第一節(jié) 結(jié)構(gòu)和工作原理

一 概述

特點

1）6個前進(jìn)檔和1個倒檔。

2）正常的行駛模式D位、運動行駛模式S位以及變速桿和轉(zhuǎn)向盤上的Tiptronic（選裝）手動模式操作。

3）機(jī)械電子裝置、電子和電動液壓控制單元構(gòu)成一個整體，裝在變速器內(nèi)實現(xiàn)了真正的機(jī)電液一體化，并通過一個圓形插接器與車輛中央模塊進(jìn)行通信。

4）坡路駐車防溜車功能。如果制動踏板踩得過輕使得車輛在坡路上后溜，則離合器壓力會自動提高，使車輛保持在停止?fàn)顟B(tài)。因此該變速器也像奧迪01J型無級變速器那樣，離合器壓力調(diào)節(jié)裝置采用了來自ABS系統(tǒng)的制動力信息。

5）爬行調(diào)節(jié)。該功能可以使車輛在進(jìn)入車位停車時，在駕駛?cè)瞬徊燃铀偬ぐ宓那闆r下緩慢移動，相當(dāng)于自動變速器中液力變矩器的轉(zhuǎn)矩放大功能。

6）應(yīng)急運行模式。在應(yīng)急狀態(tài)時，根據(jù)出現(xiàn)的故障類型，只能使用1檔和3檔，或只能使用2檔行車。這款變速器在處于應(yīng)急模式時，倒檔功能是失效的，其外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如右圖所示。

02E雙離合自動變速器外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

筆記

四驅(qū)結(jié)構(gòu)

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩由雙質(zhì)量飛輪借助于花鍵傳遞到雙離合器的輸入轂上。

從雙離合器開始，根據(jù)具體使用的行車檔位，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩會傳遞到輸入軸，然后再傳遞到相應(yīng)的輸出軸。

輸入軸采用同軸布置形式，且奇數(shù)檔位和偶數(shù)檔位混合分布在兩個輸出軸上，這就使得變速器體積小巧、重量也較低如右圖所示。

02E自動變速器四驅(qū)機(jī)構(gòu)

二 變速桿結(jié)構(gòu)

各檔位功用

1）P-駐車。通過機(jī)械拉索和駐車機(jī)構(gòu)齒輪將變速器輸出部分鎖死，以實現(xiàn)駐車功能，同時允許在此位置起動發(fā)動機(jī)。必須在點火開關(guān)已打開且已踏下制動踏板的情況下，才能將變速桿從該位置移出。另外還需要按下變速桿上的前部鎖止按鈕，如右圖所示，將變速桿從P位移出來。

2）R-倒檔。要想掛入該檔，必須按下鎖止按鈕。此時，變速器內(nèi)部并沒有切換油路的手動閥，控制單元僅僅是通過變速桿得到一個可靠的R位的信息，并由此通過離合器和換檔撥叉來實現(xiàn)倒車功能。

3）N-空檔。變速桿在這個位置時，變速器在空轉(zhuǎn)。如果變速桿較長時間處于這個位置，那么鎖止機(jī)構(gòu)會鎖在N位上，要想使變速桿脫離這個位置就必須再次踏下制動踏板。該位置主要用來起動發(fā)動機(jī)和故障時牽引車輛。

變速桿鎖止按鈕位置

各檔位功用

4）D-前進(jìn)驅(qū)動檔位。在這個位置時，變速器會自動選擇所有前進(jìn)檔，這是行車中大部分時間選用的檔位。

5）S-運動模式檔位。控制單元內(nèi)存有“運動”特性曲線，該檔位會根據(jù)該曲線自動選擇前進(jìn)檔，一般適合于那些喜歡動感駕駛感覺的人，這一模式主要體現(xiàn)車輛的動感加速性，而不是考慮其最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性，因此換檔轉(zhuǎn)速高，換檔時機(jī)相對延遲，且發(fā)動機(jī)噪聲大。

6）“+”和“-”（手動模式功能）。變速桿在D位時向右側(cè)推變速桿，使其進(jìn)入手動模式換檔通道，在該通道中前后推動變速桿便可進(jìn)行換檔操作，如圖a所示（向前是升檔，向后是減檔）。

7）如果與帶加減檔按鍵（Tiptronic）的轉(zhuǎn)向盤配合使用的話，那么變速桿在D位或S位時也可以實現(xiàn)Tiptronic功能。點按轉(zhuǎn)向盤上的加減檔按鍵，也可實現(xiàn)Tiptronic功能，系統(tǒng)這時會切換到Tiptronic模式約8s，如圖b所示。在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速允許的范圍內(nèi)可以進(jìn)行檔位切換，多次點按就可以跳過某些檔位，比如從6檔降至3檔。距最后一次點按約8s后，系統(tǒng)就又回到正常的自動換檔工作狀態(tài)了。

筆記

a）右側(cè)手動模式換檔通道

b）轉(zhuǎn)向盤上的加減檔按鍵

特點：系統(tǒng)如果識別出車輛在轉(zhuǎn)彎（超過了某個橫向加速度值）、處于減速或超速狀態(tài)，以及以全負(fù)載狀態(tài)在工作的話，就會終止這個8s的倒記時。自2007款車型起，只要出現(xiàn)上述的狀況，這個8s的倒記時就會一直被終止。

加減檔按鍵的換檔脈沖（搭鐵信號）由多功能轉(zhuǎn)向盤控制單元J453來進(jìn)行處理，然后通過LIN-數(shù)據(jù)總線傳送給轉(zhuǎn)向柱電子控制單元J527。

變速桿結(jié)構(gòu)

雙離合變速器變速桿的操作與自動變速器上的變速桿是一樣的，直接換檔變速器還可以通過轉(zhuǎn)向盤上的按鍵來實現(xiàn)。與自動變速器一樣，雙離合自動變速器的變速桿也有變速桿鎖和鑰匙防拔出鎖。這些鎖止的功能雖然相同，但結(jié)構(gòu)是新的。變速桿如右圖所示。

1）變速桿傳感器控制單元J587。它通過變速桿支座內(nèi)的霍爾傳感器感知變速桿的位置，并通過CAN總線將位置信息傳給機(jī)械電子裝置。

2）變速桿鎖止電磁閥N110。該電磁閥可將變速桿鎖止在P位和N位處。電磁閥由變速桿傳感器控制單元J587來控制。

3）變速桿P位鎖止開關(guān)F319。如果變速桿處于P位，則該開關(guān)會將“變速桿在P位”這個信號發(fā)送給轉(zhuǎn)向柱電氣控制單元J527，控制單元J527使用這個信號來激活鑰匙并防拔鎖。

變速桿結(jié)構(gòu)

變速桿鎖止電磁閥N110工作過程

1）如果變速桿處于P位，則鎖止銷會在P位的鎖止銷孔內(nèi)。這樣就可避免變速桿被無意中移動位置，如右圖所示。

變速桿P位

2）松開變速桿。在接通點火開關(guān)并踩下制動踏板后，變速桿傳感器控制單元J587就會給電磁閥N110通電。于是，鎖止銷就被從P位鎖止銷孔中拔出。這時，變速桿就可以移到前進(jìn)檔位置了，如右圖所示。

變速桿從P位解鎖

變速桿鎖止電磁閥N110工作過程

3）變速桿被鎖止在N位。如果變速桿在N位停留的時間超過2s，則控制單元會給電磁閥通電。于是，鎖止銷就被壓入到N位的鎖止銷孔內(nèi)。這樣變速桿就不會被無意中移動到前進(jìn)檔了。踩下制動踏板，鎖止銷就會松開，如右圖所示。

4）應(yīng)急松開。如果變速桿鎖止電磁閥N110的供電中斷，則變速桿就無法再移動了。因為在電流中斷時，P位變速桿鎖仍然保持激活狀態(tài)。用一個狹窄的物體將鎖止銷壓入，就可以松開鎖止機(jī)構(gòu)了。這時，變速桿被應(yīng)急松開，車輛又可以開動了。

變速桿在N位

起動鎖\起動控制

換檔控制電路見下頁上圖。

“起動鎖”功能使起動機(jī)（接線柱50）只有在變速桿處于位置P位或N位時才能工作。

接線柱50由繼電器J682來接通，而J682又由供電控制單元J519來控制。

為此，J519除了需要使用點火鎖和發(fā)動機(jī)控制單元信息外，還要知道變速桿是在位置P位還是位置N位。變速桿傳感器E313用于確定變速桿位置，并將此信息經(jīng)驅(qū)動CAN總線傳送到控制單元J743。

控制單元J743通過一根獨立的導(dǎo)線將P/N-信號（來自變速器的起動使能信號，是個搭鐵信號）傳送到控制單元J519。

如果J519接收到了所有起動所必須的信息，它就會激活繼電器J682。

為了能對P/N-信號的獨立導(dǎo)線進(jìn)行診斷，J743同時還會將變速桿位置信息通過數(shù)據(jù)CAN總線送到J519。

信息路線：E313（驅(qū)動CAN總線）→J743（驅(qū)動CAN總線）→J533（舒適CAN總線）→J519。

如果J743/E313的供電出現(xiàn)問題，P/N-信號或CAN總線就不會有起動使能的功效了。

起動鎖特點：如果ATF溫度低于-10℃，則只有在變速桿處于P位時才會產(chǎn)生起動使能信號。非常低的溫度會導(dǎo)致離合器上產(chǎn)生拖拉力矩（因為離合器分離不徹底）。

這種分離不徹底產(chǎn)生的拖拉力矩又會在車輪上產(chǎn)生我們并不希望有的驅(qū)動力矩，因此車輛可能會開始“爬行”（即緩慢運動）。為了防止出現(xiàn)這種“爬行”，遂規(guī)定只有當(dāng)變速桿置于P位時才能起動發(fā)動機(jī)。駐車鎖可以使車保持駐車狀態(tài)。

倒車燈控制：倒車燈由控制單元J519來控制，為此，J519通過CAN總線以信息交換的方式來獲得“變速桿在R位”這個信息。

信息路線：E313（驅(qū)動CAN總線）→J743（驅(qū)動CAN總線）→J533（舒適CAN總線）→J519。

說明：控制單元J743通過變速桿位置傳感器E313來獲得變速桿位置信息。變速桿位置傳感器E313集成在換檔操縱機(jī)構(gòu)中。

E313是一個電子部件，它由傳感器和一個控制單元組成。這個控制單元使用CAN總線來進(jìn)行通信聯(lián)系。E313執(zhí)行的是多功能開關(guān)F125的功能。它使用霍爾傳感器來確定變速桿的各個位置。出于安全考慮，它采用雙重傳感器（冗余），且與J743之間通過驅(qū)動CAN總線來傳遞數(shù)據(jù)。

起動鎖\起動控制

換檔控制電路圖

E313—變速桿位置傳感器（變速桿） F189—Tiptronic開關(guān) J519—供電控制單元 J533—數(shù)據(jù)總線診斷接口（網(wǎng)關(guān)） J682—50號接線柱供電繼電器 J743—控制單元K—K線（診斷） L101—變速桿位置顯示照明燈 M17—右側(cè)倒車燈燈泡 Y26—變速桿位置顯示單元

點火鎖防拔工作過程

工作過程說明

在駐車鎖沒有工作時，鑰匙防拔鎖可阻止鑰匙轉(zhuǎn)回到拔出位置。它采用電動機(jī)械式工作方式，由轉(zhuǎn)向柱電氣控制單元J527來控制。

如果變速桿在P位，則開關(guān)會將“變速桿在P位”信號傳遞給轉(zhuǎn)向柱電子設(shè)備的控制單元J527?？刂茊卧迷撔盘柨刂畦€匙防拔出鎖。自動變速器轎車一般均設(shè)置有鑰匙防拔出鎖。鑰匙防拔出鎖止功能是通過電磁閥N376實現(xiàn)的，轉(zhuǎn)向柱電子控制單元J527通過P位鎖止開關(guān)F319（在自動變速器手動換檔Tiptronic開關(guān)F189內(nèi)）的信號來識別變速桿位置，當(dāng)變速桿處于除P位以外位置時，F(xiàn)319開關(guān)接通，J527識別到F319的搭鐵信號，對N376輸出12V電壓，N376有電流流過，它產(chǎn)生的電磁力使止動銷向左運動，擋住了點火開關(guān)鎖芯的回轉(zhuǎn)位置。當(dāng)變速桿處于P位時，F(xiàn)319觸點斷開，J527的端子為高電位，N376沒有電流流過，點火開關(guān)鎖芯可以越過止動銷轉(zhuǎn)回到0位。

工作過程圖示

變速桿在D位且點火開關(guān)打開時的點火鎖狀態(tài)

點火鎖防拔工作過程

工作過程圖示

變速桿在P位時的點火鎖狀態(tài)

三 變速器結(jié)構(gòu)

變速器結(jié)構(gòu)

大眾02E雙離合自動變速器主要由兩個多片式離合器、三軸式齒輪變速器以及電液換檔控制機(jī)構(gòu)組成，其中，兩個多片式離合器和三軸式齒輪變速器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的變速器有較大的差異。如圖a所示，雙離合變速器由兩個獨立控制的離合器組成，即離合器1和離合器2。離合器接合后，動力分別傳遞給變速器的兩根輸入軸1和2，輸入軸2為空心軸，輸入軸1從其中穿出。輸入軸1上裝有1、倒、3、5檔齒輪，輸入軸2上裝有2、4、6檔齒輪。另有兩根輸出軸1和2，其中，輸出軸1上裝有輸出齒輪1以及2、4、3、1檔齒輪，并裝有2、4檔同步器和1、3、倒檔同步器。輸出軸2上裝有輸出齒輪2，空套有倒、6、5檔齒輪，并裝有倒、6、5檔同步器。另外，還有一個倒檔軸，其上裝有倒檔雙聯(lián)齒輪。其中稍大的齒輪與輸入軸1上的1檔齒輪嚙合以傳遞倒檔動力。輸出軸1和2通過其軸上的輸出齒輪1和輸出齒輪2將動力傳遞給驅(qū)動橋的輸入齒輪。由圖b可知，離合器1負(fù)責(zé)傳遞變速器的1、3、5、倒檔的動力，離合器2負(fù)責(zé)傳遞2、4、6檔的動力。

a）02E DSG變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

b）02E雙離合自動變速器基本結(jié)構(gòu)

四 工作原理

轉(zhuǎn)矩輸入分析

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩由曲軸傳遞到雙質(zhì)量飛輪。雙離合器輸入軸轂上的雙質(zhì)量飛輪花鍵會將轉(zhuǎn)矩傳到多片式離合器的主動盤片上。主動盤片通過離合器K1的外片支架與離合器的主轂聯(lián)在一起。離合器K2的外片支架也與主轂聯(lián)在一起來傳遞動力，如右圖所示。

1）多片式離合器。轉(zhuǎn)矩經(jīng)外片支架被引入到相應(yīng)的離合器。離合器接合時，轉(zhuǎn)矩被傳遞到內(nèi)片支架上，也就是傳遞到相應(yīng)的輸入軸上?？偸怯幸粋€多片式離合器在傳遞動力。

02E雙離合變速器轉(zhuǎn)矩輸入示意

2）多片式離合器K1。離合器K1是一個多片式離合器，它是外離合器，可將轉(zhuǎn)矩傳遞到1、3、5、倒檔的輸入軸1上。要想使這個離合器接合，就必須將油液壓入離合器K1的活塞油壓力腔內(nèi)。壓入油液后，活塞1開始移動，使離合器K1的片組壓靠在一起。轉(zhuǎn)矩經(jīng)內(nèi)片支架的片組傳遞到輸入軸1上。離合器脫開時，碟形彈簧將活塞1又壓回到初始的位置，如右圖所示。

02E雙離合變速器中離合器K1的結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)矩輸入分析

3）多片式離合器K2。離合器K2是一個多片式離合器，它是外離合器，可將轉(zhuǎn)矩傳遞到2、4、6檔的輸入軸2上。要想使這個離合器接合，就必須將ATF壓入離合器K2的ATF壓力腔。ATF壓入壓力腔后，活塞2通過這個片組將動力傳遞到輸入軸2上。螺旋彈簧在離合器脫開時，將活塞2壓回到初始的位置，如右圖所示。

02E雙離合變速器中離合器K2的結(jié)構(gòu)

工作原理

汽車在以奇數(shù)檔行駛時，離合器K1結(jié)合，輸入軸1工作，變速器在某一奇數(shù)檔位工作。此時，離合器K2處于分離狀態(tài)，輸入軸2不工作，但有一偶數(shù)檔位的同步器處于接合狀態(tài)（預(yù)嚙合）；要進(jìn)行換檔時，將離合器1分離的同時，讓離合器K2接合，實現(xiàn)平穩(wěn)、快速地?fù)Q檔（換檔時間通常只有0.1～0.2s），而升檔有時僅需0.008s；接著，某一奇數(shù)檔位的同步器又處于接合狀態(tài)（預(yù)嚙合），即在雙離合變速器的工作過程中總是有2個檔位是接合的，一個正在工作，另一個則為下一步做好準(zhǔn)備，這就大大減少或消除了汽車在換檔過程中的動力中斷。另外，在手動模式下還可以進(jìn)行跳躍換檔，若初始檔位和目標(biāo)檔位屬同一離合器控制，則會通過另一離合器控制的檔位轉(zhuǎn)換一下，如果初始檔位和目標(biāo)檔位不屬同一離合器控制，則可以直接跳躍至所需檔位。此外，1檔和6檔的動力傳遞路線分別如圖a和圖b所示?？梢詫㈦p離合變速器想象為兩臺手動變速器的結(jié)合體，且建立在單一的系統(tǒng)內(nèi)，內(nèi)含兩臺自動控制的離合器。

a）大眾02E雙離合變速器1檔動力傳遞情況

b）大眾02E雙離合變速器6檔動力傳遞情況