壓,使離合器的結(jié)合與分離更加精確,并與當前工況相匹配。如果某個離合器油壓傳感器不能正常工作,其所對應(yīng)的傳動系將無法工作[3]。
3.3.3 離合器K1與K2的離合控制
在DSG中,2個離合器的離合控制是對離合器油缸充入和釋放液壓油來實現(xiàn)的,離合器油缸通過離合器控制電磁閥進行離合控制。車輛行駛時,由ECU根據(jù)車輛的工況,通過2個離合器控制電磁閥實現(xiàn)離合器K1與K2的離合控制。DSG變速器通過2個離合器的匹配切換及同步器的接合操作實現(xiàn)換檔動作,換檔迅速平穩(wěn)。
DSG雙離合變速器已廣泛地使用在各種乘用車輛上,了解認識DSG雙離合變速器的電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理,對正確使用和維修保養(yǎng)DSG變速器非常重要。
[1]鄭勁.DSG雙離合變速器的結(jié)構(gòu)分析[J].汽車零部件,2012 (3): 86-88.
[2]馮永忠.大眾車系02E直接換擋變速器維修圖冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010:24-29.
[3]杭衛(wèi)星.雙離合直接換擋自動變速器結(jié)構(gòu)與組成 (五)[J]. 汽車維修技師, 2007 (5): 24-26.