大眾雙離合自動變速器常見故障與控制技術

張華偉

（廣東松山職業技術學院，廣東韶關 512126）

0 引言

雙離合變速器具有卓越的性能，但其本身結構相對復雜，一旦出現故障維修比較麻煩，掌握其工作原理和控制技術，對雙離合變速器維修很有必要。從長期來說，國內雙離合變速器的獨立研發更利于提高企業競爭力和生存能力。

1 DSG工作原理與技術特點

1.1 工作原理

DSG（Direct Shift Gearbox）雙離合自動變速器[1-3]，總共有2 個離合器，一個離合器（1 號離合器）控制奇數擋和倒擋，另一個離合器（2號離合器）控制偶數擋；當撥擋桿在奇數擋時，1號離合器與動力輸入軸聯接，輸入軸1工作，離合器2分離，輸入軸2不工作；同樣，當撥擋桿在偶數擋時，離合器2 與動力輸入軸2 聯接時，離合器1 與輸入軸1 分離，這樣整個工作過程總有兩個擋位相聯接，一個正在工作時，另一個則在隨時準備著下一次換擋。假如正在工作的擋位和需要跳轉的擋位處于同一個離合器上，那么轉換的時候會先跳到另外一個離合器上再跳回原來的離合器上，如果離合器正在工作的擋位和需要跳轉的擋位不屬于同一個離合器控制的，那么就可以直接跳躍降到選定擋位。

理論上，手動變速器的傳動效率比自動變速器高，自動變速器的舒適性比手動變速好，而DSG 不但擁有二者的靈活及舒適，還可以提供換擋不中斷的動力輸出，這與傳統變速器控制的離合器原理完全不同有關。

手動變速箱只有一套離合器，換擋時，必須踩下離合器腳踏，以實現不同擋的齒輪作出嚙合動作，而這一過程，輸出動力就有所間斷。DSG 則可以想象為建立在單一的系統內的兩臺手動變速器的功能合成，在電子控制及液壓推動下，實現了兩組離合器能同時控制的運作。當變速器工作時，不同組的齒輪嚙合，需要換擋時候，另外一組預選，這樣就保證了至少有一組動力傳動次輪在輸出動力在整個換擋期間，以實現動力的無縫銜接。

要實現以上工作行程，DSG 的傳動軸就要分為實心和空心傳動軸兩根軸，實心傳動軸連接了奇數和倒車擋，空心傳動軸連接偶數擋，兩組離合器各自負責一條傳動軸的嚙合傳動，動力就實現無間斷傳遞。目前，多采用由液壓系統來控制的油槽膜片式的離合器，以延長零部件的使用壽命。相對于手動變速器（MT）和傳統自動變速器（AT），因換擋之前下一擋的預嚙合的離合器，時間降幅非常大，因此DSG 的換擋速度非常的快。

在真實駕駛實驗中，DSG 車輛整個換擋過程感覺非常平順，只能在儀表盤看到擋位的變化顯示。此外，DSG 換擋時間大幅降低，使得駕駛產生跑車感覺，還可以實現自動模式和手動模式的切換，實現動感駕駛。高速彎道行駛時，還能實現油門自動增加的手動換擋樂趣的切換。

1.2 技術特點

雙離合變速器雖然集合MT 和AT 的優勢，通過采用2 套離合器，替換了AT的液力變矩器，通過相互交替工作，實現了擋位更換過程動力的無間斷傳遞。在執行的過程中，在得到換擋桿指令之后，DSG 首先迅速向發動機發出信號，在各種傳感器和執行元件的閉環系統下，曲軸轉速迅速上升，預先嚙合的次輪迅速嚙合，相對應的離合器退出結合，以此實現升擋過程，其余升降擋動作以此類推。

雙離合變速器沒有液力變矩器，因此動力傳遞的消耗就比較小，雙離合器里的兩組離合器互相交替傳遞動力，因此換擋時間極短，使得發動機動力輸出中斷間距更小。駕駛員能感受到換擋的速度較快，平順性較高，動力無中斷感，發動機的動力性能輸出占比高，汽車整體性能更好。普通自動變速器使用液力變矩器相比于雙離合自動變速器，后者換擋更加直接，動力性能更好，燃油經濟性可以提高10%以上。

2 大眾6速濕式雙離合變速器

2.1 濕式雙離合變速器控制技術

濕式雙離合變速器其雙離合器中的1塊主動離合片和2塊從動離合片被安裝在充滿液壓油的密閉油腔中。由于液壓油的存在使得濕式雙離合變速箱有更好的調節和散熱能力，而且能傳遞更大的扭矩。濕式DSG 雙離合變速器在執行換擋時，完成的主要就是這兩個離合器之間的自由切換控制，采用的是“疊加控制”，在執行這樣的控制策略過程中，會帶來微不足道的干預感(干涉力)。2個元件出現在重疊點時，由于重疊時間短、重疊扭矩不高因此對元件本身不會產生很大的危害，但重疊不足或過度重疊時，換擋品質和元件本身都受到影響，這就對控制精度及精準性提出了很高的要求。

2.2 濕式雙離合變速器的結構

濕式雙離合變速器上部設計了ATF 油濾清器和單個ATF油散熱器。自動變速器前端布置2組離合器，2根輸入軸分別與之相連接，內部齒輪、同步器同傳統手動變速器類似，不同之處是電液控制單元將閥體和、控制單元連在一起，提高操作控制的集成度。

濕式DSG 雙離合變速器內部結構可以看成類似三軸式手動變速器結構，其中一根輸入軸套于輸入軸之上，通過花鍵與對應離合器連接。不同的動力軸分別對應高擋位和低擋位齒輪，兩個離合器采用整體式設計，結合和分離原理與傳統的AT是一樣的。

3 大眾干式7速雙離合變速器

3.1 干式雙離合變速器的特點

大眾汽車7 速雙離合變速器，變速器頓挫感控制、舒適性、換擋沖擊等方面的性能出色，主要配備在扭矩較小的車型上，如高爾夫、途安、速騰、帕薩特、朗逸等。DSG 變速器靠機械齒輪嚙合傳動，而普通自動變速器靠液力變矩器傳動，因此干式雙離合變速器動力傳遞更加直接，傳動效率在90%以上，和普通手動變速器不相上下。且DSG 憑結構優點，能把換擋速度縮小在零點幾秒內，即使技術最好的賽車手換擋，也比不過DSG 的換擋速度，而且車輛的加速性能有了巨大提升。

其實對于汽車雙離合自動變速箱而言，無非是體現平順性、加速性和油耗3方面。而雙離合的出現，則正好在這3方面對傳統AT和CVT無級變速形成了沖擊。而作為首批使用雙離合變速器的車企，經歷了多年的調試和市場驗證，DSG 也慢慢地獲得了市場的認可。

3.2 干式雙離合變速器結構及工作原理

干式雙離合變速器主要采用三軸式齒輪結構和2 個多片式離合器以及電控液力控制換擋控制機構組成，與傳統變速器的不同之處甚廣[4-6]。雙離合變速器的換擋機構也是由兩個獨立控制的離合器組成，分別傳遞動力給變速器的兩根輸入軸，結構布置和濕式離合器比較類似，只是在控制結構方面有所不同。

干式雙離合變速器工作原理：車輛在掛上奇、偶數擋行駛時，相應離合器結合，對應輸入軸工作，另外一套離合不結合，但是齒輪出于預嚙合狀態；需要進行換擋時，以極短的時間切換離合器工作，實現平穩地換擋，這樣工作過程基本和濕式雙離合類似。

3.3 干式雙離合變速器控制技術

以常見大眾0AM 型7 速干式DSG 雙離合變速器為例，因缺乏應急模式的安全中斷功能，只有在某些特定工況下，僅能通過某個離合器的控制[4]，實現行車功能（倒車擋位除外），這主要是由于在液壓控制系統中，主油路油壓僅僅取決于由單一直流電動機驅動油泵，控制系統僅采用1個壓力傳感器，這樣控制系統壓力升高或降低主要是利用常規安全閥、限壓閥和單向閥等純機械式閥門。

4 大眾DSG雙離合變速器故障分析

4.1 濕式雙離合變速器故障分析

大量的維修實例證明，濕式控制的大眾DQ250(02E)型DSG 變速器(6 速)的常見故障主要原因是電子液壓模塊及雙離合器本身，主要故障表現在起初主要出現在大排量車上，后期小排量的車型上發現了類似的問題，工作過程頓挫感明顯，換擋異響，個別擋位不能夠行駛，發動機轉速自行升高或無法加速[7-9]。

4.2 干式雙離合變速器故障分析

雖然雙離合技術出現很早，而且市面大量使用，但是由于雙離合技術的不成熟，問題還是頻頻出現，最主要原因是控制模塊收到油液溫度傳感器的錯誤信號后啟動了保護模式，使得正常行駛的車輛出現了動力中斷，危及行車安全。

當車輛正面撞擊時，由于離合器處于接合狀態，使得撞擊力的作用力產生的反作用力傳遞給發動機機體內部，同時離合器產生尺寸變化，ECU 將會檢測行程位置與設定值之間存在較大偏差，此時應急模式被錯誤啟動，以致車輛不能正常行駛，維修帶有這一類型DSG 事故車輛時，對離合器的檢查和調整顯得尤為重要。

維修注意事項有兩個問題：（1）正常更換機械部件，電子模塊或外殼如果是機械電子模塊，需要使用專用診斷儀器位置去除機械和電子模塊中的同步器，4個換擋撥叉都是切換到中間位置，才可以成功移除機械電子模塊；（2）當機械和電子模塊本身無法使用診斷儀器執行此功能時，需要手動將所有同步器和4個換擋撥叉移動到N位置，并測量實際結果信息之前拆除模塊。

5 降低雙離合變速器故障率

5.1 濕式雙離合變速器與干式雙離合變速器的區別

（1）工作環境

干式雙離合與濕式雙離合器的區別在于兩者不同的離合器片[10]。濕式雙離合器片，是指離合器片浸泡在變速箱油液里，而干式雙離合的離合器片直接與發動機飛輪接觸。

（2）技術成熟度與可靠性

濕式雙離合由于離合器片工作在液壓油中，油液起到了一定的散熱效果，所以使用起來更為穩定。干式雙離合因為散熱不好，在擁堵的市區容易出現離合器片高溫甚至是燒蝕的風險。在這一層上說，濕式雙離合變速箱技術成熟度要高。此外，濕式雙離合結構復雜，制造成本高，再就是其動力傳遞效率不如干式的高。

雙離合器是汽車變速器的一個動力傳遞和切斷的機構，相當于發動機與變速器動力傳遞的開關，在DSG 里，這個動力開關由ECU 控制，還能防止傳動系統載荷過大，減小變速齒輪受到的沖擊剪應力，一般變速器在進行換擋時，離合器分離，動力被中斷，動力輸出被浪費掉了。雙離合就可以避免這個現象。

普通手動變速器只有1 個離合器，換擋時踩下離合器踏板，發動機動力輸入與變速器動力輸出中斷，每次換擋時都有動力中斷的現象，因此動力輸出效率比不上雙離合變速器。

5.2 濕式雙離合變速器故障率降低措施

濕式雙離合變速器由于離合器片工作在液壓油中，油液起到了一定的散熱效果，所以使用起來更為穩定。干式雙離合因為散熱不好，在擁堵的市區容易出現離合器片高溫甚至是燒蝕的風險。在這一層上來說，濕式雙離合變速器技術成熟度要高。故障率相對于干式雙離合變速器要低，故障點主要在電子液壓模塊及雙離合器本身。變速箱最好定時更換一下變速箱內部的油液，長時間不換，油液潤滑度不夠導致機械運轉時磨損，長此以往油液慢慢變黑，濾網過濾性能降低同時變速箱內部零件也磨損導致變速箱出現故障。

5.3 干式雙離合變速器故障率降低措施

作為干式雙離合變速箱，它的最大問題就在于如何保證良好的散熱，這也是干式雙離合器的致命弱點。干式雙離合變速箱與傳統的自動變速箱相比，它的弱項在于擁堵路段頻繁的起步換擋跟車的時候，自動變速器的車子不會有什么問題，而干式雙離合的車子，會因為頻繁的起步跟車，擋位不斷的在1-2-1 之間來回切換，短時間內頻繁的擋位切換，將使得變數器油溫上升，嚴重時導致變數器損壞[11-13]。

為此在日常駕駛時需做到以下幾點：車輛起步時避免大腳油門，盡量避免暴力駕駛；在長時間等紅綠燈或原地停車時，腳踩剎車掛在N 擋上，然后松開剎車，拉手剎車制動。這樣可以保證變速箱的離合器處于休息狀態，把磨損降低到最小。

在遇到國內一些比較擁擠的路段時，需要頻繁起步跟車，擋位不斷在1-2-1 之間來回切換，為防止短時間內頻繁的擋位切換，推薦使用手動模式避免擋位來回切換。或者推薦使用運動模式前行，由于運動模式（S擋）下的變速箱換擋契機相對普通模式會延后，待發動機轉速提高到一個更高的標定后才會換擋，同樣也避免了擋位不斷在1-2-1 之間來回切換，只需將轉速保持在2 000 r/min 左右，龜速跟車前行，這樣做即保證了車輛的平順性，同時又很好地保護了變速箱。

6 結束語

濕式雙離合變速器其雙離合器中的1塊主動離合片和2塊從動離合片被安裝在充滿液壓油的密閉油腔中。由于液壓油的存在使得濕式雙離合變速箱有更好的調節和散熱能力，而且能傳遞更大的扭矩。干式雙離合變速器其雙離合器是依靠兩塊從動盤上的摩擦片來傳遞扭矩的，因而扭矩傳遞效率更好。由于節省了液力系統及省去了離合器液壓油，因而變速箱整體重量更輕，燃油經濟性更好。

通過對大眾雙離合自動變速器原理的分析，對常見故障與控制技術歸納總結，將對維修雙離合變速器起到很好的作用。當然，汽車技術在不斷的進步，新的科技很快用到汽車上，只有保持對新技術不斷追求的熱情，才能適應汽車新技術發展。