大眾DQ200型DSG變速器的故障分析(上)

◆文/北京 薛慶文

從目前市場情況來看，終端消費者對大眾DQ200變速器故障現象的投訴中“2擋抖動”現象居首位，其次是“升擋抖動”和“起步抖動”、“死亡閃爍”、“偶爾無動力”及“異響”等故障現象。接下來我們將從故障形成原因開始進行分析。

一、“2擋抖動”現象

從故障定義來看“2擋抖動”現象并不是變速器在換擋點上表現出來的，而是變速器在D擋位以2擋滑行時，再次踩加速踏板時表現出的一種抖動。特別是車速降至10km/h左右時的突然再加速并且用力踩加速踏板時表現尤為明顯，同時車輛運行工況恰好又是處于轉彎過程中，此時故障現象就更加容易出現。

1.故障原因分析

由于故障現象出現在2擋的運行過程中，因此與變速器內部機械齒輪的傳遞沒有關系，而極有可能是2擋在動力傳遞過程中K2離合器摩擦產生的或者是發動機輸出扭矩所產生的共振頻率與離合器摩擦產生的共振頻率重疊在一起導致的。在DQ200變速器當中的兩個離合器分工非常明確：K1離合器負責奇數擋位的傳遞(1、3、5、7擋)，K2離合器負責偶數擋位的動力傳遞(2、4、6擋)還包括R擋的傳遞。所以，如與K2離合器有關，那么抖動原因就是離合器摩擦片存在打滑由于接合不實而產生抖動，那么產生打滑的可能原因就是摩擦片的摩擦系數或摩擦間隙出現問題了。從德國LUK公司提供的雙離合器摩擦片材料上看其摩擦成分有粉末冶金材料、石棉基材料、金屬以及表面的玻璃纖維層等組成，在理想狀態下各種材料會隨著變速器的使用而均勻磨損。

接下來我們再看這款變速器匹配在不同車型時用戶的使用情況，其實從雙離合器變速器本體來看它應該是類似于使用在運動型跑車上更為合適，所以從駕駛模式及換擋模式上都趨于動感風格。但在國內的車型標定中換擋程序上仍然是以節油環保為主，也就是以經濟模式為主，同時最為主要的是國內的大部分用戶在駕駛習慣上仍然是以小加速踏板為主，因此開車方式比較柔和，這種駕駛模式特別是在低速起步階段由于踩加速踏板較輕，使離合器摩擦片長期處于較低的磨損狀態，理論上講該狀態勢必有利于延長離合器的使用壽命，因為摩擦小磨損就少。但殊不知由于摩擦小、產生的熱量低，從而導致離合器摩擦片表面上的玻璃纖維長時間得不到足夠溫度的溶解而是繼續附著在摩擦片的表面上，從而改變了摩擦片的摩擦系數因此就出現所謂的“2擋抖動”現象。

既然摩擦片表面的摩擦系數出現了問題，那么為什么偏偏表現在2擋抖動呢，而其他擋位(1、3、4、5、6、7擋)為什么就不抖動呢？其實這并不難理解。當車輛運行在2擋時，整個傳動系統固有的振動頻率是25Hz左右(以1.4T車型為例)。在以2擋滑行再次給油時，發動機轉速達到1 500r/min時(即25Hz左右)，傳動系統的振動頻率恰與發動機的振動頻率重疊導致整個系統發生振動。其實理論上講1擋也應該有抖動現象，但由于1擋的固有振動頻率低，而發動機轉速上升后的情況根本不會激發1擋下的傳動振動，另外1擋在擋位上的運行時間較短，還沒來得及振動就換到2擋了。剩下的擋位就不言而喻了，由于其他擋位相對較高因此需要的發動機輸出扭矩也高，再加之車輛行駛的慣力，離合器摩擦片已完全接合沒有過大的滑動，因此沒有打滑更不會抖動了。

對于2擋的抖動我們可以通過以下方法來驗證：首先確定有2擋抖動故障的車輛后，使用駐車制動和腳制動掛上倒擋(目的是讓K2離合器工作)嘗試輕踩加速踏板重復多次(相當于AT變速器的失速試驗)，切記操作時間不宜過長否則會燒離合器片。最好利用診斷儀通過數據流98組第四項(K1最高溫度)和118組第四項(K2最高溫度)不能超過350℃；接下來進行多次急加速，最好能強迫降擋的方法開車。利用該方法可減輕故障現象的發生。

2.廠家的解決方案

在硬件上開發出新材料的摩擦片，這當然歸功于德國LuK的工作。因此從2011年12月20日起離合器零件號從0AM 198 141 K(適用于1.4TSI和1.6L)和0AM 198 141 NV(適用于1.8TSI)更改為0AM 198 140 C，故障基本全部解決了。當然新摩擦材料的離合器會不會出現其他問題還需要長時間使用中對后續的觀察。另外在軟件上廠家也開發出新的軟件，該軟件在檢測到傳動系處于抖動的臨界點狀態后，會直接提高離合器的打滑轉速，即提高了摩擦和熱量，盡快溶解掉離合器摩擦片表面的未被溶解的玻璃纖維層，從而更正了離合器的摩擦系數，從而達到不換離合器而消除2擋抖動的目的。現在的37G7升級程序(2012年3月9日開始)就有這個功能。有專家提議人為的提高摩擦是會降低離合器的使用壽命的，但這個從軟件上已保證需要才增大打滑量，與外國駕駛方式一樣，因此離合器的壽命基本不會受到影響的。

二、升擋抖動

理論上講升擋抖動應該叫升擋闖車或升擋聳車更為合適。主要現象是表現在變速器在升擋的瞬間發生了沖擊，影響了車輛舒適性。DQ200的升擋沖擊大部分都表現在低擋位，一般1-2擋和2-3擋最多。對于變速器升擋沖擊的根本原因涉及較多方面，針對DQ200來說我們重點從以下幾點來分析和說明。

1.離合器的特性曲線錯位引起升擋抖動

我們都知道DSG變速器其實就是兩個手動變速器組合在一起的產物，隨著離合器的使用摩擦片隨著磨損會越來越薄，離合器踏板也會隨之變高了。手動擋的車一般可以通過調整離合器的高低來抵消由摩擦片磨損引起的離合器踏板高度的變化，那么對DSG變速器來說其離合器又怎么辦？在DQ200內部也有一個自調節機構，它可以隨著離合器的使用對自身的間隙適時進行自動調整。自我調整還不夠還要讓機電單元J743清楚它發生了調整，因此就要讓J743獲取離合器現有的工作曲線。

其實問題就出現在機電單元J743學習離合器的特性曲線時需要一定的工作環境，例如車輛要處于一定時間的加速狀態。但目前的離合器特性曲線學習程序是按照德國道路狀況來設計的，這就導致在國內出現了學習不到正確的離合器工作曲線的情況。既然J743采集的離合器特性曲線都不正確，就別想能夠正常工作了。因此當車輛出現了掛D擋不走車或者只有踩加速踏板才會走的情況，并且在低擋位都出現了升擋抖動，那就極有可能是離合器的特性曲線出錯了。新的升級程序應該是將學習里程從5 000km縮短(具體多少沒有具體數據)。離合器的學習方法如下：

(1)手動模式4擋行駛，輕加加速踏板持續大概10s左右；換5擋并提速至100km/h，點制動減速至80km/h左右換6擋，加速直到速度升到100～120km/h，重復大概5次。

(2)然后以手動模式7擋行駛也從時速60km開始加油直到速度升到100～120km/h，重復大概5次，一直重復這個過程大約30km。

2.機電單元J743總成(含滑閥箱)的控制離合器的執行器(電磁閥)出現阻塞引起的升擋抖動

此阻塞并不是指電磁閥被卡住，而是電磁閥閥芯在運動的時候到某個位置時，摩擦阻力突然增大，為了克服摩擦阻力電磁閥被動加大控制電流，在克服了靜摩擦力后，閥體的運動不再是平滑的而是沖擊式的。這樣就使離合器沖擊式的閉合導致了扭矩傳遞的不平順性，升擋沖擊就不難理解了。至于電磁閥閥芯的運動受阻原因還不一定十分準確，但一般更換機電單元J743就能解決了。

此類問題在車輛上的表現很特別，也極其明顯。特征就是：1-2擋、3-4擋、5-6擋抖動或者2-3擋、4-5擋、6-7擋抖動，即奇數擋換偶數擋沖擊或偶數擋換奇數擋沖擊。

3.其他原因

當摩擦片被污染或有雜物時(例如油)都會導致升擋沖擊。不過這種情況發生的幾率并不高。至于較多反映的2-3擋的抖動(升至3擋后滑行，快要降至2擋的瞬間急給油，會聽到“咔咔”的打齒聲并感覺到沖擊)，也可以歸納為升擋沖擊。該問題不僅出現在DQ200上，其他變速器也有這種故障情況發生。暫時還沒有合適的解決辦法，只能通過更改行車習慣來解決。

三、“死亡閃爍”

DSG變速器的“死亡閃爍”，在中專業術語中應該叫應急模式，即變速器進入了一種應急模式狀態。那么什么時候會使該應急程序被激活呢？總體來講導致應急模式的主要原因有四點，分別是離合器故障、變速器內部機械元件故障、機電單元總成故障和電控單元故障。

接下來我們先從離合器故障開始進行分析。

1.離合器故障

上文已經描述過DQ200變速器是雙離合器控制變速器，離合器K1控制1、3、5、7擋即奇數擋部分，離合器K2控制2、4、6、R擋即偶數擋部分。正常行駛狀態下會有且僅會有一個離合器閉合，與之相對應的某個擋位和另外一個離合器控制的某個擋位會處于工作狀態，也就是說有一個工作擋位同時也有一個預選擋位。例如：踩加速踏板狀態下，假設車輛處于3擋，此時離合器K1閉合而預選擋位則是4擋，此時離合器K2必須處于打開狀態。

如果離合器K1和離合器K2同時閉合，也就是說同時具備傳遞扭矩的狀態，這和變速器的換擋策略識相矛盾的，此時控制單元會自動進入應急模式。因此變速器會強制打開一個離合器讓其所控制的全部擋位都處于空擋狀態，而另一個離合器所控制區域是有效的目的是能夠開到維修站進行檢查維修，這就是其中的一個故障狀態即缺失相應的擋位(要么是奇數擋位或是偶數擋位)。例如電腦強制離合器K2打開，并讓2、4、6、R擋處于空擋狀態。這也是更多用戶反映的一種情況，啟動車掛上倒擋車不能走且擋位指示燈一直在閃。

那么在什么情況下離合器K1和離合器K2會同時關閉呢？在雙離合器工作原理中它與我們原來的手動變速器離合器工作過程是相反的，DQ200的離合器摩擦片的摩擦是靠壓力來實現的且壓力越高摩擦力就越大否則便是相反狀態。由于DQ200的雙離合器非常緊湊，在打開狀態下摩擦片和壓盤之間的距離只有1.0mm左右(機電單元J743可通過位置傳感器適時監控并計算)。及其精密的元件最怕灰塵、異物，所以一般雙離合器意外閉合或有一個意外閉合大多都是進入異物或灰塵導致的。

那么灰塵或異物又是怎么會進入到離合器內部呢？難道DQ200的變速器不是密封的么？首先我們要了解該變速器的外部結構，DQ200變速器有兩個通風口，一個是在上面用于出風，另一個在變速器正前方(車頭方向)用于進風。進風的目的是為了冷卻雙離合器，因為DQ200它不同于濕式控制的DQ250并沒有冷卻油。另外關鍵的是DQ200干式離合器也沒有所謂的離合器溫度傳感器。它的溫度計算是由一個復雜的數學模型進行模糊計算的。在進風口處加裝了一個蓋子名叫防塵蓋。加裝了蓋子降低了冷卻效果，甚至導致高溫燒損離合器。這些問題大眾工程師們也是考慮到的，之所以加裝蓋子說明他們碰到了更為嚴重的問題，即灰塵問題。

灰塵問題主要取決于使用環境，國內的道路環境和歐洲是沒法比的，灰土路太多一輛車行駛途中，塵土飛揚的情況時有發生。當離合器工作的時候，它會和發動機一起轉動，轉速從怠速的650r/min到更高的4 500r/min，此時它像一個風扇一樣把空氣中的灰塵都吸到了內部壓盤中。由于自身結構存在缺陷，導致了灰塵被吸進了離合器后不會被排出，只能越積越多，越積越硬。從而導致了壓盤和摩擦片的距離越來越小，最終使離合器意外的鎖死。

除了這個防塵蓋之外，還有一個最重要的防塵措施，就是在雙離合器上打上通氣孔，讓高速的氣流帶走灰塵，圖1所示為帶通風孔和不帶通風孔的雙離合器。試驗表明，一個打孔的雙離合器的通灰性能是不帶孔的離合器的50倍左右。而現在市場上出現的由于灰塵問題而抱死的離合器的起始里程20 000km。當然這個公里數和汽車所在地的環境有關，環境越好，里程數會越大。現在市場上3萬多臺的雙離合器都不帶防塵功能，沒有打孔。原因很簡單，車輛生產企業在投放市場一年后根據客戶反饋的結果才發現的這個問題，從而做出了相應的改進。而以前那些有缺陷的離合器大眾暫時沒有處理措施。

圖1 帶通風孔和不帶通風口雙離合器對比

2.變速器內部機械零件的故障

變速器內的部件出了什么問題會導致整個箱體處于應急模式？首先我們從換擋的結構和工作原理方面入手。換擋撥叉上固定著一個永磁鐵，永磁鐵的正上方是擋位路徑傳感器。當永磁鐵運動時，磁場會發生變化，傳感器從而能測量換擋撥叉的位置。從而間接的得知現在車處于哪個擋位。當需要換擋的時候，看機電單元上的換擋推桿會推動換擋撥叉前進，由于換擋撥叉和同步器機構相連，從而達到了先同步，再最終完成換擋的目的。

為了達到最舒適的換擋，大眾工程師采用了相對復雜的同步機構。圖2所示為同步器的展開圖，可以看出此同步器由見多的部件組成，且部件上有很多很多齒面和工作面。這對加工工藝和組裝提出了很高的要求。

圖2 同步器展開圖

在“死亡閃爍”的第一部分中已簡單提到了DQ200變速器的工作原理，即通過預掛擋一個擋位，關閉與之相對應的離合器來縮短換擋時間。由于換擋相對復雜的結構，任何一個零件出問題都會導致完不成換擋過程。以下幾種情況也能夠引起應急模式：

(1)永磁鐵掉落、破損以及被鐵屑覆蓋。當永久磁鐵掉落后會導致機電單元上的傳感器檢測不到磁場信號，從而不能準確的確定擋位是掛上還是脫下狀態，為了保護變速器從而進入應急模式。變速器在使用過程中機件的磨損也會掉落或多或少的鐵屑，鐵屑隨著變速器油在殼體內的飛濺被永久磁鐵吸附，從而覆蓋在磁鐵上并改變了磁場強度，最終導致電腦測量不到準確的換擋同步器位置，一樣也會導致車輛進入應急模式。

(2)撥叉問題。在0AM變速器撥叉上有黑色的塑料，該設計是為了避免撥叉與同步器機構的磨損。但塑料也有自身的缺點即機械強度不夠，容易出現裂痕并脫落。當塑料脫落后會導致撥叉不能順利的推動同步器，最后還是要進入應急模式。另外對撥叉的精度要求也比較高，其中還包括焊接的位置，其位置存在過大偏差也會導致在推動同步器時候阻力過大。當阻力過大時機電單元會嘗試連續驅動五次，當第五次還未推動被卡住的撥叉時也會進入應急模式。此時的幾點會記錄此報錯時箱體的狀態，并給出相應的故障碼。

(3)同步器的中間環是通過摩擦來逐漸增大傳遞扭矩的。給中間環鍍層也是一個要求相當嚴格的工藝。當鍍層不合格時，中間環不僅起不到正常的摩擦作用，反而由于摩擦過大產生大量的熱量，使其自身變形，卡住同步器，結果一樣也會導致變速器進入應急模式。