第二章　大眾02E DSG自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)原理

第一節(jié)　大眾02E DSG自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)

一、大眾02E DSG自動(dòng)變速器四驅(qū)結(jié)構(gòu)

發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩由雙質(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(kāi)始，根據(jù)具體是在使用哪一擋位行車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩就傳遞到輸入軸1或2，然后再傳遞到相應(yīng)的輸出軸（1或2）。輸入軸采用同軸布置形式，且奇數(shù)擋位和偶數(shù)擋位是混合地分布在兩個(gè)輸出軸上的，這就使得變速器體積小巧，重量也最低。這兩個(gè)輸出軸采用不同的傳動(dòng)比將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳遞到主傳動(dòng)的直齒圓柱齒輪上，然后再傳遞到差速器上（四驅(qū)車(chē)是傳遞到圓錐齒輪傳動(dòng)），如圖2-1所示。

二、大眾02E DSG自動(dòng)變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

大眾02E DSG（DQ2506速濕式）雙離合變速器的結(jié)構(gòu)主要是由兩個(gè)多片式離合器、三軸式齒輪變速器以及電液換擋控制機(jī)構(gòu)組成，而其中兩個(gè)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2-2所示，雙離合變速器有兩個(gè)獨(dú)立控制的離合器，即離合器1和離合器2，離合器接合后動(dòng)力分別傳遞給變速器的兩根輸入軸1和2，輸入軸2空心，輸入軸1從其中穿出。輸入軸1上裝有1擋、倒擋、3擋、5擋齒輪，輸入軸2上裝有2擋、4擋、6擋齒輪。另有兩根輸出軸1、2，其中輸出軸1上裝有輸出齒輪1以及2擋、4擋、3擋、1擋齒輪，并裝有2/4擋同步器和1/3/倒擋同步器。輸出軸2上裝有輸出齒輪2以及空套有倒擋、6擋、5擋齒輪，并裝有倒/6擋同步器和5擋同步器。還有一倒擋軸，其上裝有倒擋雙聯(lián)齒輪，其中稍大的齒輪與輸入軸1上的1擋齒輪嚙合傳遞倒擋動(dòng)力。輸出軸1、2通過(guò)其軸上的齒輪1和齒輪2將動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)橋輸入齒輪。離合器1負(fù)責(zé)傳遞變速器的1擋、3擋、5擋和倒擋的動(dòng)力，離合器2負(fù)責(zé)傳遞2擋、4擋和6擋的動(dòng)力。

三、大眾02E DSG自動(dòng)變速器雙離合器結(jié)構(gòu)

1.雙離合器結(jié)構(gòu)

大眾02E DSG自動(dòng)變速器雙離合器結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。

發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)使油產(chǎn)生離心力，這個(gè)離心力作用使離合器在接合過(guò)程中所需的壓力增加，為了離合器接合更加順利，必須對(duì)這個(gè)由離心力引起的壓力進(jìn)行補(bǔ)償，需要利用離合器K1的碟形彈簧與活塞和離合器K2的外片支架形成的腔，以及K2回位彈簧固定片與K2活塞之間形成的腔，向這兩個(gè)空腔內(nèi)充油，在發(fā)動(dòng)機(jī)高速過(guò)程中通過(guò)離心力作用產(chǎn)生的平衡油壓來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。

特點(diǎn)：離合器K1用作1擋和倒擋起步離合器，所以該離合器上的負(fù)荷要大于離合器K2上的負(fù)荷。因此，雙離合器就設(shè)計(jì)成讓離合器K1處于外側(cè)這樣一種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以使得離合器K1的直徑較大些，也就能傳遞更大些的扭矩和實(shí)現(xiàn)更大的工作能力，這樣就可滿(mǎn)足各種要求了。

為了能使得換擋過(guò)程中需要同步的質(zhì)量盡可能地小，這兩個(gè)離合器的襯片歸到相應(yīng)的內(nèi)片支架上，較重的鋼制摩擦片歸到外片支架上。

工作特性：最大扭矩為350N·m；最大接觸壓力為10bar（1bar=105Pa）；最大摩擦功率為70kW；冷卻DSG油流量為20L/min。

2.雙離合器ATF供給

ATF的供給如圖2-4所示，該圖表示的是以下兩種不同的狀態(tài)。

①圖的上半部表示的是離合器K1已接合的狀態(tài)。

②圖的下半部表示的是離合器K2已接合的狀態(tài)。

離合器所使用的ATF是由主轂借助于旋轉(zhuǎn)孔來(lái)提供的，矩形環(huán)用于實(shí)現(xiàn)殼體和主轂之間的密封。主轂內(nèi)的油道將ATF送至相應(yīng)的位置。雙離合器有一套單獨(dú)的冷卻ATF系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)需要對(duì)離合器進(jìn)行永久式冷卻和潤(rùn)滑。冷卻和潤(rùn)滑用油經(jīng)主轂內(nèi)的同軸孔被送至離合器K2，壓力平衡腔內(nèi)的油也是從這股油中獲取的。如果K1已剛性接合了，那么冷卻ATF流經(jīng)已脫開(kāi)的K2（未吸收熱量），然后流向K1，油在這里完成其潤(rùn)滑和冷卻任務(wù)后被甩入變速器殼體內(nèi)。片支架上打有孔，這樣冷卻ATF就可從內(nèi)到外流經(jīng)相應(yīng)的離合器。襯片的形狀和離心力都有助于A(yíng)TF流經(jīng)離合器，這樣就可以使得冷卻ATF的壓力相對(duì)很低（不需要那么高的壓力了），重要的是能保證冷卻油量。

3.離合器控制

要想控制離合器K1和K2，需要處理以下信息：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；變速器輸入轉(zhuǎn)速（G182）（即離合器輸入轉(zhuǎn)速）；輸入軸1的轉(zhuǎn)速（G501）（即離合器K1的輸出轉(zhuǎn)速，或分變速器1的輸入轉(zhuǎn)速）；輸入軸2的轉(zhuǎn)速（G502）（即離合器K2的輸出轉(zhuǎn)速，或分變速器2的輸入轉(zhuǎn)速）；發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩；冷卻ATF出口溫度（G509）（該傳感器用于測(cè)量多片式離合器的ATF溫度）；制動(dòng)壓力。

與雙離合器緊密相關(guān)的功能：起步；動(dòng)力流切換；離合器冷卻；車(chē)輛停止時(shí)的離合器控制（蠕動(dòng)控制）；過(guò)載保護(hù)；安全切斷；微滑控制；離合器自適應(yīng)。

在車(chē)輛起步時(shí)，要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以便控制離合器。變速器控制單元根據(jù)起步特性確定出發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)定轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速值由離合器扭矩來(lái)調(diào)節(jié)，駕駛員意愿以及各種發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩曲線(xiàn)共同確定了起步特性，如圖2-5所示。

如果以很小的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度（比如60％）來(lái)讓車(chē)輛起步，那么發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)很慢地提升到鄰近的離合器接合點(diǎn)。如果以很大的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度（比如100％）來(lái)讓車(chē)輛起步，那么發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)很快地提升到離合器接合點(diǎn)。

（1）動(dòng)力切換（重疊）換擋過(guò)程分為以下兩部分。

①借助于液壓操縱的換擋撥叉掛入到分變速器1或分變速器2中的某個(gè)擋位上。

②借助于離合器K1和K2來(lái)實(shí)現(xiàn)分變速器1和分變速器2之間的動(dòng)力切換。

這個(gè)動(dòng)力切換（1擋到6擋）是通過(guò)離合器K1和K2之間所謂的“換擋重疊”來(lái)實(shí)現(xiàn)的。也就是說(shuō)，在動(dòng)力切換過(guò)程中，正在傳遞動(dòng)力的離合器（在本例中是K1）仍以已經(jīng)降低了的壓緊力在傳遞著動(dòng)力，直至正在接合的離合器（在本例中是K2）開(kāi)始傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。

在升擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩會(huì)短時(shí)降低（圖2-6），在降擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩會(huì)短時(shí)升高，這樣會(huì)有助于換擋。在每種操作情形下，離合器必須被控制在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下，并且貫穿整個(gè)使用周期，因而，離合器控制閥的控制電流與離合器扭矩之間必須進(jìn)行不斷的調(diào)整和適應(yīng)。離合器的摩擦系數(shù)是不斷變化的，離合器摩擦系數(shù)的主要影響因素有ATF（質(zhì)量、老化、油位）、ATF的溫度、離合器溫度、離合器打滑量。通過(guò)離合器微量打滑來(lái)探查并儲(chǔ)存離合器控制與扭矩之間的關(guān)聯(lián)性，從而為彌補(bǔ)這些因素的影響提供依據(jù)。

（2）離合器的動(dòng)態(tài)壓力平衡控制　在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，因旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用，離合器壓力腔內(nèi)的油承受了很大的離心力作用。這個(gè)離心力導(dǎo)致離合器壓力腔內(nèi)的壓力沿半徑最大方向遞增，我們把這種情況稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)壓力形成”。在實(shí)際工作中，人們并不期望這種動(dòng)態(tài)壓力出現(xiàn)，因?yàn)檫@會(huì)額外地增大壓緊力，使得壓力腔內(nèi)的壓力無(wú)法按規(guī)定來(lái)升、降。為了保證離合器K1和K2按規(guī)定接合或者脫開(kāi)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，在各自的壓力平衡腔內(nèi)都會(huì)發(fā)生一個(gè)動(dòng)態(tài)壓力平衡（補(bǔ)償）過(guò)程，如圖2-7所示，于是就可以精確控制換擋過(guò)程了，同時(shí)換擋舒適性也有顯著提高。由于在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，無(wú)法控制離合器的接合，所以壓力平衡腔內(nèi)的泄漏會(huì)導(dǎo)致離合器及同步機(jī)構(gòu)損壞。

離合器動(dòng)態(tài)壓力平衡控制的工作過(guò)程如下。

活塞的兩面都作用有ATF壓力，這是由另加的ATF腔（壓力平衡腔）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，壓力平衡腔內(nèi)的ATF壓力作用在活塞的另一側(cè)；因此離合器K2就有一個(gè)擋板，該擋板與活塞K2構(gòu)成了壓力平衡腔K2，對(duì)于離合器K1來(lái)說(shuō)，離合器K2的外片支架同時(shí)就起著擋板的作用；壓力平衡腔內(nèi)充注的是冷卻用ATF，其壓力很低，壓力平衡腔內(nèi)充注的ATF所受到的作用力（動(dòng)態(tài)壓力形成）與壓力腔中的作用力是相同的，于是壓力腔內(nèi)的壓緊壓力就處于平衡（穩(wěn)定）狀態(tài)了。