大眾DSG變速器的應用與原理

第1章 使用範圍

1.1產品背景

離合器位於發動機與變速器之間,是發動機與變速器動力傳遞的“開關”,它是一種既能傳遞動力,又能切斷動力的傳動機構。它的作用主要是保證汽車能平穩起步,變速換擋時減輕變速齒輪的衝擊載荷並防止傳動系過載。在一般汽車上,汽車換檔時通過離合器分離與接合實現,在分離與接合之間就有動力傳遞暫時中斷的現象。這在普通汽車上沒有什麼影響,但在爭分奪秒的賽車上,如果離合器掌握不好動力跟不上,車速就會變慢,影響成績。

為了解決這個問題,早在上世紀80年代,汽車工程界就弄出了一個雙離合系統變速器,簡稱DSG(英文全稱:Direct Shift Gearbox),裝配在賽車上,能消除換檔離合時的動力傳遞停滯現象。例如 布加迪EBl6.4 Veyron的新型7速變速器是裝置了雙離合器,從一個檔位換到另一個檔位,時間不會超過0.2秒。現在,這種雙離合器已經從賽車應用到一般跑車上。奧迪汽車公司的新型奧迪TT跑車和新奧迪A3都已經裝置了這種DSG。這些汽車裝配DSG的目的是可以比自動變速器更加平順地換檔,不會有遲滯現象。

在一般的車輛上只有手動和自動兩種變速箱,手動變速箱換檔常常出現動力傳動暫時中斷的現象,而自動變速箱換檔卻又存在響應遲緩的缺點。DSG變速箱綜合了傳統手動變速箱和自動變速箱的各自優點,就像是兩個變速箱合而為一,一個離合器控制單數檔位齒輪,另外一個離合器控制雙數檔位齒輪。也就是說,當變速箱掛入一檔時,二檔齒輪就已經齧合,等到換檔時機一到,第二離合器就與發動機輸出軸接合而換入二檔。在此同時,由第一離合器所控制的三檔齒輪組也完成齧合等待換檔指令。

DSG變速箱在換檔過程中微小的液壓功耗損失和極短的換檔時間使整個換檔過程達到了高效率,從而降低了能量的損耗,自然就提高了加速性和車輛燃油經濟性。除了大眾集團使用的DSG雙離合器變速器外,目前像日產新的超級跑車GT-R也採用博格華納的雙離合器變速器,三菱新一代EVO也使用雙離合器變速器,還有寶馬將在自己的M系列運動轎車上採用7速的M DKG的雙離合器變速器。可以預計,在強調高性能的高檔轎車和跑車上將會有越來越多雙離合器變速器的身影出現。

雙離合變速器是目前比較先進的變速箱技術,但是這種變速箱並不是最近幾年才出現的,這種巧妙的技術在上世紀三四十年代就已經出現了。而且首先應用的也不是大眾,而是保時捷,大眾只是最先應用在民用車上,並且在2002年大肆宣傳,才使得DSG這三個字母深入人心。

1.1.1 DSG國外發展概況

1940年, Darmstadt大學教授Rudolph Franke第一個申請了DCT專利,隨後保時捷也發明了專用於賽車的雙離合變速器(PDK)。然而,在那個時代,未能成功將DCT/PDK技術投入批量生產。

到了20世紀90年代末期,大眾公司和博格華納攜手合作生產第一個適用於大批量生產和應用於主流車型的DCT。2002年,DCT應用在德國大眾高爾夫R32和奧迪TTV6上。2003年,其相繼推廣到高爾夫等其他車型上。2004年,DCT在德國大眾途安車型上首次與TDI柴油發動機匹配。到2006年,搭載DCT的大眾車型累計達到70萬輛。2007年,法拉利、雷諾等公司紛紛推出了各自的賽車,一個共同的特點是全都搭載了類似DCT的變速器。

同時,Recardo公司開發出了DCT樣機,並裝備在Bugatti-Veyron跑車上。LuK公司與Ford、Getrag公司合作,共同開發帶有乾式離合器的DCT,稱為平行軸式變速器(PSG)。

目前的DCT車型多為扭矩在350 Nm左右的中級車,現在正準備向扭矩在150 Nm左右的小型車發展。日本一家小型車巨頭已經確定引入DCT,不久將會有DCT版的小型車批量推向市場。

1.1.2 DSG國內發展與前景

目前中國汽車行業的情況是,許多技術還依靠國外。在變速器的發展上呈現出跳躍式變化現在自動變速器主要以AT為主,吉利、上海大眾、上海通用等公司的汽車都採用AT。

在國家“863”重大專項中,轎車DSG的研發正式立項,按照國家產學研一體化的方針政策,浙江吉利控股集團有限公司、杭州前進齒輪箱集團有限公司、重慶青山工業有限責任公司等積極與國內知名高校以及一些知名企業攜手合作,投入了相當的人力、物力和財力,其研發隊伍越來越大。國內高校以吉林大學為代表也開展了DCT的研發工作,並且已經申請了一部分專利。一汽集團在AMT的研發上已經積累了一定的經驗,目前已決心要開發DCT,而且要能夠攻克關鍵的控制器單元。

上汽集團已經投入了近10億元用於開發自己的DCT,爭取2009年底批量生產,並且確立了用於匹配DCT的一系列自主品牌車型。目前該項目已經具備了由上汽股份汽齒總廠、博格華鈉、GIF等組成的一個龐大的研發團隊,概念設計階段已經初步完成,作為DCT的核心之一的TCU,博世、大陸、西門子作為TCU潛在的供應商,都在積極爭取加入到這個跨國性的團隊中來。

1.2自動變速器的總體介紹

目前汽車所使用的自動變速器大致可分為三類:一類是由液力變矩器、行星齒輪機構及電液控制系統組成的液力自動變速器(AT, Automatic Transmission);一類是由傳統固定軸式變速箱和乾式離合器以及相應的電-液控制系統組成的電控機械式自動變速器(AMT, Automated Manual Transmission);另一類是無級自動變速器(CVT, Continuously Variable Transmission)。

1.2.1自動變速器的分類及發展

目前自動變速器的類型主要有:液力機械式自動變速器(AT)、無級變速器(CVT)、機械式自動變速器(AMT)和雙離合器自動變速器(DSG)。

AT由液力變矩器、行星變速器以及自動變速控制系統組成,通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。它利用電液換檔控制系統取代了手動變速器中的撥叉和連桿等機構,利用閉鎖控制機構實現液力變矩器的閉、解鎖操作,具有簡化操縱、起步平穩、乘坐舒適、動力換檔等一系列優點,己廣泛應用於轎車、公共汽車、重型車輛和商用車上。但是AT也有一定的缺點:結構複雜,製造精度要求高,加工量大,製造難度大,成本高,相應的維修技術也較複雜,傳動效率低,一般液力傳動效率最高可達80% ~90%。

CVT採用傳動帶和可變槽寬的棘輪進行動力傳遞,當棘輪變化槽寬時,相應改變驅動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速,能實現真正的無級變速。其操縱方便性和乘坐舒適性均可與裝用液力變矩器相媲美,而其傳動效率卻遠高於液力變矩器,更主要的是它能更好地協調車輛外界行駛條件與發動機負載,充分發揮發動機潛力,提高整車燃油經濟性。但CVT的缺點也是很明顯的,就是傳動帶很容易損壞,無法傳遞大功率,而且CVT結構也較複雜。

AMT是在原固定軸式有級變速器的基礎上增加自動變速操縱系統構成的。在ECU的控制下,模擬駕駛員的操縱動作,通過控制離合器、換檔和油門執行機構,自動完成離合器的分離與接合、選檔、換檔操作以及發動機油門的調節,以實現起步和換檔過程的自動操縱。AMT既具自動變速的優點又保留原手動換檔變速器(MT)傳動效率高、結構簡單、工作可靠、製造和維護成本低的特點。但由於AMT是切斷動力換檔,必須將離合器與發動機進行協調控制,因而其控制難度大於AT和CVT。

DSG的動力傳遞通過兩個離合器聯接兩根輸入軸,相鄰各檔的被動齒輪交錯與兩輸入軸齒輪齧合,配合兩離合器的控制,能夠實現在不切斷動力的情況下轉換傳動比,從而縮短換檔時間,有效提高換檔品質。DSG既繼承了手動變速器傳動效率高、安裝空間緊湊、重量輕、價格便宜等許多優點,而且實現了換檔過程的動力換檔,即在換檔過程中不中斷動力,這不僅對AMT來說是一個巨大的進步,而且還保留了AT、CVT等換檔品質好的優點,因此是自動變速器的發展方向。

第2章 DSG雙離合自動變速器系統原理

2.1 DSG變速器的特點

1.DSG變速器沒有液力變矩器,也沒有離合器踏板。由液壓控制的溼式雙離合器系統代替了液力變矩器,其中的離合器1負責控制奇數檔齒輪和倒檔齒輪,離合器2負責控制偶數檔齒輪,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。

2.DSG變速器在傳動過程中的低消耗損失非常有限,大大提高了車輛的燃油經濟性。

3.DSG變速器的反應非誠靈敏,具有很好的駕駛樂趣。

4.車輛在加速過程中不會有動力中斷的感覺,使車輛的加速更強勁,圓滑。百公里加速時間比傳統手動變速器還短。

5 DSG變速器的動力傳送部件是一臺三軸式6前進檔位的 傳統齒輪變速器,增加了速比分配,它的多片溼式雙離合器是由電子液壓控制系統來操控的。

6.雙離合器的使用可以使變速器同時有兩個檔位齧合,使換擋操作更加快捷。DSG變速器也有手動和自動兩種控制模式,除了變速桿可以控制外,轉向盤上還配備有手動控制的換擋按鈕,在行駛中,兩種控制模式之間可以隨時切換。

7.選用手動模式時,如果不做升檔操作,即使將加速踏板踩到底,DSG變速器也不會升檔。

8.換擋邏輯控制可以根據駕駛人的意願進行換檔控制,在手動模式下,可以跳躍將擋。

9.DSG變速器有一個由兩組離合器片集合而成的雙離合控制器裝置,同時有一個由實心輸入軸1及其外部滑套著空心輸入軸2組合而成的雙傳動軸機構,並由電子及液壓裝置同時控制兩組離合器及齒輪組的動作。

2.2 DSG變速器的基本結構

DSG變速器主要由多片溼式雙離合器、三軸式齒輪變速器、自動換擋機構和電子控制液壓控制系統組成。其中最具創意的核心部分是雙離合器和三軸式齒輪箱,如圖2-1所示。

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圖2-1 DSG內部結構

DSG有2根同軸心的輸入軸,輸入軸1空套在輸入軸2裡面。輸入軸1與離合器1相連,輸入軸1上的常齧齒輪分別與1、3、5擋齒輪相齧合;輸入軸2為空心軸,與離合器2相連,輸入軸2上的常齧齒輪分別與2、4、6擋齒輪相齧合;倒擋齒輪通過倒擋軸齒輪與輸入軸1的常齧齒輪齧合。也就是說,離合器1負責1、3、5擋和倒擋,離合器2負責2、4、6擋。當使用不同擋位時,相應離合器接合,如圖2-2所示。

DSG變速器的多片溼式雙離合器的結構與液壓式自動變速器中的離合器相似,但是尺寸要大很多。DSG的多片溼式雙離合器利用液壓缸內的油壓和活塞壓緊離合器,油壓的建立由ECU指令電磁閥來控制。2個離合器的工作狀態是相反的,不會發生2個離合器同時接合的狀態。

DSG變速器的擋位轉換是通過擋位選擇器來操作的。擋位選擇器實際上是一個液壓馬達,推動撥叉就可以進入相應的擋位,由液壓控制系統來控制它們的工作。在液壓控制系統中,有6個油壓調節電磁閥,用來調節2個離合器和4個擋位選擇器中的油壓壓力;另有5個開關電磁閥,分別控制擋位選擇器和離合器的工作。

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圖2-2 動力傳輸

DSG變速器的工作過程比較特別,在1檔起步行駛時,動力傳遞如圖2-2中直線和箭頭所示,離合器1結合,通過輸入軸1到1檔齒輪,再輸出到差速器。同時,圖中虛線和箭頭所示的路線是2檔的動力傳輸路線,由於離合器2是分離的,這條線路實際上還沒有動力在傳輸,是預先選好檔位,為接下來的升檔做準備的。當變速器進入2檔後,退出1檔,同時3檔預先結合。

DSG變速器在降檔時,同樣也有2個檔位是結合的,如果4擋正在工作,則3檔作為預選檔位結合。DSG變速器的升檔或降檔是由ECU判定為升檔過程,做好升檔準備;踩制動踏板時,ECU判定為將擋過程,做好將擋準備。

DSG可以理解為兩個獨立的雙軸變速器並列工作,每個變速器又通過各自的溼式離合器實現與發動機輸出端的力矩傳遞。這也正是DSG也被稱為雙離合器式變速器的原因。奇數擋1、3、5,倒擋R和離合器K1組成變速器1,偶數擋2、4、6和離合器K2組成變速器2。發動機轉矩通過閉合的離合器K1或K2傳遞至相應的變速器,再由該擋輸出至主減速器驅動車輪,如圖2-4所示。

圖2-3 DSG檔位基本原理

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圖2-4 雙離合器基本結構

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圖2-5 離合器供油路線

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圖2-6 離合器K1

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圖2-7 離合器K2

2)DSG內部機械系統構造如圖2-8 所示,發動機轉矩通過離合器輸入變速器內部,在變速器中通過輸入軸、輸出軸及齒輪齧合形成動力傳遞路線並將轉矩輸出到驅動橋。

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圖2-8 DSG內部機械圖

3)離合器交迭示意圖如圖2-9 所示。在每種操作情況,離合器必須被控制在一個相對穩定的狀態下,並且貫穿整個使用週期。因而離合器控制閥的控制電流與離合器轉矩之間必須進行不斷的調整、適應。離合器經常被控制在約10r/min的微量打滑狀態,這種極低的打滑量被稱為“微量打滑”,這有利於改善離合器的狀態,並且可用於調節離合器控制。

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圖2-9 離合器交迭示意圖

4)離合器的摩擦係數是不斷變化的,離合器摩擦係數的主要影響因素:

①變速器油的質量、老化、油位。

②變速器油的溫度。

③離合器的溫度。

④離合器的打滑量。

通過離合器的微打滑來探查並存儲離合器控制與轉矩之間的關聯性,從而為彌補這些因素的影響提供依據。

2.4 DSG6檔位自動變速器動力傳送路線分析

大眾DSG變速器的輸入軸1由離合器K1驅動,完成1檔、3檔、5檔和倒檔,輸入軸2由離合器K2驅動,完成2檔、4檔、6檔和空擋。

1檔動力傳遞路線為:發動機→雙質量飛輪→離合器K1→輸入軸1→1檔主齒輪 →1檔從動齒輪→輸入軸1→輸出齒輪→差速器→驅動車輪,如圖2-10 所示。

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圖2-10 1檔動力傳遞路線

2檔動力傳遞路線為:發動機→雙質量飛輪→離合器K2→輸入軸2→2檔主齒輪 →2檔從動齒輪→輸入軸1→輸出齒輪→差速器→驅動車輪,如圖2-11所示。

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圖2-11 2檔動力傳遞路線

3檔動力傳遞路線為:發動機→離合器K1→輸入軸1→3檔主齒輪 →3檔從動齒輪→輸入軸1→輸出齒輪→差速器→驅動車輪,如圖2-12所示。

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圖2-12 3檔動力傳遞路線

4檔動力傳遞路線為:發動機→雙質量飛輪→離合器K2→輸入軸2→4檔主齒輪 →4檔從動齒輪→輸入軸→輸出齒輪→差速器→驅動車輪,如圖2-13 所示。

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圖2-13 4檔動力傳遞路線

5檔動力傳遞路線為:發動機→雙質量飛輪→離合器K1→輸入軸1→5檔主齒輪 →5檔從動齒輪→輸入軸2→輸出齒輪→差速器→驅動車輪,如圖2-14所示。

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圖2-14 5檔動力傳遞路線

6檔動力傳遞路線為:發動機→雙質量飛輪→離合器K2→輸入軸2→2檔主齒輪 →6檔從動齒輪→輸入軸2→輸出齒輪→差速器→驅動車輪,如圖2-15 所示。

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圖2-15 6檔動力傳遞路線

R檔動力傳遞路線為:發動機→雙質量飛輪→離合器K1→輸入軸1→1檔/倒檔主齒輪→倒檔軸→倒檔從動齒輪→輸入軸2→輸出齒輪→差速器→驅動車輪,如圖2-16 所示。

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圖2-16 R檔動力傳遞路線

下面以1擋升2擋為例,詳細介紹DSG的換擋過程:

1擋為當前擋,離合器K1閉合,發動機力矩通過離合器K1→心軸→1擋齒輪對→變速器1→主減速器的傳遞路徑輸出。控制器根據行駛狀態和駕駛員意圖判斷要升至2擋,此時離合器K2處於分離狀態,換擋執行機構提前將2擋齒輪對齧合。當達到最佳換擋工況時,K1逐漸脫開,K2逐漸閉合。最終K2完全閉合,K1完全分離,變速箱進入2擋,力矩沿離合器K2→空心軸→2擋齒輪對→變速器2→主減速器傳遞。

藉助這種雙離合器式結構,整個換擋過程非常迅速,換擋時間低於10ms,這是手動變速箱和傳統自動變速箱不可能達到的換擋速度。

第3章 典型故障診斷

下面以DSG雙離合自動變速器中電子液壓控制系統故障和離合器溫度傳感器故障為例進行分析

3.1 DSG液壓控制系統故障

3.1.1 DSG電子液壓控制系統

系統組成:

DSG的擋位轉換是由液壓控制系統控制擋位選擇器來操作的,擋位選擇器實際上是個液壓馬達,推動撥叉就可以進入相應的擋位。液壓控制系統中有6個調壓電磁閥,用來調節2個離合器和4個擋位選擇器中的油壓,還有5個開關電磁閥,分別控制擋位選擇器和離合器的工作。所示為DSG電子液壓控制單元與電磁閥的組合體(DSG控制閥體)。

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圖3-1 帶應刷電路板的控制閥體

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圖3-2 拆下應刷電路板的閥體

SG控制閥體上共有11個電磁閥和一個洩壓閥,電磁閥根據其作用分成開關電磁閥和調壓電磁閥兩大類。5個開關電磁閥中,N88、N89、N90和N91屬於擋位選擇器開關閥,N92是擋位選擇器轉換閥。6個調壓電磁閥包括離合器Kl的調壓電磁閥NZ15,離合器KZ的調壓電磁閥NZ16,主油壓調壓電磁閥NZ17,離合器冷卻油調壓電磁閥NZ18和安全閥N233、N371。

電磁閥控制原理:

開關電磁閥N88、N89、N90和N91

所有4個開關電磁閥都位於DSG控制閥體內。電磁閥的閥門通過擋位選擇器滑閥控制至所有換擋執行機構的油壓。其中N88控制1擋和5擋的選擋油壓,N89控制3擋和5擋的選擋油壓,N90控制2擋和6擋的選擋油壓,N91控制4擋和倒車擋的選擋油壓。未通電時電磁閥處於關閉位置,壓力油無法到達換擋執行機構處。

開關電磁閥N92

開關電磁閥N92為擋位選擇器轉換閥,該電磁閥未動作時,接通1、3、6和倒擋供油油路;當該電磁閥動作時,接通2、4、5和空擋供油油路。當N92失效時,N92處於空閒位置,無法被油壓激活,會出現換擋錯誤甚至車輛有熄火的危險。

離合器調壓電磁閥NZ15、NZ16

調壓電磁閥NZ15控制離合器Kl的壓力,調壓電磁閥NZ16控制離合器KZ的壓力。當調壓電磁閥失效時,相應的變速器擋位無法實現,組合儀表上會有故障顯示。

主油壓調壓電磁閥NZ17

主油壓調壓電磁閥NZ17控制整個液壓系統內的壓力,其最重要的作用是根據發動機轉矩來控制離合器油壓,其調節參數為發動機轉矩及變速器溫度,ECU根據當前的工作情況連續調節主油壓。如果主油壓調壓電磁閥NZ17失效,液壓控制系統將以最高油壓工作,油耗上升,換擋噪聲大。

3.1.2主油壓調壓電磁閥N217故障診斷與分析

(1) 故障現象:

在路況良好的情況下,無論車輛以高速還是中低速行駛,汽車油耗明顯增加,且換擋時噪聲大,並不是像廠商宣傳的一樣:在DSG換擋時無衝擊無噪聲。

(2) 故障診斷方法:

在發動機轉速穩定,輸出轉矩一定的情況下,接入DSG自動變速器專用檢測儀器並讀取其顯示器上的參數。發現當發動機轉速有序上升時,發動機輸出轉矩也隨之正常上升,變速器溫度也逐漸升高,其他技術參數都正常,但唯獨主油壓一直處於最高值。同時在換擋時噪聲很大。

(3) 故障分析:

根據DSG維護維修手冊,發現出現上述問題的主要原因是DSG雙離合自動變速器中電子液壓控制系統中的主油壓電磁閥NZ17失效,ECU無法根據實際工作情況連續調節主油壓,最終導致液壓控制系統將以最高油壓工作,並隨之伴有油耗上升,換擋噪聲大的現象發生。

(4) 維修方法:

更換液壓控制系統中的主油壓調壓電磁閥NZ17,即可排除此故障。

3.2離合器溫度傳感器故障

3.2.1故障現象與分析

一輛2009款一汽大眾邁騰2.0TSI轎車,裝配DSG雙離合自動變速器,該車起步時偶爾會出現加油發動機空轉不走車的現象,在等待交通信號燈之後起步時有時故障會出現,有時在正常行駛時加速過程中出現,故障出現無規律,出現故障時儀表盤上檔位指示燈全部變紅且閃爍警報。

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圖3-3 儀表顯示

首先使用故障診斷儀VAS5052A進入網關檢查,各控制單元均無故障碼存儲。結合該車的故障現象,鑑於發動機響應性良好的事實,可以初步判斷髮動機工作正常。因為該車行駛里程很短,如果假定變速器機械傳動部分無異常,發動機失速的原因則可以基本歸結為變速器離合器進行了保護性切斷,或離合器本身有機械故障。變速器電控系統通過數據流02-08-64組1區提供了對離合器切斷數據的監控,讀取離合器切斷動力傳遞次數為63次,而正常值應為0,這顯然說明離合器進行了保護性切斷。

根據DSG變速器的控制原理,離合器油路的切斷一般由以下原因引起:電控系統直接性的電路故障被識別或觸發保護切斷功能;油溫傳感器在溫度超過工作極限值時觸發保護切斷;離合器工作油壓過高時由電子機械壓力控制閥N233(N371)與聯合安全滑閥切斷相應的動力傳輸組件。鑑於實測無明確的故障碼顯示,電控元件或線路直接性的斷路/短路原因導致故障的可能性首先可以排除。對於安全控制電磁閥N233和N317來說,它們是調節閥,各控制變速器機械部分的一半(變速器傳動部分1和傳動部分2),當出現影響安全的故障或離合器工作壓力過大時,允許安全閥迅速地切斷各自控制的離合器,但值得注意的是,此2種狀態下的油壓切斷一般情況下是針對傳動部分1或傳動部分2的其中一項,此時即使切斷部分傳動,也不會引起發動機類似於在N擋的空轉失速狀態,況且在很多實際情況下還會觸發應急功能的激活,因此和本例的故障現象不太吻合。

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圖3-4 油溫動態採集

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圖3-5 離合器相關控制電磁閥監控

分析至此,故障入手點自然集中在了油溫傳感器的信號上。對DSG變速器而言,共有3個油溫傳感器:變速器油溫度傳感器G93和控制單元溫度傳感器G510內置在變速器控制單元中,當其感應的油溫超過145 ℃時,電控系統會停止向離合器供油,使離合器處於斷開位置;離合器溫度傳感器G509(與離合器轉速傳感器一體)位於離合器殼體內,信號超差時也會觸發變速器保護功能以切斷離合器的供油,但資料對油溫切斷保護的極限值未給出明確的定義。那麼究競是哪個傳感器產生了切斷離合器油路的信號呢?因為失速故障是偶爾出現,為了比較準確地監控油溫各信號的狀態,採用故障診斷儀VAG5053對油溫變化數據進行動態跟蹤(圖3-3)。在動態數據中,在2801個連接起來的測量點的樣本中(約1 s內3.57個樣本),變速器油溫度傳感器G93(系列1)和控制單元溫度傳感器G510採集的溫度值(系列2)變化曲線基本保持一致,而離合器溫度傳感器G509採集的溫度值(系列3)的動態變化曲線明顯地高於其他2個油溫的變化,在某些動態採集點,G509採集的油溫較其他2個油溫居然高出約40 ℃左右。此時進一步對離合器安全控制電磁閥N233和N317的工作狀態進行監控,數據顯示其電控佔空比控制符合換擋的工作特性需要,對比離合器K1和K2的實際工作油壓,監控離合器油壓控制閥N215和N216也能正常按正比例變化曲線對K1和K2分別進行適時的特性控制(圖3-4)。綜合以上測試,說明離合器K1和K2相關電磁閥控制的工作狀態均未出現異常,儘管在測試期間未出現失速的故障(測試後讀取02-08-64組1區仍顯示為離合器切斷動力傳遞次數為63次,未有增加),但足以說明離合器溫度傳感器G509傳感特性變化異常的事實,最後分析是G509溫度感應電氣元件工作特性不穩定引起的。因為G509的故障特性表現為信號失準,感應溫度未超出極限值情況下,發動機控制單元不會存儲G509信號失準的故障記憶,但是一旦超過保護切斷界限,系統就會立即產生中斷離合器電磁閥N215和N216的工作指令,從而切斷變速器與發動機的動力傳遞,此時便會產生失速現象和儀表擋位顯示異常閃爍現象,為監控便利的需要,系統對切斷次數進行相應的計數和存儲。

3.2.2故障排除

維修注意事項:

離合器溫度傳感器G509安裝在變速器閥體底座的殼體上(圖3-5),更換時需要拆下液壓控制閥體。在拆裝液壓控制閥體電控單元總成時,一定要注意避免輸出軸2轉速傳感器支架的斷裂(圖3-6),務必要按照維修手冊要求拆掉油泵後端蓋,在確保傳感器支架不被幹涉的前提下小心地拆下液壓控制閥體總成。

大眾DSG變速器的應用與原理

圖3-6 離合器溫度傳感器G509

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圖3-7 注意輸出軸2傳感器支架位置

故障排除:

更換離合器溫度傳感器G509後,反覆路試,監控3個油溫傳感器數值基本趨向一致,至此故障徹底排除。

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圖3-8 修復後三個油溫傳感值趨於一致

第4章 DSG技術應用實例展示

全新邁騰TSI+DSG:

邁騰源自和帕薩特B6關係緊密的FutureB6,這也是一汽-大眾建廠以來將要生產和銷售的第一款B級轎車。據一汽大眾解釋,“邁”寓意自信、果決、動感;“騰”表示騰飛、超越、激情。從B6開始,最新的大眾B級車開始在一汽-大眾生產,也就是邁騰系列。2010年的巴黎車展,大眾第七代B級車正式亮相。B7繼續由一汽-大眾引進國內,並延續命名為邁騰。為了滿足消費者對舒適性的需求,B7還進行原生加長,媒體稱為邁騰B7L,即全新邁騰。

一汽大眾全新邁騰於2011年7月28日在杭州上市。在動力總成上,全新邁騰沿用了大眾最先進的TSI+DSG的黃金組合,提供了1.4TSI、1.8TSI、2.0TSI三款排量供消費者選擇。另外,旗艦版車型還將搭載3.0 V6 FSI發動機,將邁騰品牌提升到一個新高度。

上市背景:

邁騰作為一汽-大眾的主力銷售車型銷量一直比較平穩,不過隨著國內中型車市場的不斷髮展,大眾為了增加邁騰的產品競爭力,在科技上面繼續保持領先,將推出13款車型,13款車中變化最大的地方就是自動擋車型搭載了DSG雙離合變速器。

2013年6月27日正式上市,一汽-大眾汽車有限公司正式宣佈,搭載TSI渦輪增壓缸內直噴發動機和DSG雙離合自動變速器的全新邁騰重裝上市。難以匹敵的動力總成技術和全方位的創新科技配備,為邁騰品牌注入了煥然一新的激情與活力。

革命性的DSG雙離合自動變速器被應用在一汽-大眾大眾品牌的首款B級轎車邁騰上,與世界領先的TSI渦輪增壓缸內直噴發動機完美組合,將決定一款車輛主要性能指標的動力性、經濟性、操控性和環保性都提升到了一個新的高度。

第5章 結論

提高換檔平順性和傳遞效率是現代車用有級傳動自動變速系統的發展趨勢,傳統液力機械式自動變速器(Automatic Transmission ,AT)以其優良的換檔平順性和成熟的技術而在自動變速家族中佔據主導地位,但液力變矩器的使用不可避免地要大大降低AT的傳動效率,另外AT結構複雜、製造成本高也限制了其發展空間。電控機械式自動變速器(Automated Manual Transmission, AMT)具有結構簡單、傳遞效率高的特點,但其必須通過離合器中斷髮動機動力實現換檔,由於動力中斷引起的換檔衝擊和振動勢必要影響其換檔平順性。

近年來人們把注意力集中在一種新的自動變速形式—雙離合器機械式自動變速器(Double Clutch Transmission, DCT),DSG可以簡單地描述為由一個帶奇數檔和一個帶偶數檔的兩個手動變速系統組成,兩離合器分別與發動機相連並經各自連接的輸入軸將其動力傳遞到系統的主輸出軸,通過兩離合器工作狀態的轉換即原檔位變速箱離合器的分離和新檔位變速箱離合器的接合來實現動力不中斷換檔(Power-shifting)。DSG不僅具有良好的換檔品質,同時又具有手動變速器傳動效率高、結構簡單緊湊、扭矩適應範圍廣、適合於各種車型裝車使用的優點。


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