徐培，谷蘭俊，熊標(biāo)

（杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023）

淺談一汽大眾邁騰DSG變速器

徐培，谷蘭俊，熊標(biāo)

（杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023）

如今，在汽車傳動系統(tǒng)中換擋響應(yīng)最快捷、最節(jié)油環(huán)保，也最能體現(xiàn)加速性的變速器當(dāng)屬直接換擋變速器（DCT）了。大眾把這種離合器習(xí)慣性地稱之為DSG，即雙離合變速器。它是基于手動變速器基礎(chǔ)開發(fā)出的一種旨在能更好地提供駕駛樂趣的變速器。2003年，大眾汽車開始在全球范圍內(nèi)推廣DSG雙離合自動變速器。目前，不僅大眾品牌的車型，而且奧迪，甚至布加迪也都在使用DSG變速器。在國內(nèi)，2008年一汽大眾率先在邁騰轎車上使用一款型號為DQ250（02E）的雙離合變速器。它采用多片濕式雙離合器作為發(fā)動機的動力傳送部件，最大可承載350N·M的力矩。

汽車傳動系統(tǒng)；DSG雙離合變速器；結(jié)構(gòu)與原理；工作過程

CLC NO.:U467.3Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)02-82-04

前言

隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，各國汽車廠商都在技術(shù)研發(fā)上投入了大量的資金，其中尤以德國大眾汽車公司在不斷推出新技術(shù)，引領(lǐng)汽車技術(shù)潮流。雙離合變速器（DSG）正是德國大眾汽車公司在2008年推出了汽車變速器新技術(shù)，在推出時和發(fā)動機的TSI加在一起被稱為黃金動力組合，大眾汽車也憑借這一賣點，使旗下的邁騰、帕薩特、高爾夫等車型持續(xù)熱銷。但是好景不長，僅僅使用一年多這種幾乎被神化的變速器由于存在問題而被召回。一時間，DSG變速器的負面新聞層出不窮，消費者人心惶惶。出現(xiàn)問題的DSG變速器在4S店和維修廠無法進行維修，只能等待廠家處理。出現(xiàn)這一情況的原因，一方面是由于DSG變速器作為一種新技術(shù)，維修同行對其結(jié)構(gòu)、原理不夠了解；另一方面是維修案例較少，沒有借鑒的依據(jù)。鑒于此，本文就筆者熟悉的一汽大眾邁騰DSG變速器的結(jié)構(gòu)和原理做一個簡單的介紹，希望給維修同行提供參考。

1、大眾邁騰DSG變速器的結(jié)構(gòu)與原理

雙離合器變速箱(DSG)主要由雙離合器、機械部分變速箱、自動換檔機構(gòu)、電子控制液壓控制系統(tǒng)組成。

1.1 多片濕式雙離合器

一汽大眾邁騰DSG變速器的多片濕式雙離合器結(jié)構(gòu)如圖1所示。多片濕式雙離合器內(nèi)部主要由兩個離合器組成：離合器K1和離合器K2。多片濕式雙離合器的作用等同于普通手動變速器中機械式離合器的作用，針對于有級的液力機械式自動變速器來講，其作用相當(dāng)于液力變矩器的作用，多片濕式雙離合器即為一個自動離合器。

圖1 多片濕式雙離合器結(jié)構(gòu)

1.1.1 離合器K1

離合器K1如圖2所示。主要由離合器內(nèi)鼓、離合器外鼓、驅(qū)動活塞、驅(qū)動活塞密封圈、活塞缸、碟形彈簧等元件組成。離合器K1內(nèi)鼓和變速器輸入軸一花鍵配合連接在一起，其外鼓是雙離合器外殼，而外殼則是和與發(fā)動機曲軸相連接的雙質(zhì)量飛輪通過螺栓連接為一體的。由此我們得知離合器K1的主要作用是：其工作以后，可以讓曲軸與變速器輸入軸一實現(xiàn)連接或分離。

圖2 離合器K1

1.1.2 離合器K2

離合器K2如圖3所示的結(jié)構(gòu)與離合器K1基本相似，同樣由離合器內(nèi)鼓、離合器外鼓、驅(qū)動活塞、驅(qū)動活塞密封圈、活塞缸、碟形彈簧等元件組成。離合器K2與離合器K1結(jié)構(gòu)不同的是：離合器K2內(nèi)鼓和變速器輸入軸二通過花鍵配合連接在一起。離合器K2的主要作用是：其工作以后，可以讓曲軸與變速器輸入軸二實現(xiàn)連接或分離。

圖3 離合器K2

離合器K1和離合器K2的實質(zhì)作用：離合器K1主要負責(zé)1檔、3檔、5檔和倒檔，在汽車行駛中一旦用到上述檔位中任何一檔，離合器1是接合的；離合器K2主要負責(zé)2檔、4檔和6檔，當(dāng)使用2、4、6檔中的任一檔時，離合器K2接合。DSG變速器的多片濕式雙離合器的結(jié)構(gòu)和液壓式自動變速器中的離合器相似看，但是尺寸要大很多。利用液壓缸內(nèi)的油壓和活塞壓緊離合器，油壓的建立由變速器控制單元ECT接受與汽車行駛工況有關(guān)傳感器的信號，按照設(shè)定好的換擋程序指令電磁閥來控制的，2個離合器的工作狀態(tài)是相反的，不會發(fā)生2個離合器同時接合的情形。

1.2 平行軸式齒輪箱

平行軸式齒輪箱實質(zhì)就是整個變速器的齒輪變速機構(gòu)，該變速器的齒輪變速機構(gòu)為普通斜齒輪式。整個齒輪箱有兩根同軸心的輸入軸，兩根輸出軸，一根中間軸也稱倒檔惰輪軸，在每根軸上都適當(dāng)安裝有齒輪，相應(yīng)的在齒輪和齒輪之間還適當(dāng)?shù)陌惭b有換擋執(zhí)行機構(gòu)—同步器，具體結(jié)構(gòu)介紹如下。

1.2.1 輸入軸

輸入軸共有兩根，如圖4所示。輸入軸一和輸入軸二可分別通過雙離合器中的離合器K1和K2得到發(fā)動機輸出的扭矩。

圖4 輸入軸一和輸入軸二

輸入軸一在空心的輸入軸二的內(nèi)部，通過花鍵與離合器K1相連，輸入軸一上有1檔/倒檔主動齒輪、3檔主動齒輪及5檔主動齒輪；在1檔/倒檔和3檔主動齒輪之間還有輸入軸一的轉(zhuǎn)速傳感器G501的脈沖輪，如圖5所示。

圖5 輸入軸一

輸入軸二為空心，套在輸入軸一得外部，通過花鍵和離合器K2相連，輸入軸二上安裝有2檔、4檔/6檔齒輪，在2檔齒輪附近還有輸入軸二轉(zhuǎn)速傳感器G502的脈沖輪，如圖6所示。

圖6 輸入軸二

1.2.2 輸出軸

輸出軸有兩根：輸出軸一和輸出軸二，輸出軸一如圖7所示。

圖7 輸出軸一

輸出軸一上有如下元件：1檔和3檔同步器（三件式）、2檔和4檔同步器（單件式）、1、2、3、4檔從動換擋齒輪、與差速器相連的輸出齒輪。位于輸出軸一上1、2、3、4檔從動齒輪分別于位于輸入軸上的1、2、3、4檔主動齒輪常嚙合，形成若干對常嚙合的齒輪副。當(dāng)同步器處于中立位置時，輸出軸一上的所有從動換擋齒輪處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，不對外輸出動力。

輸出軸二如圖8所示，其上有如下元件：變速器輸出軸輸出轉(zhuǎn)速傳感器脈沖輪、6檔和倒檔的同步器、5檔從動換擋齒輪、6檔從動換擋齒輪、倒檔從動換擋齒輪和與差速器相連的輸出齒輪。位于輸出軸二上5、6檔從動齒輪分別于位于輸入軸上的5、6檔主動齒輪常嚙合，倒檔從動齒輪則是與位于后述的中間軸上的倒檔惰輪常嚙合。當(dāng)5檔、6檔和倒檔的同步器處于中立位置時，輸出軸2上的所有從動換擋齒輪均處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，不對外輸出動力。

圖8 輸出軸二

1.2.3 中間軸/倒檔軸

倒檔軸上安裝有倒檔惰輪1和倒檔惰輪2。倒檔惰輪1和倒檔惰輪2隨倒檔軸旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，倒檔惰輪1和倒檔惰輪2分別于位于輸入軸一上的1/倒檔主動齒輪、輸出軸二上的倒檔從動齒輪常嚙合，如圖9所示。

圖9 中間軸和倒檔軸

1.3 驅(qū)動橋

驅(qū)動橋如圖10所示，主要由主減速器和差速器組組成。主減速器的從動齒輪既與輸出軸一上的輸出齒輪常嚙合，又與輸出軸二上的輸出齒輪常嚙合。即：兩個輸出軸都與主減速器的從動齒輪相嚙合。位于差速器上還安裝有P檔駐車齒輪，以便于汽車實現(xiàn)駐車制動，防止汽車滑溜。

圖10 驅(qū)動橋

變速器內(nèi)部幾根平行軸的實物安裝位置，如圖11所示。

圖11 平行軸安裝位置

1.4 換擋執(zhí)行機構(gòu)

如圖12所示，DSG變速器的檔位轉(zhuǎn)換是由換擋執(zhí)行機構(gòu)/檔位選擇器來操作的，檔位選擇器實際上是個液壓馬達，推動撥叉就可以進入相應(yīng)的檔位，又液壓控制系統(tǒng)來控制它們的工作。在液壓控制系統(tǒng)中有6個油壓調(diào)節(jié)電磁閥，用來調(diào)節(jié)2個離合器和4個檔位選擇器中的油壓壓力，還有5個開關(guān)電磁閥，分別控制檔位選擇器和離合器的工作。

圖12 換擋執(zhí)行機構(gòu)

在DSG變速器中，換擋執(zhí)行機構(gòu)主要由液壓馬達/液壓伺服機構(gòu)、換擋撥叉、同步器等元件組成。其中液壓馬達/液壓伺服機構(gòu)8個；換擋撥叉4個；同步器4個。每個同步器的接合套由一個撥叉控制，每個撥叉由2個液壓馬達/液壓伺服機構(gòu)控制。同步器約四個，其中1、3檔共用一個，2、4檔共用一個，6、R檔共用一個，5檔單獨一個?？刂平Y(jié)構(gòu)如圖13和圖14所示。

圖13 控制機構(gòu)

圖14 控制機構(gòu)

2、DSG變速器的特點和工作過程

2.1 DSG變速器的特點

DSG變速器的特點就是由液壓控制的濕式雙離合器系統(tǒng)代替了變矩器，其中的離合器1負責(zé)控制奇數(shù)齒輪和倒擋齒輪，離合器2負責(zé)控制偶數(shù)齒輪，實際上可以說這是由兩個平行的變速器配合組成的一個變速器。DSG有一個由兩組離合器片集合而成的雙離合器裝置，同時有一個由實心軸及其外部套筒組合而成的雙傳動軸機構(gòu)，并由電子控制及液壓裝置同時控制兩組離合器及齒輪組的動作。

2.2 DSG變速器的工作過程

在某一擋位時，離合器1接合，一組齒輪嚙合輸出動力，在接近換擋時，下一組擋段的齒輪已被預(yù)選，而與之相連的離合器2仍處于分離狀態(tài)；在換入下一擋位時，處于工作狀態(tài)的離合器1分離，將使用中的齒輪脫離動力，同時離合器2嚙合已被預(yù)選的齒輪，進入下一擋。在整個換擋期間能確保有一組齒輪在輸出動力，從而不會出現(xiàn)動力間斷的狀況。舉個簡單的例子，當(dāng)汽車在3擋行駛時，4擋齒輪就處于預(yù)備狀態(tài)，但是尚未啟用。一旦達到換擋點，其它擋位的齒輪嚙合，第3擋齒輪的離合器分離，同時激活第4擋。兩個離合器的接合與分離在此過程中同時進行，產(chǎn)生上述所說的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。這個轉(zhuǎn)換過程只需在極短的幾毫秒中完成。在S擋運動模式下，發(fā)動機和變速器配合可以帶來更高的轉(zhuǎn)速和更順暢的自動換擋，從而帶來更高的轉(zhuǎn)換動力。

3、總結(jié)

大眾邁騰的DSG變速器代表了汽車變速器技術(shù)的先進水平，雖然其在動力性、經(jīng)濟型、舒適性上都達到了很高的標(biāo)準，但是也存在穩(wěn)定性不足、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修困難、不易診斷等問題。所以，對于它的研究有很高的價值，結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化和改進，控制程序的精確度、穩(wěn)定性方面都是研究的好課題。

[1]沃爾夫斯堡.大眾DSG變速器手冊.［M］大眾公司.

[2]于峰,王艷福,田淑艷.雙離合器自動變速器的結(jié)構(gòu)與換檔工作原理［J］.機械工程師,2009,(09).

[3]姚國林.圖解2009款邁騰雙離合器自動變速器［J］.汽車維修與保養(yǎng),2009,(06).

[4]杭衛(wèi)星.汽車維修技師［J］.2007 第4期.

[5]薛慶文.汽車維修技師［J］.2009 第7期.

Introduction of FAW Volkswagen MAGOTAN DSG Gearbox

Xu Pei, Gu Lanjun, Xiong Biao
（Hangzhou Wanxiang Polytechnic, Zhejiang Hangzhou 310023）

Today, in the car transmission system in response to the fastest speed, the most fuel-efficient environmental protection, but also the most able to reflect the acceleration of the transmission was undoubtedly a direct shift transmission (DCT). Volkswagen used to call the DSG, the dual-clutch transmission. It is based on a manual transmission developed to provide a better driving pleasure of the transmission. In 2003, Volkswagen began in the global promotion DSG double clutch automatic transmission. At present, not only the Volkswagen, and Audi, and even Bugatti are also using the DSG transmission. In China, 2008 FAW-Volkswagen took the lead in the Magotan sedan using a model for the DQ250 (02E) dualclutch transmission. It uses multi-chip wet dual clutch as the engine power transmission components, the maximum load of 350N ? M moment.

Automotive transmission system; DSG dual-clutch transmission; Structure and principle; Working process

U467.3

A

1671-7988(2017)02-82-04

徐培，就職于杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.02.027