2024年3月27日发(作者:宝马车颜色大全图片)

毕业论文(设计)

中文题目: 大众DSG变速器浅析

英文题目:

The parsing of Volkswagen DSG gearbox

毕业专业:

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二零一四年十二月

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本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了

文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也

不包含为获得

或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢

意。

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论文作者签名: 导师签名:

签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日

中文摘要

摘要

汽车的节能环保越来越受到人们的重视,随着汽车工业的高速发展及汽车新技术

的不断进步,大众在变速箱技术领域不断研发创新,综合性能强劲的双离合变速箱问

世了,DSG变速器便成为了大众汽车的又一项技术创新成果。双离合变速箱综合其优点,

成为变速箱发展史的又一个里程碑。本文首先介绍了双离合变速箱的来源发展,浅谈

了它未来的发展方向,讲述了DSG变速箱的结构原理,介绍了其构成,分析了DSG 02E

湿式双离合器自动变速器工作原理及换挡分析。最后结合实际使用情况对变速器经常

出现的故障进行了简单分析,增加了对汽车新技术的了解,丰富了专业知识,为今后

的工作打下了良好的基础。

关键词:自动变速器;DSG;双离合;结构原理;检修

Abstract

Abstract

Energy conservation and environmental protection more and more get people\'s attention,

with the rapid development of auto industry and the progress of the new technology, popular in

the research and development of transmission technology innovation, integrated performance

strong dual-clutch gearbox came out, became a Volkswagen DSG transmission and a

technological innovation achievement. Dual-clutch gearbox integrated the advantage, become

another milestone of the development of the gearbox. This article first introduces the source of

the dual-clutch gearbox development, briefly discusses its future development direction, tells the

story of the structure and principles of DSG gearbox and introduces its composition, analyzes the

DSG 02 e wet dual clutch automatic transmission principle and shift analysis. Finally based on

the actual usage makes a simple analysis often of gearbox fault, increase the understanding of the

new technology of automobile, enrich the professional knowledge, for future work laid a good

foundation.

Key words:

A

utomatic transmission; DSG. Double clutch; Structure principle; Maintenance

目录

目 录

第1章 绪论 ............................................................. 1

1.1自动变速器的总体介绍 ............................................ 1

1.1.1 自动变速器的分类 .......................................... 1

1.1.2 市场各车系变速器使用情况 .................. 错误!未定义书签。

1.2 DSG介绍 ........................................................ 2

1.2.1设计起源 .................................................. 3

1.2.2 DSG发展与前景 ............................................ 4

1.2.3 DSG分类和特点 ............................................ 4

1.2.4 DSG的优缺点以及使用状况 .................................. 5

第2章 DSG双离合变速器工作原理 ......................................... 6

2.1 DSG变速器的特点 ................................................ 6

2.2 DSG变速器的基本结构 ............................................ 6

2.3 双离合器基本结构 ................................ 错误!未定义书签。

2.4 DSG 6档位自动变速器动力传送路线分析 ........................... 11

第3章 DSG 变速器的使用维护与检修 ..................................... 15

3.1 自动变速器车辆的正确使用与维护 .............................. 15

3.2 DSG 的检修 .................................................. 17

3.2.1自动变速器诊断 .......................................... 17

3.2.2变速器内部的故障 ........................................ 18

3.2.1典型故障案例分析 ......................................... 19

第4章 结论 ............................................................ 24

参考文献 ............................................................... 25

致谢 ................................................................... 26

第1章 绪论

第1章 绪论

自20世纪30、40年代起,人们就不遗余力地发展自动变速器(Automatic

Transmission,AT)。到20世纪70年代,美国每年生产的600万~ 800万辆轿车中,AT

的装备率已超过90%,这种趋势很快也波及欧洲、日本等汽车工业大国,竞相开发各自的

自动变速器产品。在日本,20世纪80年代后期对AT的需求已超过65%,并且仍在不断

提高。AT不仅在轿车上得到了最广泛的应用,同样在城市公共汽车、矿用汽车以及越野军

用车辆中也迅速得到应用,装用自动变速器车辆的比例越来越高,各大汽车公司都已建成

了大规模生产AT的专业化工厂。

20世纪80年代,随着微电子技术的迅猛发展,机电一体化技术进入汽车领域,推动

了汽车变速装置的重大变革。

1.1自动变速器的总体介绍

1.1.1自动变速器的分类

汽车自动变速器常见的有四种型式:分别是液力自动变速器(AT)、电控机械自动变速

器(AMT)、机械无级自动变速器(CVT)、双离合器变速器(DSG)。目前应用最广泛的是AT,

AT几乎成为自动变速器的代名词。

AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达

到变速变矩。其中液力变扭器是AT最重要的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,

兼有传递扭矩和离合的作用。 它利用电液换档控制系统取代了手动变速器中的拨叉和连

杆等机构,利用闭锁控制机构实现液力变矩器的闭、解锁操作,具有简化操纵、起步平稳、

乘坐舒适、动力换档等一系列优点,己广泛应用于轿车、公共汽车、重型车辆和商用车上。

但是AT也有一定的缺点:结构复杂,制造精度要求高,加工量大,制造难度大,成本高,相应

的维修技术也较复杂,传动效率低。

AMT在机械变速器(手动波)原有基础上进行改造,主要改变手动换档操纵部分。即在总体

传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换挡的自动化。因此AMT

实际上是由一个机器人系统来完成操作离合器和选档的两个动作。由于AMT能在现生产的

手动波基础上进行改造,生产继承性好,投入的费用也较低,容易被生产厂接受。AMT的

核心技术是微机控制,电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。据悉我国今后

的汽车自动波国产化将重点发展AMT。

CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递,即当棘轮变化槽宽肘,相应改变驱动轮

1

第1章 绪论

与从动轮上传动带的接触半径进行变速,传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。CVT

是真正无级化了,它的优点是重量轻,体积小,零件少,与AT比较具有较高的运行效率,

油耗较低。但CVT的缺点也是明显的,就是传动带很容易损坏,不能承受较大的载荷。

DSG动力传递通过两个离合器联接两根输入轴,相邻各档的被动齿轮交错与两输入轴

齿轮啮合,配合两离合器的控制,能够实现在不切断动力的情况下转换传动比,从而缩短换

档时间,有效提高换档品质。DSG既继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、重量轻、

价格便宜等许多优点,而且实现了换档过程的动力换档,即在换档过程中不中断动力,这不

仅对AMT来说是一个巨大的进步,而且还保留了AT、CVT等换档品质好的优点,因此是自动

变速器的发展方向。

1.1.2市场各车系变速器使用情况

目前国内汽车市场大致可分为以下几类:以大众、奥迪、宝马、奔驰为代表的德系;

以丰田、本田、日产为代表的日系;以现代、起亚为代表的韩系;以福特、通用为代表的

美系;以标志、雪铁龙为代表的法系;以路虎、捷豹、沃尔沃为代表的欧系;以奇瑞、比

亚迪、长城、长安等为代表的自主品牌。

其中CVT变速器主要为日韩车系使用,MT及AMT变速器广泛应用于各大车系,DSG主

要为大众品牌及其下属车系使用。但目前,包括德法美欧日及自主品牌等越来越多的汽车

厂商已经投入到双离合变速器的研发与使用阵营中来了,这代表着双离合变速器是未来汽

车发展的。

1.2 DSG介绍

离合器位于发动机与变速器之间,是发动机与变速器动力传递的“开关”,它是一种

既能传递动力,又能切断动力的传动机构。它的作用主要是保证汽车能平稳起步,变速换

挡时减轻变速齿轮的冲击载荷并防止传动系过载。在一般汽车上,汽车换档时通过离合器

分离与接合实现,在分离与接合之间就有动力传递暂时中断的现象。这在普通汽车上没有

什么影响,但在争分夺秒的赛车上,如果离合器掌握不好动力跟不上,车速就会变慢,影

响成绩。

为了解决这个问题,早在上世纪80年代,汽车工程界就弄出了一个双离合系统变速

器,简称DSG(英文全称:Direct Shift Gearbox),装配在赛车上,能消除换档离合时

的动力传递停滞现象。例如 布加迪EBl6.4 Veyron的新型7速变速器是装置了双离合器,

从一个档位换到另一个档位,时间不会超过0.2秒。现在,这种双离合器已经从赛车应用

到一般跑车上。奥迪汽车公司的新型奥迪TT跑车和新奥迪A3都已经装置了这种DSG。这

些汽车装配DSG的目的是可以比自动变速器更加平顺地换档,不会有迟滞现象。

2

第1章 绪论

在一般的车辆上只有手动和自动两种变速箱,手动变速箱换档常常出现动力传动暂时

中断的现象,而自动变速箱换档却又存在响应迟缓的缺点。DSG变速箱综合了传统手动变

速箱和自动变速箱的各自优点,就像是两个变速箱合而为一,一个离合器控制单数档位齿

轮,另外一个离合器控制双数档位齿轮。也就是说,当变速箱挂入一档时,二档齿轮就已

经啮合,等到换档时机一到,第二离合器就与发动机输出轴接合而换入二档。在此同时,

由第一离合器所控制的三档齿轮组也完成啮合等待换档指令。

DSG变速箱在换档过程中微小的液压功耗损失和极短的换档时间使整个换档过程达到

了高效率,从而降低了能量的损耗,自然就提高了加速性和车辆燃油经济性。除了大众集

团使用的DSG双离合器变速器外,目前像日产新的超级跑车GT-R也采用博格华纳的双离

合器变速器,三菱新一代EVO也使用双离合器变速器,还有宝马将在自己的M系列运动轿

车上采用7速的M DKG的双离合器变速器。可以预计,在强调高性能的高档轿车和跑车上

将会有越来越多双离合器变速器的身影出现。

双离合变速器是目前比较先进的变速箱技术,但是这种变速箱并不是最近几年才出现

的,这种巧妙的技术在上世纪三四十年代就已经出现了。而且首先应用的也不是大众,而

是保时捷,大众只是最先应用在民用车上,并且在2002年大肆宣传,才使得DSG这三个

字母深入人心。

1.2.1设计起源

DSG的起源就如其他汽车高科技一样,其设计都来自赛车运动,而其实际应用早在

80年代初的保时捷Porsche 962C和1985年的奥迪Audi sport quattro S1 RC赛车上,

并为他们赢取多项冠军立下汗马功劳。双重离合器的概念是非常先进,但作为新科技

都存在着耐用性不佳的问题,耐用性的好坏同样决定了其成本的多寡,于 是,其经过

十余年的发展后,才真正被普通轿车所用。

20世纪90年代末期,大众公司和博格华纳联手合作研发和生产第一个适用于大批

量生产和应用于主流普通街车的DualTronic(R)技术双离合变速器。2003年,经过大

众汽车工程师们的多年努力研发,历经了无数次试验及数百万公里的路试,大众汽车

率先成功推出了6档DSG双离合变速器,并成为了第一家将DSG双离合变速器装备于

量产轿车的汽车制造商,从这一刻开始,大众的双离合变速器有了自己的名字——DSG。

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第1章 绪论

1.2.2 DSG发展与前景

在大众汽车DSG一马当先的带领下,其他国家厂商纷纷投入人力物力加入”双离合器

变速器”的队伍。与大众不同的是,其他厂商更专注于提高双离合器变速器所承受的最大

扭矩,将双离合器变速器装备到跑车上。

宝马M部门在第3代SMG(SequentialManualGearbox)顺序式手动变速器的基础上开发

出了最新的专门为最高转速可达9000r/min的V8发动机而设计的

M-DCT(DualClutchTransmission)7挡双离合器变速器。M-DCT双离合器变速器已经率先装

备在宝马最新一代M3轿跑车和敞篷跑车上。

保时捷一直是使用手动变速器和Tiptronic手/自动一体变速器的。目前,保时捷将

自己“雪藏”多年的PDK双离合器变速器应用于民用跑车领域。保时捷PDK双离合器变速

器的结构和运行原理与大众汽车公司DSG双离合器变速器相同。

除了宝马和保时捷,日产研发出配合GT-R跑车的双离合器变速器,三菱汽车研发出

用于EVO跑车的双离合器变速器。不久的未来,以大众DGS为领头羊的双离合器变速器将

成为变速箱技术的主流,各种级别的轿车都将会广泛应用双离合器自动变速箱。

1.2.3 DSG分类和特点

目前,在大众集团的产品序列中,主要有两种型号的DSG双离合变速箱

一是代号为DQ250的6速DSG变速器,使用在GTI、迈腾2.0TSI等车型上,采用湿式

离合,能承受最大扭矩为350N·m,主要用于高性能或主打操控性的车型,如迈腾、高尔

夫GTI。目前由德国卡塞尔工厂和中国大连变速器厂生产。

二是代号为DQ200 的7速DSG双离合变速器,采用干式离合器结构,可承受最大扭

矩250N·m,搭配1.2TSI、1.4TSI等小排量发动机,主要用于小型或经济型车型,如速腾、

高尔夫。目前由中国大连变速器厂生产。

在本届2014广州车展上,大众中国宣布将在上海大众凌渡以及一汽奥迪A3上率先装

配由大众汽车天津零部件厂生产的代号为DQ380的7速湿式双离合变速器,这款DQ380变

速器属全球首次投产,且专为中国市场开发,其可以承受的扭矩达380N·m 。

此外,大众另一款DQ500七速湿式双离合变速箱也已于海外投产,可承受扭矩达

600N·m,其也将于2016年1月在天津零部件厂批量生产。

据最新消息,大众集团新开发的代号为DQ511的10速DSG变速器也已研发成功,未

来将率先引用到帕萨特、奥尔夫和奥迪TT等大众MQB平台车型上。

至此,大众集团的DSG产品线日益丰富,这正是汽车发展的不断更新以及市场需求所

带来的成果。

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第1章 绪论

1.2.4 DSG的优缺点以及使用状况

1.优点:加速连续性非常好,百公里加速时间理论上比传统手动变速器还短;反应非

常灵敏,低顿挫感,具有良好的操控性;传动过程中的能耗损失小,燃油经济性好。

2.缺点:低速扭矩不足,表现为起步时轻微的抖动;由于DSG是电脑控制的智能变速

箱,它的升降档需要通过电脑向发动机发送信号,并且要等发动机回复后确认后才能完成

升降档。多一个环节就多一个可能故障点,由于智能电子设备的使用增加了故障的机率。

由此可以清楚的知道DSG双离合自动变速器的优良性能,由于其特殊的结构以及工作

特点,决定了 DSG 兼有手动变速器(MT)换挡直接和自动变速器(AT)操作 舒适性、燃油经

济性的优点,同时克服了MT和AT二者的缺点,DSG-双离合自动变速器在技术和供应领域

有明显优势外,其最大的潜力还来自其广泛的应用前景,它可用于各级别轿车,以及 SUV、

MPV。总的来说瑕不掩瑜,在倡导低碳的时代,DSG代表着未来变速器的发展方向。

5

第2章DSG双离合变速器工作原理

第2章 DSG双离合变速器工作原理

2.1 DSG变速器的特点

DSG有别于一般的自动变速箱系统,它是基于手动变速箱而不是自动变速箱,手动变

速箱的结构较自动变速箱效率更高,所能承受的扭矩也更大,而DSG除了拥有手动变速箱

的灵活及自动变速箱的舒适外,它更能提供无间断的动力输出。

传统的手动变速箱使用一台离合器,换挡动作分为三个动作:离合器分离--变速拨

叉拨动同步器换档(前档齿轮分离/新档齿轮胶合)--离合器结合,这三个动作,是分先

后进行的,驾驶员须踩下离合器脚踏,令不同挡的齿轮作出齿合动作,而动力就在换挡其

间出现间断,令输出表现有所断续。

传统的自动变速箱没有控制与发动机输出轴通断的离合器,而是靠液力变矩器配合行

星齿轮组进行换档。它与手动变速器除了在自动控制上的差异,机械方面最大的差异就是

行星齿轮组的齿轮处于常胶合状态,通过给某些齿轮的离合-制动,产生不同的传动比。

DSG 可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一,并建立在单一的系统内,他没有

液力变矩器也没有行星齿轮组。从齿轮部分乍一看很像一台手动变速器,因为它有同步器,

但不同的是他用“双”离合器控制与发动机动力的通断,这两台由电子控制及液压推动的

自动控制的离合器,变速反应极快,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,

令动力没有出现间断的状况

2.2 DSG变速器的基本结构

如图,离合器1负责1档、3档、5档和倒档,离合器2负责2档、4档和6档;挂上

奇数档时,离合器1结合,输入轴1 工作,离合器2分离,输入轴2不工作,即在DSG变

速器的工作过程中总是有2个档位是结合的,一个正在工作,另一个则为下一步做好 准

备;手动模式下可以进行跳跃降档:如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制的,

则会通过另一离合器控制的档位转换一下, 如果起始档位和最终档位不属于同一个离合

器控制的,则可以直接跳跃降至所定档位。

AMT的结构较自动变速箱效率更高,而DSG除了拥有手动变速箱的灵活及自动变速箱

的舒适外,它更能提供无间断的动力输出,这完全有别于两台自动控制的离合器。DSG基

本由几个大项组成:两个基本3轴的6前速机械波箱、一个内含两套多瓣式离合片的电子

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第2章DSG双离合变速器工作原理

液压离合器机构、一套波箱ECU。不同于普通的双轴波箱,或者单输入轴系统,DSG波箱

除了具有双离合器外,更具备同轴的双输入轴系统,而且将6个前进档分别置于两边各自

图2-1 DSG内部结构

图2-2 变速器内部齿轮结构示意图

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第2章DSG双离合变速器工作原理

的从动轴上。传统的手动变速箱使用一台离合器,当换挡时驾驶员须踩下离合器踏板,令

不同挡的齿轮作出啮合动作,而动力就在换挡其间出现间断,令输出表现有所断续。DSG

则可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一,并建立在单一的系统内。DSG内含两台

自动控制的离合器,由电子控制及液压推动,能同时控制两组离合器的运作。当变速箱运

作时,一组齿轮被啮合,而接近换挡之时,下一组挡段的齿轮已被预选,但离合器仍处于

分离状态;当换挡时一具离合器将使用中的齿轮分离,同时另一具离合器啮合已被预选的

齿轮,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,令动力没有出现间断的状况。

要配合以上运作,DSG的传动轴被分为两条,一条是放于内里实心的传动轴,而另一条则

是在外面套着的空心传动轴;内里实心的传动轴连接了1、3、5及后挡,而外面空心的传

动轴则连接2、4及6挡,两具离合器各自负责一条传动轴的啮合动作,引擎动力便会由

其中一条传动轴作出无间断的传送,考虑到零件使用寿命,设计人员选择了油槽膜片式离

合器,离合器动作由液压系统来控制。

由于使用2套离合器并且在换挡之前下一档位已被预选啮合,因此DSG的换挡速度非

常的快,只需不到0.2秒的时间,下一档已经进去了,比最好技术的专业车手的手动变速

还快,因此使用同一辆车使用DSG比使用MT的加速成绩来得要快。

在实际驾驶中,DSG给人的感觉是在整个换挡过程几乎感觉不到顿挫或推拉,仅仅从

转速表上可以反映出挡位在变动。并且油门踩到底时,DSG变速箱不进行换挡操作,一直

到6000转才进行换挡,提供更高的驾驶安全性和乐趣。此外,DSG还有多种驾驶模式,比

如运动模式,在电子程序的帮助下该模式的加挡明显迟缓而减挡则有了很大的改进,换挡

时间也调得更短。有些车型,驾驶员还可以通过拨动换挡杆或利用方向盘上拨片随时切换

自动模式或者手动模式,提供富有动感激情的驾驶方式。方向盘两边的换挡拨片能使驾驶

员在不触动换挡杆的情况下随意进行加挡或减挡的操作,技术来源于F1赛车。在复杂的

驾驶环境下,例如高速弯道时,手动换挡往往显得非常有必要,在DSG的帮助下,驾驶员

在换挡的过程中还能体验到油门自动增加的特殊乐趣。

2.3 双离合器基本结构

双离合系统变速器是一个整体,有6个档位,离合器与变速器装配在同一机构内,两

个离合器互相配合工作。这好比喻一辆车有两套离合器,正司机控制一套,副司机控制另

一套。正司机挂上1档松开离合踏板起步时,这时副司机也预先挂上2档但踩住离合踏板;

当车速上来准备换档,正司机踩住离合踏板的同时副司机即松开离合踏板,2档开始工作。

这样就省略了档位空置的一刹那,动力传递连续,有点象接力赛。双离合系统两套离合器

传动系统,通过电脑控制协调工作。

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第2章DSG双离合变速器工作原理

当汽车正常行驶的时候,一个离合器与变速器中某一档位相连,将发动机动力传递到

驱动轮(图中是1档正在使用,黄色是传动路线);电脑根据汽车速度和转速对驾驶者的

换档意图做出判断,预见性地控制另一个离合器与另一个档位的齿轮组相连,但仅处于准

备状态,尚未与发动机动力相连(图中是2档预备,白色是传动路线)。换档时第1个离

合器断开,同时第2个离合器将所相连的齿轮组与发动机接合。除了空档之外,一个离合

器处于关闭状态,另一个离合器则处于打开状态。

两根传动轴分别由第一、第二离合器控制与发动机动力的连接与断开,分别负责1、3、

5档和2、4、6档的档位变换。考虑到零件使用寿命,设计人员选择了油槽膜片式离合器,

离合器动作由液压系统来控制。

图2-3 双离合器结构示意图

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第2章DSG双离合变速器工作原理

图2-4 离合器K1、K2

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第2章DSG双离合变速器工作原理

2.4 DSG 6档位自动变速器动力传送路线分析

大众DSG变速器的输入轴1由离合器K1驱动,完成1档、3档、5档和倒档,输入轴

2由离合器K2驱动,完成2档、4档、6档和空挡。

1档动力传递路线为:发动机→双质量飞轮→离合器K1→输入轴1→1档主齿轮 →1

档从动齿轮→输入轴1→输出齿轮→差速器→驱动车轮。

1档动力传递路线

2档动力传递路线为:发动机→双质量飞轮→离合器K2→输入轴2→2档主齿轮 →2

档从动齿轮→输入轴1→输出齿轮→差速器→驱动车轮。

2档动力传递路线

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第2章DSG双离合变速器工作原理

3档动力传递路线为:发动机→离合器K1→输入轴1→3档主齿轮 →3档从动齿轮→

输入轴1→输出齿轮→差速器→驱动车轮。

3

3档动力传递路线

4档动力传递路线为:发动机→双质量飞轮→离合器K2→输入轴2→4档主

齿轮 →4档从动齿轮→输入轴→输出齿轮→差速器→驱动车轮。

4

4档动力传递路线

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第2章DSG双离合变速器工作原理

5档动力传递路线为:发动机→双质量飞轮→离合器K1→输入轴1→5档主齿轮 →5

档从动齿轮→输入轴2→输出齿轮→差速器→驱动车轮。

5

5档动力传递路线

6档动力传递路线为:发动机→双质量飞轮→离合器K2→输入轴2→2档主齿轮 →6

档从动齿轮→输入轴2→输出齿轮→差速器→驱动车轮。

6档动力传递路线

R档动力传递路线为:发动机→双质量飞轮→离合器K1→输入轴1→1档/倒档主齿轮

→倒档轴→倒档从动齿轮→输入轴2→输出齿轮→差速器→驱动车轮。

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第2章DSG双离合变速器工作原理

R档动力传递路线

下面以1挡升2挡为例,详细介绍DSG的换挡过程:

1挡为当前挡,离合器K1闭合,发动机力矩通过离合器K1→心轴→1挡齿轮对→变速

器1→主减速器的传递路径输出。控制器根据行驶状态和驾驶员意图判断要升至2挡,此时

离合器K2处于分离状态,换挡执行机构提前将2挡齿轮对啮合。当达到最佳换挡工况时,K1

逐渐脱开,K2逐渐闭合。最终K2完全闭合,K1完全分离,变速箱进入2挡,力矩沿离合器

K2→空心轴→2挡齿轮对→变速器2→主减速器传递。

借助这种双离合器式结构,整个换挡过程非常迅速,换挡时间低于10ms,这是手动变速

箱和传统自动变速箱不可能达到的换挡速度

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第3章 DSG变速器的使用与检修

第3章 DSG变速器的使用与检修

人们已经很熟悉手动变速器的使用方法,也清楚的知道最佳的换挡时机,用起来比较

得心应手。但是对于自动挡的汽车,人们往往不太会用。在自动挡汽车使用中,有相当一

批车主对自动变速器的认识不足,沿用手动挡的操作方法,导致车辆受损、乘员人身受到

威胁,甚至由此埋下事故隐患,或造成车辆性能下降、寿命缩短。

3.1 自动变速器车辆的正确使用与维护

使用注意事项:

(1)只有在P、N两挡时才可发动车辆,从P挡摘出排挡杆必须踩住刹车。N挡启动

的使用是当车辆发动后直接向前行驶时,可先接通电源(不打着发动机),踩住刹车拉到

N 挡,再点火,之后挂入D挡直接前行,这样可以避免在P挡打火后,经过 R 挡,使变

速箱经过一次反向冲击。

(2)一般挡位在N、D、3挡间切换时不用按换挡按钮,从3挡往下的限制挡上挂必

须按换挡钮,从低挡往高挡挂不用按换挡钮。

(3)行驶中切不可挂入N挡滑行,因自动变速箱需要润滑,行驶时挂入N挡,油泵

无法正常供油润滑,会使变速箱内部件温度升高,彻底损坏!低速滑至停止可提前挂入N

挡。 (4)自动挡车在行驶中切不可推入P挡,除非你不想要车了,在行驶方向变动时(前

进改后退或者后退改前进)即从倒挡挂入前进挡或前进挡挂入倒挡时,一定要等车辆停稳

后再操作。

(5)行驶结束时,自动挡车必须熄火挂入P挡才能抽出钥匙。很多人习惯停下来直

接推到P挡再熄火,拉手刹。细心的人会发现这样操作,熄火后一般车辆因路面不平会前

后小小挪动一下,而这时P挡变速箱有个咬合装置是和变速齿轮咬住的,这时的挪动会对

变速齿轮造成一点冲击。正确的做法应该是:车进入停车位置后,踩住刹车将排挡杆拉到

N挡,拉起手刹,松开脚刹然后熄火,最后再将排挡杆推入P挡。当然这也是属于对变速

箱精益求精的保护。要说明一点,P挡和N挡的区别还在于,P挡时变速箱内有齿轮咬合,

它不仅用于停车,而且会帮助车辆制动,在停驶车辆后一定要将挡位推到P挡,切不可挂

在N挡单单依靠手刹来制动,特别在有坡度的地方停车更是应该如此。

(6)另外,关于临时停车(如等红灯)时,对于自动挡到底该用N挡还是D挡一直

有些争论。其实并没有什么关系。N或D挡都没有错,暂时停车踩住刹车挂在D挡对车子

也没有损害,因为变速箱内扭力转换器设有一组附有单向离合器的反应轮,其作用是放大

来自发动机曲轴的扭力,在发动机怠速下它是不会转动的,只有待发动机转速上升时它才

会起作用。所以踩住刹车等红灯也是没有关系的。挂到N挡拉手刹也无妨,好处是可以让

15

第3章 DSG变速器的使用与检修

右脚活动一下。可以套用一个较硬性的指标:如果停车在半分钟以上就挂入N挡拉手刹;

如果停车时间很短那就踩着刹车等好了。

维护:

(1)经常检查自动变速器油:自动变速器对油液的要求极其严格,它要求油液不仅有润

滑、清洗、冷却作用,还应具有传递扭矩和传递液压以控制离合器、制动器的工作性能,

所以自动变速器油是一种特殊的高级润滑油,通常称之为ATF。另外,自动变速器油量的

检查也很重要。检查时一般都要求在变速器热态,将汽车停放在水平路面上,发动机怠速

运转,选挡杆放在 P 位,此时抽出油尺擦净后重新插入再拔出检查, 油面应达到油尺上

规定的上限刻度附近为准。油质的检查,一般使用和维护人员因无检测设备,只能从外观

上判断,可用手指捻一捻,感觉一下粘度,用鼻子闻一闻气味如何,若已变色或有烧焦的

气味,则应更换新油。

(2)自动变速器油的更换:多数自动变速器要求定期换油,换油周期一般为24万公里。

放油前,应将变速器预热到工作温度,以便降低油的粘度,确保油内杂质和沉淀物随油一

起排出。在预热和加油过程中,汽车应停放在水平地面,并拉紧手制动。放完油后,视情

况拆下机油盘,彻底清洗机油盘和过滤器滤网,然后再将机油盘装好。加油时,先从加油

口注入工作液达到规定的标准,起动发动机,在发动机怠速运转的情况下,移动选挡杆经

所有的挡位后回到 P 位,这样可使变速器迅速地热起,然后再加油。

(3)检查手动选挡机构:手动选挡机构从选挡杆到手动阀是通过连杆或拉线连接起来的,

均有调整部位。手动手柄的位置应与自动变速器内的弹簧卡片位置一一对应,若不对应则

需调整。手动选挡机构的调整往往被忽视,有时自动变速器修理结束后,由于没有调整选

挡机构,最后导致换挡冲击力过大,甚至会造成事故。

(4)制动带的调整自动变速器的制动带为可调结构的均需调整,以补偿其正常磨损。制

动带的调整应遵照厂家的技术规定,调整后可通过道路试验判断调整的结果。制动带调整

的作业位置,视变速器的型号而不同。

(5)停车挡的制动性能检查在坡道上停车,应将选挡杆扳入P位,此时松开制动踏板,

汽车应不会自行滑下。若需要将选挡杆从P位移开,应记住必须先踩下制动踏板,否则会

摘不下来,因此在停车挡无制动性能时应检查维修。

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第3章 DSG变速器的使用与检修

3.2 DSG 的检修

3.2.1自动变速器诊断

DSG双离合器变速箱在车辆上应用已有数年,已经是一项相对成熟的技术, 但是有些

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,这多事因为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G50,它贴近离合器转壳安装。双离合器工况是

DSG变速器技术的核心,其最常见的故障就是温度过高,造成温升的原因只要有两点: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度损耗变热所

致。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

对于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

出规定范围时,表示离合器已严重打滑,电液控制单位将自动进入过热保护程序。过热保

护功能是:当油温超138度时,将自动减小发动机的输出转矩;当油温超过145度时,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。

在大众车型干式离合器的分离叉操纵中值得提出的是,当离合器操控活塞前移时,在

电控单元内有“离合器动态位置传感器”,简称离合器动态传感器,用于精确检测离合器

分离推杆的位置信号。这里是按传统用“分离推杆”的说法,实际用途为“结合”之用。

主要包含一个铁芯,其上缠绕有初级线圈和两个次级评估线圈。初级线圈通有DSG电控模

块供给的交流电流,在铁芯周围内形成交变的磁场。离合器操控活塞随着工作油压的变化

而左右移动,会使铁芯上的磁场发生变化,则在次级评估线圈产生一个评估电压,左侧和

右侧评估限量产生的电压高低值取决于永久磁铁所处的位置,即从次级评估线圈的电压

值, 可精确检测离合器操控活塞的位置, 间接检测测量离合器 K1、K2 的工作。当离合

器 K1 或K2出现滑动现象,即变速器输入转速和输出轴有转速差时,可通过电磁阀的输

出油压,来自动调节离合器分离推杆对分离叉的推力,以此补偿平衡变速器输入转速和输

出转速的差值。如果一旦此两个离合器动态传感器之一发生故障,则离合器K1或K2不能

结合,使变速器相应的奇数挡或偶数挡不再啮合,直接影响车辆的行驶。

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第3章 DSG变速器的使用与检修

3.2.2变速器内部的故障

1.故障现象 :

(1)起步时踩下油门踏板,发动机转速很快升高但车速升高缓慢。

(2)行驶中踩下油门踏板加速时,发动机转速升高但车速没有很快提高。

(3)平路行驶基本正常,但上坡无力,且发动机转速很高。

2.故障原因 :

(1)液压油油面太低。

(2)液压油油面太高,运转中被行星排剧烈搅动后产生大量气泡。

(3)离合器或制动器摩擦片、制动带磨损过甚或烧焦。

(4)油泵磨损过甚或主油路泄漏,造成油路油压过低。

(5)单向超越离合器打滑。

(6)离合器或制动器活塞密封圈损坏,导致漏油。

(7)减振器活塞密封圈损坏,导致漏油。

3.故障诊断与排除 :打滑是自动变速器中最常见的故障之一。虽然自动变速器打滑往往

都伴有离合器或制动器摩擦片严重磨损甚至烧焦等现象,但如果只是简单地更换磨损的摩

擦片而没有找出打滑的真正原因,则会使修后的自动变速器使用一段时间后又出现打滑现

象。因此,对于出现打滑的自动变速器,不要急于拆卸分解,应先做各种检查测试,以找

出造成打滑的真正原因。

(1)对于出现打滑现象的自动变速器,应先检查其液压油的油面高度和品质。若油面过低

或过高,应先调整至正常后再做检查。若油面调整正常后自动变 速器不再打滑,可不必

拆修自动变速器。

(2)检查液压油的品质。若液压油呈棕黑色或有烧焦味,说明离合器或制动器的摩擦片或

制动带有烧焦,应拆修自动变速器。

(3)做路试,以确定自动变速器是否打滑,并检查出现打滑的挡位和打滑的程度。将操纵

手柄拨入不同的位置,让汽车行驶。若自动变速器升至某一挡位时发动机转速突然升高,

但车速没有相应地提高,即说明该挡位有打滑。打滑时发动机的转速愈容易升高,说明打

滑愈严重。 根据出现打滑的规律,还可以判断产生打滑的是哪一个换挡执行元件:①若

自动变速器在所有前进挡都有打滑现象,则为前进离合器打滑。②若自动变速器在操纵手

柄位于D位时的1挡有打滑,而在操纵手柄位于L位或1位时的1挡不打滑, 则为前进

单向超越离合器打滑。若不论操纵手柄位于D位或L位或1位时,1挡都有打滑现象,则

为低挡及倒挡制动器打滑。③若自动变速器只在操纵手柄位于D位时的2挡有打滑,而在

操纵手柄位于S位或2位时的2挡不打滑,则为2挡单向超越离合器打滑。若不论操纵手

柄位于D位或S位或2位时,2挡都有打滑现象,则为2挡制动器打滑。④若自动变速器

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第3章 DSG变速器的使用与检修

只在3挡有打滑现象,则为倒挡及高挡离合器打滑。⑤若自动变速器只在超速挡时有打滑

现象,则为超速制动器打滑。⑥若自动变速器在倒挡和高挡时都有打滑现象,则为倒挡及

高挡离合器打滑。⑦若自动变速器在倒挡和1挡时都有打滑现象,则为低挡及倒挡制动器

打滑。

(4)对于有打滑故障的自动变速器,在拆卸分解之前,应先检查自动变速器的主油路油压,

以找出造成自动变速器打滑的原因。自动变速器不论前进挡或倒挡均打滑,其原因往往是

主油路油压过低。若主油路油压正常,则只要更换磨损或烧焦的摩擦元件即可。若主油路

油压不正常, 则在拆修自动变速器的过程中, 应根据主油路油压,相应地对油泵或阀根

据进行检修,并更换自动变速器的所有密封圈和密封环。 因此配备DSG的车辆要改正错

误的驾驶习惯会减少DSG变速器的故障概率, 而且需要大量的电子装置来控制。从经验

来看,由于“事先没想到”而导致故障的概率是非常大的,包括发热量达到多少以后会损

害变速器。为此工程师在设置温度传感器时肯定会采用较为保守的策略。在城市拥堵路段

急加速、抢道、抢行、大脚催送油门等突然施加动力的驾驶方法,势必会增大离合器负荷,

导致离合器快速升温,增加故障概率。车辆在等待通过信号灯或堵车时,一些车主常将换

挡杆保持在D挡,同时踩下制动踏板,若时间很短,这样做是允许的。但若停车时 间较

长最好换入N挡位,并拉紧驻车制动。因为换挡杆在D挡时,DSG变速器汽车处于半联动

状态,会有微弱的前移。若长时间踩住制动踏板,等于强行制止这种前移,这使得离合器

一直处于半联动状态,加速离合器磨损,变速器油温升高,可能导致变速箱故障。长时间

停车必须使用手刹,否则会破坏DSG变速箱的锁止机构。P挡和N挡的区别还在于,P挡

时变速箱内有齿轮咬合,它不仅用于停车,而且会帮助车辆制动,在停车后一定要将挡位

推到P挡,切不挂在N挡单单依靠手刹来制动。特别在有坡度的地方停车更是应该如此。

3.2.3典型故障案例分析

一辆2009款一汽大众迈腾2.0TSI轿车,装配DSG双离合自动变速器,该车起步时偶

尔会出现加油发动机空转不走车的现象,在等待交通信号灯之后起步时有时故障会出现,

有时在正常行驶时加速过程中出现,故障出现无规律,出现故障时仪表盘上档位指示灯全

部变红且闪烁警报。

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第3章 DSG变速器的使用与检修

图3-1

首先使用故障诊断仪VAS5052A进入网关检查,各控制单元均无故障码存储。结合该

车的故障现象,鉴于发动机响应性良好的事实,可以初步判断发动机工作正常。因为该车

行驶里程很短,如果假定变速器机械传动部分无异常,发动机失速的原因则可以基本归结

为变速器离合器进行了保护性切断,或离合器本身有机械故障。变速器电控系统通过数据

流02-08-64组1区提供了对离合器切断数据的监控,读取离合器切断动力传递次数为63

次,而正常值应为0,这显然说明离合器进行了保护性切断。

根据DSG变速器的控制原理,离合器油路的切断一般由以下原因引起:电控系统直接

性的电路故障被识别或触发保护切断功能;油温传感器在温度超过工作极限值时触发保护

切断;离合器工作油压过高时由电子机械压力控制阀N233(N371)与联合安全滑阀切断相

应的动力传输组件。鉴于实测无明确的故障码显示,电控元件或线路直接性的断路/短路

原因导致故障的可能性首先可以排除。对于安全控制电磁阀N233和N317来说,它们是调

节阀,各控制变速器机械部分的一半(变速器传动部分1和传动部分2),当出现影响安

全的故障或离合器工作压力过大时,允许安全阀迅速地切断各自控制的离合器,但值得注

意的是,此2种状态下的油压切断一般情况下是针对传动部分1或传动部分2的其中一项,

此时即使切断部分传动,也不会引起发动机类似于在N挡的空转失速状态,况且在很多实

际情况下还会触发应急功能的激活,因此和本例的故障现象不太吻合。

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第3章 DSG变速器的使用与检修

图3-2 油温动态采集

图3-3 离合器相关控制电磁阀监控

分析至此,故障入手点自然集中在了油温传感器的信号上。对DSG变速器而言,共有

3个油温传感器:变速器油温度传感器G93和控制单元温度传感器G510内置在变速器控制

单元中,当其感应的油温超过145 ℃时,电控系统会停止向离合器供油,使离合器处于断

开位置;离合器温度传感器G509(与离合器转速传感器一体)位于离合器壳体内,信号超

差时也会触发变速器保护功能以切断离合器的供油,但资料对油温切断保护的极限值未给

出明确的定义。那么究竞是哪个传感器产生了切断离合器油路的信号呢?因为失速故障是

偶尔出现,为了比较准确地监控油温各信号的状态,采用故障诊断仪VAG5053对油温变化

数据进行动态跟踪(图3-2)。在动态数据中,在2801个连接起来的测量点的样本中(约

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第3章 DSG变速器的使用与检修

1 s内3.57个样本),变速器油温度传感器G93(系列1)和控制单元温度传感器G510采

集的温度值(系列2)变化曲线基本保持一致,而离合器温度传感器G509采集的温度值(系

列3)的动态变化曲线明显地高于其他2个油温的变化,在某些动态采集点,G509采集的

油温较其他2个油温居然高出约40 ℃左右。此时进一步对离合器安全控制电磁阀N233和

N317的工作状态进行监控,数据显示其电控占空比控制符合换挡的工作特性需要,对比离

合器K1和K2的实际工作油压,监控离合器油压控制阀N215和N216也能正常按正比例变

化曲线对K1和K2分别进行适时的特性控制(图3-3)。综合以上测试,说明离合器K1和

K2相关电磁阀控制的工作状态均未出现异常,尽管在测试期间未出现失速的故障(测试后

读取02-08-64组1区仍显示为离合器切断动力传递次数为63次,未有增加),但足以说

明离合器温度传感器G509传感特性变化异常的事实,最后分析是G509温度感应电气元件

工作特性不稳定引起的。因为G509的故障特性表现为信号失准,感应温度未超出极限值

情况下,发动机控制单元不会存储G509信号失准的故障记忆,但是一旦超过保护切断界

限,系统就会立即产生中断离合器电磁阀N215和N216的工作指令,从而切断变速器与发

动机的动力传递,此时便会产生失速现象和仪表挡位显示异常闪烁现象,为监控便利的需

要,系统对切断次数进行相应的计数和存储。

维修注意事项:

离合器温度传感器G509安装在变速器阀体底座的壳体上(图3-4),更换时需要拆下

液压控制阀体。在拆装液压控制阀体电控单元总成时,一定要注意避免输出轴2转速传感

器支架的断裂(图3-5),务必要按照维修手册要求拆掉油泵后端盖,在确保传感器支架

不被干涉的前提下小心地拆下液压控制阀体总成。

图3-4 离合器温度传感器G509

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第3章 DSG变速器的使用与检修

图3-5注意输出轴

2传感器支架位置

故障排除:

更换离合器温度传感器G509后,反复路试,监控3个油温传感器数值基本趋向一致,

至此故障彻底排除。

图3-6 修复后三个油温传感值趋于一致

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第4章 结论

第4章 结论

双离合器自动变速器(DSG)是近些年出现的一种新型的汽车自动变速技术, 由于其

传动效率高、换挡品质好,对于国内以生产手动变速箱为主的汽车变速器厂商来说,DSG

的生产无需更新设备,在现有技术设备的基础上完全可以进行大规模批量生产,适合我国

国情。双离合器自动变速器的研究在国内已经进入深入发展阶段,对它的深入研究必将提

高我国自动变速器的自主开发能力产生积极的推动作用。本文围绕双离合器自动变速器的

技术进行了一系列的研讨,主要有以下几个方面: 1.首先介绍了汽车上采用变速器的必

要性、自动变速器的分类以及发展情况,在此基础上分析了双离合器自动变速器的发展过

程、使用特点、优缺点以及 应用前景。 2.总体介绍了DSG系统的结构及工作原理,为了

加深对DSG系统的理论学习和研究,特别举了典型的DSG湿式双离合器自动变速器的例子,

对DSG系统的结构及工作原理进行了详细分析。 3.重点分析了DSG系统的使用维护与检

修进行了细的讲解,为DSG系统的故障诊断与排除奠定了基础。总之,通过本论文,使我

对DSG系统有了深入的学习和研究,进一步熟悉了DSG系统的结构原理,掌握了 DSG 统

的检修及故障排除的方法。

论文存在的不足及展望

由于时间和条件的限制,本论文还存在些许不足,有待进一步提高和完善。

1.对DSG系统结构原理的分析不够透彻深入,理论深度还有待进一步深化。

2.由于时间和篇幅的限制,对DSG系统的检修与使用维护部分进行了分析,但内容不够全

面。

3.由于没有工作实践,积累的实践经验不足,虽然对应用DSG系统的汽车有所了解,但具

体还不够丰富。

今后将在以下几方面进行努力:

1.进一步深化DSG系统结构原理方面的学习和研究。

2.在工作实践中不断总结、积累经验,尽快形成自己独特的关于DSG系统检修及故障诊断

的方法,更好的把理论与实践结合起来,不断提升综合能力。

3.力争做到举一反三,将理论知识的研究和实践的探索延伸至DSG系统。

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参考文献

参考文献

[1] 李春明.汽车底盘电控技术.北京:机械工业出版社,2009

[2] 李巍.汽车自动变速器系统维修实例精选与剖析.北京:机械工业出版社,2013

[3] 冯永忠.大众车系02E0AM直接换挡变速器维修图册.北京:机械工业出版社,2010

[4] 谷朝峰.一汽大众车系维修案例精选/发动机与自动变速器篇.北京:机械工业出版社,

2011

[5] 一汽大众轿车公司产品部2010款一汽大众迈腾轿车、GOLF轿车产品技术资料

[6] 刘岩东.汽车自动变速器构造与原理解析.北京:机械工业出版社,2012

[7] 赵国富/管恩进.自动变速器结构原理与检修.北京:机械工业出版社,2011

[8] 刘汉涛.汽车自动变速器精品学习教程.北京:机械工业出版社,2013

[9] 周晓飞.汽车底盘和变速器维修.北京:化学工业出版社,2013

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致谢

致谢

衷心感谢导师 老师,在毕业课题的研究和论文的撰写过程中,给我进行了许多有

益的指导,可以说没有 老师的帮助和鼓励,我是不会这么顺利地完成毕业论文的,在

此我不胜感激。

同时我还要感谢学校为我们提供图书馆等资料借阅平台以及汽车工程系所有的任课

老师,感谢你们对我学业的大力支持,谢谢。

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