史懂深

摘 要：雙離合器02E變速器是由德國大眾公司和BrogWarner公司以及Temic公司聯(lián)合研究出來的。其中BrogWarner公司生產(chǎn)的是離合器和液壓系統(tǒng)，Temic公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)電子系統(tǒng)。它和手動(dòng)檔變速器相比較其實(shí)就是將手動(dòng)檔的優(yōu)勢(shì)和自動(dòng)檔的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合起來。在保持高效率的情況下實(shí)現(xiàn)很高舒適性和運(yùn)動(dòng)性。該文主要介紹了雙離合器變速器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，詳細(xì)敘述了02E變速器變速理念，并對(duì)變速器的S - 運(yùn)動(dòng)程序、軟件選檔桿鎖（Shift-Lock）、起動(dòng)鎖/起動(dòng)控制、軟件選檔桿鎖、Launch-Control-程序、用2檔“晃出”車輛以及2檔起步能功能作了解釋。

關(guān)鍵詞：雙離合器 變速器 操縱機(jī)構(gòu) 控制單元

中圖分類號(hào)：U46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（a）-0051-03

變速器是汽車動(dòng)力傳輸?shù)闹饕考?，通過變速器能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的轉(zhuǎn)速變高扭矩變大，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)?，F(xiàn)代汽車的變速器有手動(dòng)變速器、電控液力變速器、無級(jí)變速器和雙離合變速器，這些變速器在使用過程中有它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。手動(dòng)變速器在汽車運(yùn)動(dòng)性能、油耗、價(jià)格方面比較優(yōu)越，而在舒適性方面比較差，自動(dòng)變速器只是在舒適性方面比較好，但在油耗、動(dòng)力和價(jià)格方面都比較差，而雙離合器能夠在保證動(dòng)力性能的前提下，有較低的油耗和較高的舒適性，這些方面導(dǎo)致雙離合器在汽車中將逐漸顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，該文主要介紹了雙離合器的結(jié)構(gòu)、原理和性能。

1 雙離合變速器簡(jiǎn)介

雙離合器變速器S tronic 02E也被稱為直接換檔變速器（DSG）02E。因?yàn)閵W迪公司用“-tronic”（比如tiptronic， multitronic）來命名自動(dòng)檔變速器，按照這個(gè)原則來給02E雙離合變速器命名，就是S tronic。

S tronic是手動(dòng)變速器，也是自動(dòng)變速器。S tronic是自動(dòng)檔變速器就是強(qiáng)調(diào)它具有的運(yùn)動(dòng)性性能。從技術(shù)方面看，S tronic的基型就是6檔手動(dòng)變速器，所具有的特點(diǎn)即增加了一個(gè)離合器。關(guān)于離合器的使用，就是通過電動(dòng)液壓控制設(shè)施來進(jìn)行換擋之間的操作。這個(gè)裝置利用兩個(gè)多片式離合器及智能式電動(dòng)液壓設(shè)備，所以在使用的時(shí)候可以直接掛入二個(gè)檔位。在行駛的過程中，掛到檔位的同時(shí)還預(yù)選一個(gè)差不多的檔位。在進(jìn)行換擋的時(shí)候，先將檔位的離合器掙開，和剛才所預(yù)選的檔位相互接合。所有的動(dòng)作都是在負(fù)荷的作用下進(jìn)行的，這樣它的動(dòng)力基本上是沒有變化的，這就是所謂的動(dòng)力無中斷。

2 02E變速器的變速理念

DSG是把兩組離合器片進(jìn)行集合之后所形成的雙離合器設(shè)備，雙傳動(dòng)軸機(jī)構(gòu)就是用實(shí)心軸和外部套裝進(jìn)行集合，采用兩組離合器和齒輪組進(jìn)行操作動(dòng)作。兩組離合器是依靠Mechatronic電子和液壓設(shè)施進(jìn)行控制。雙離合變速器在結(jié)構(gòu)上就是兩個(gè)變速器進(jìn)行組合而成的，分別是分變速器1和分變速器2，有連個(gè)離合器K1、K2分別通過輸入軸和兩個(gè)變速機(jī)構(gòu)相連，K1控制檔位1、3、5檔和倒檔，K2控制2、4、6檔。在汽車行駛中，其中的某一個(gè)分變速器是采用離合器K1或者K2進(jìn)行動(dòng)力的傳遞。見圖1動(dòng)力切換圖，利用離合器K1和K2之間的重合部分來進(jìn)行動(dòng)力的切換。換句話說就是在進(jìn)行動(dòng)力切換的時(shí)候，利用已經(jīng)減下來的壓緊力進(jìn)行動(dòng)力的傳遞，一直到接合的離合器進(jìn)行發(fā)電機(jī)扭矩傳遞的時(shí)候。在本案例中動(dòng)力切換是1檔到6檔，正在使用的離合器是K1，接合的離合器是K2。

例如在汽車行駛的過程中，進(jìn)行3檔換到4檔的操作。3檔就是行駛檔，4檔就是預(yù)備檔，這時(shí)還是沒有開啟的。如果進(jìn)行完全的換擋，3檔齒輪的離合器進(jìn)行啟動(dòng)，4檔離合器進(jìn)行準(zhǔn)備。離合器是使用的過程中是一起用的，這樣才會(huì)出現(xiàn)上面說的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。整個(gè)過程都是在很短的時(shí)間內(nèi)完成，只有那些對(duì)車子非常熱愛的駕駛員才體會(huì)到這種轉(zhuǎn)換的感覺。在S檔的模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器之間進(jìn)行相互的配合，這樣就增加轉(zhuǎn)速使得進(jìn)行換擋很順暢，這是因?yàn)橛泻艽蟮霓D(zhuǎn)換動(dòng)力。

3 變速器外部機(jī)構(gòu)

3.1 選檔桿鎖

在汽車行駛或者點(diǎn)火的時(shí)候P/N-鎖，這與換擋桿在此位置拔出點(diǎn)火鑰匙有著本質(zhì)的區(qū)別。

采用下面的運(yùn)動(dòng)原則對(duì)選擋桿和選擋桿鎖止電磁鐵的設(shè)計(jì)：不管在通電還是未通電時(shí)都能夠?qū)崿F(xiàn)鎖止功能，通電狀態(tài)是N位置，未通電狀態(tài)是P位置。這種原則會(huì)使選擋桿在出現(xiàn)問題的時(shí)候會(huì)被鎖止在P位置，比如蓄電池沒電的時(shí)候。

在這種情況下車子是沒有辦法移動(dòng)的，現(xiàn)在為了避免出現(xiàn)這種情況，需要安裝一個(gè)應(yīng)急的開鎖裝置。在沒電的情況下，電磁鐵N110的彈簧力把鎖止銷卡放到了P爪里，選擋桿被鎖止。

應(yīng)急開鎖裝置，是在選擋桿蓋板下面，只有拆下蓋板才能使用開鎖裝置。操作應(yīng)急開鎖裝置才能把電磁鐵N110鎖止卡從爪中拿出來，這是逆著彈簧片的過程。這樣選擋桿就會(huì)在P位置移動(dòng)開來。

3.2 點(diǎn)火鑰匙防拔出鎖

點(diǎn)火鑰匙防拔出鎖就是采用自身的電磁鐵N376來進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)操作的，這就是它的功能。具體分析就是：如果選擋桿不在P位置，那么點(diǎn)火鑰匙是沒有辦法拔出來的，因?yàn)樗鼪]有辦法到達(dá)它拔出的位置。電磁鐵N376是采用點(diǎn)子恐難股指單元J527進(jìn)行相關(guān)的控制，所以它需要利用選擋桿位置的P信息。為了安全及方便診斷，可以利用下面的兩個(gè)渠道進(jìn)行給控制單元J527消息傳遞。

渠道1：利用F319微開關(guān)。它是位于換擋操作結(jié)構(gòu)上。工作原理是把位于P位置的信息傳遞給E313，然后通過一條獨(dú)立的導(dǎo)線從E313傳至J527。

渠道2：選檔桿位置信息通過CAN總線信息交換被傳送到J527。信息路徑： E313（CAN-驅(qū)動(dòng)總線）→ J743（CAN-驅(qū)動(dòng)總線）→J533 （CAN-舒適總線） →J527。CAN總線的功能是檢驗(yàn)F319信息的真實(shí)性，CAN總線的信息可以在它出現(xiàn)問題的時(shí)候進(jìn)行替代。

3.3 換檔操縱機(jī)構(gòu)

S-tronic的換擋操縱機(jī)構(gòu)里面有一個(gè)傳感器，命名為E313。它的作用是把相關(guān)的傳感器以及控制單元都集中到一個(gè)電路板上。這是電子模塊的集成形式。

選檔桿傳感器 E313用于確定選檔桿位置（這個(gè)信號(hào)被變速器控制單元所利用），在選擋桿的罩上或者顯示單元上面進(jìn)行控制發(fā)光二極管，還可以控制電磁鐵N110，采用CAN總線的方式把全部的信息都傳遞給Mechatronik控制單元J743。

4 變速器功能

4.1 用2檔“晃出”車輛以及2檔起步

相關(guān)的換擋上面已經(jīng)說過，有些車輛是通過2檔進(jìn)行起步開動(dòng)的。駕駛員平時(shí)注意不到這樣的情況，這是由于在后面的變速中又會(huì)換擋到1檔，在這個(gè)過程中駕駛員是感覺不出來的。

駕駛員可以采用R和D之間的切換方式來使得車輛能夠晃出。這種方法就是把選擋桿放在D位置使用2檔進(jìn)行起步運(yùn)動(dòng)。

4.2 Launch-Control-程序

Launch-Control-程序可以使車輛以最大的加速度從靜止起步。要想實(shí)現(xiàn)這種起步，在起步離合器剛性接合前就把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整到約3200rpm*了。

發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和離合器的動(dòng)力傳遞會(huì)以全自動(dòng)方式進(jìn)行相互的匹配。要想使用“Launch-Control-程序”，需要滿足下面的前提條件：車速為 0 km/h，變速器機(jī)油溫度>30 °C，離合器溫度正常，ESP 或 ASR 已關(guān)閉 （用ESP-按鍵，ESP-指示燈亮起），當(dāng)選擋桿在S位置或者在tiptronic位置時(shí)，用左腳踩下制動(dòng)踏板，油門要踏到底，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速要達(dá)到三千二百，現(xiàn)在只要腳離開制動(dòng)踏板，變速器就會(huì)很快的進(jìn)行加速。

4.3 S-運(yùn)動(dòng)程序

選擋桿放置在S位置的時(shí)候，駕駛員就可以利用運(yùn)動(dòng)程序來進(jìn)行換擋。當(dāng)變速器控制單元接收到這個(gè)消息的時(shí)候，換擋曲線就會(huì)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高的地方，這樣就增加了汽車的行駛動(dòng)力學(xué)方面的性能。

4.4 軟件選檔桿鎖（Shift-Lock）

軟件選檔桿鎖具有安全性質(zhì)的功能。當(dāng)鎖止電磁鐵N110沒有將選擋桿放到P或者N的位置，這時(shí)軟件選擋桿鎖所具有的安全功能，就不會(huì)讓駕駛員在沒有意識(shí)的狀態(tài)下進(jìn)行操作，從而使汽車啟動(dòng)。前提條件是汽車處于發(fā)動(dòng)的狀態(tài)。

4.5 起動(dòng)鎖/起動(dòng)控制

“起動(dòng)鎖”功能就是當(dāng)選擋桿在P或者N的位置起動(dòng)機(jī)才可以進(jìn)行工作，如圖2。起動(dòng)機(jī)就是接線柱50，它所采用的繼電器是J682，而J682又由供電控制單元J519來控制。為此，J519不僅僅要點(diǎn)火鎖及發(fā)電機(jī)控制單元的信息，還需要選擋桿的位子信息。其中選擋桿里面的傳感器E313就是用來對(duì)選擋桿位置的確定，然后把信息通過CAN總線傳遞給Mechatronik控制單元J743。

控制單元J743是采用一個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)線給控制單元J519進(jìn)行P/N-信息的傳導(dǎo)，P/N-信息來源于變速器的信號(hào)，這是個(gè)接地信息。當(dāng)控制單元J519收到全部的信息的時(shí)候，就會(huì)讓繼電器J682進(jìn)行工作。前文已經(jīng)說過P/N-信息傳導(dǎo)的安全和方便診斷，這需要將選擋桿的信息采用CAN總線傳遞給控制單元J519。信息路線：E313（驅(qū)動(dòng)CAN總線）→J743（驅(qū)動(dòng)CAN總線）→J533（舒適CAN總線）→J519。

4.6 軟件選檔桿鎖（Shift-Lock）

軟件選檔桿鎖指的是一種安全功能。如果N110鎖止磁鐵沒有能夠?qū)⑦x檔桿鎖止在“P”檔位或“N”檔位的情況下，那么這種軟件選檔桿鎖可防止司機(jī)在無意中掛入某一前進(jìn)檔或倒車檔位而讓汽車向前或向后移動(dòng)（但前提條件是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行）。司機(jī)在不經(jīng)意的情況下可能會(huì)將軟件選檔桿鎖激活，這時(shí)就會(huì)經(jīng)常聽到客戶抱怨說“車輛有時(shí)候沒有驅(qū)動(dòng)力”。要想車輛能夠有驅(qū)動(dòng)力，只有關(guān)閉軟件選檔桿鎖，這就需要司機(jī)去再次踏下制動(dòng)踏板。

5 結(jié)語

所以，雙離合器變速器的工作特性使得汽車在換檔時(shí)沒有換檔間隙，這樣消除了換檔時(shí)產(chǎn)生的沖擊，從而增加了乘員乘坐的舒適性，由于其采用齒輪傳動(dòng)也是其有著較高的傳動(dòng)效率，使汽車的動(dòng)力性能得以發(fā)揮，并降低了燃油消耗，使其成為現(xiàn)代汽車動(dòng)力的不可的主要組成部分。但由于其較高的價(jià)格使其在發(fā)展中受到一定的限制，使得DSG只能在一些中高檔的汽車上應(yīng)用。

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