DSG变速器核心技术是“双离合器”,它们分别与其后的奇数和偶数挡位齿轮相连,采取各挡位齿轮预啮合方式,在换挡过程中两套离合器交替操作,换挡切换的动力衔接几乎是在无缝状态下进行,传递的扭矩更大更连续,甚至比传统手动变速器的换挡反应还快,百公里加速时间比手动变速器还短,换挡顿挫感明显优于手动或自动变速器,体现出很好的驾驶乐趣,同时还提高了车辆的燃油经济性,故应用DSG变速器的车型越来越多,如三菱的EVO、宝马的M3和日产战神等。
DSG变速器的双离合器有湿式与干式两类,以前DSG变速器使用的均是湿式多片式离合器,由于这种结构的体积较大,高油压对密封的要求高,较易产生打滑温升较高,所以“大众”车型近年来又开发出第二代的双干式离合器,进一步简化了双离合器的结构,并成功地使用在一汽大众迈腾、高尔夫等车型上。本文主要介绍这两种离合器的结构与检修。
一、双湿式多片式离合器的结构
双湿式多片式离合器的结构如图1所示,离合器壳体内包括有K1、K2两组摩擦片及其活塞,两组回位弹簧等,并有各自的控制油道。当K1有压力为20bar(1bar=105Pa)的工作油压进入时,到达K1压力油腔压迫活塞推动K1摩擦片迅速结合,立即将发动机的输入动力传递给红色的输入轴1。同样K2的工作油压推动K2摩擦片结合,将发动机动传输给绿色的输入轴2。
车辆启动时离合器K1闭合,发动机动力通过离合器K1传递到输入轴1,再到达1挡齿轮,驱动车辆以1挡起步,如图2所示。随着车速增加,电液控制单元指挥同步器拨叉将2挡齿轮“预先”啮合,但2挡齿轮实际上并没有传输动力。车速一旦到达2挡换挡点时,在电液控制单元的作用下,离合器K1迅速分离,与此同时离合器K2立即结合,发动机动力则立刻转换为通过离合器2和输入轴2进行动力的传递,完成2挡有换挡,车辆以2挡行驶。由于2挡齿轮预先啮合的,换挡过程只有双离合器的切换动作,因而动作在瞬间内即可完成。随着车速进一步提高,在换到3挡前,3挡齿轮也进行“预先”啮合,进入“待命”状态。同样此时离合器1还是处于打开状态,没有动力传递到3挡。而达到3挡的换挡点时,离合器2打开,离合器1同时迅速结合,再次转为通过输入轴1和3挡齿轮将动力传递至车轮。换挡系统以同样的动作换至4、5、6等各挡。在换入下一挡之前,DSG已经预先将下一挡的升或降的齿轮啮合,换挡耗时仅为0.1~0.2s,而当前手动变速器最快换挡时间为0.5s,因此动作迅速且平顺瞬间完成,几乎不产生动力的间断。
图3是整个DSG变速传动系统图,动力经变速后到达中间齿轮,再传送到驱动桥后到左右车轮输出,与中间齿轮相啮合的两边输出轴上的齿轮,其两边齿轮的齿数是相等的。
二、双湿式DSG离合器的温度检测
DSG双离合变速器在车辆上应用已有数年,已经是一项相对成熟的技术,但最近有些装备湿式DSG双离合车型的警告灯会亮起,出现不能挂挡的故障,这是DSG双离合器的温度传感器信号发生错误,导致变速器被强制保护在N挡,这多是因传感器质量不良所致。
在大众车型中离合器温度传感器的编号为G509,它贴近离合器转壳安装,如图4所示。双离合器工况是DSG变速器技术的核心,其最常见故障是工作温度过高,造成温升的原因主要有两点:一是换挡过程中的能量切换的损耗,另一是摩擦片不正常的打滑造成机械能过渡损耗变热所致。
图5反映的是换挡过程中的能量切换损耗,这属于DSG的正常损耗,只会造成较低的温升范围。而对摩擦片打滑造成的机械能损耗,应加大冷却油供应量进行充分冷却来处理。当温升过高超出规定范围时,表示离合器已严重打滑,电液控制单元将自动进入过热保护程序。过热保护功能是:当油温超过138℃时,将自动减小发动机的输出转矩;当油温超过145℃时,则会自动停止向离合器供油,离合器处于分离状态,车辆位于N挡不会行驶。而油温的检测是通过油温传感器和电液控制单元温度传感器,两传感器都浸泡在油液中可直接测量温度。