第二章　大众02E DSG自动变速器结构原理

第一节　大众02E DSG自动变速器结构

一、大众02E DSG自动变速器四驱结构

发动机扭矩由双质量飞轮借助于花键传递到双离合器的输入毂上。从双离合器开始，根据具体是在使用哪一挡位行车，发动机扭矩就传递到输入轴1或2，然后再传递到相应的输出轴（1或2）。输入轴采用同轴布置形式，且奇数挡位和偶数挡位是混合地分布在两个输出轴上的，这就使得变速器体积小巧，重量也最低。这两个输出轴采用不同的传动比将发动机扭矩传递到主传动的直齿圆柱齿轮上，然后再传递到差速器上（四驱车是传递到圆锥齿轮传动），如图2-1所示。

二、大众02E DSG自动变速器内部结构

大众02E DSG（DQ2506速湿式）双离合变速器的结构主要是由两个多片式离合器、三轴式齿轮变速器以及电液换挡控制机构组成，而其中两个多片式离合器和三轴式齿轮变速器的结构与传统的变速器有较大的差异。如图2-2所示，双离合变速器有两个独立控制的离合器，即离合器1和离合器2，离合器接合后动力分别传递给变速器的两根输入轴1和2，输入轴2空心，输入轴1从其中穿出。输入轴1上装有1挡、倒挡、3挡、5挡齿轮，输入轴2上装有2挡、4挡、6挡齿轮。另有两根输出轴1、2，其中输出轴1上装有输出齿轮1以及2挡、4挡、3挡、1挡齿轮，并装有2/4挡同步器和1/3/倒挡同步器。输出轴2上装有输出齿轮2以及空套有倒挡、6挡、5挡齿轮，并装有倒/6挡同步器和5挡同步器。还有一倒挡轴，其上装有倒挡双联齿轮，其中稍大的齿轮与输入轴1上的1挡齿轮啮合传递倒挡动力。输出轴1、2通过其轴上的齿轮1和齿轮2将动力传递给驱动桥输入齿轮。离合器1负责传递变速器的1挡、3挡、5挡和倒挡的动力，离合器2负责传递2挡、4挡和6挡的动力。

三、大众02E DSG自动变速器双离合器结构

1.双离合器结构

大众02E DSG自动变速器双离合器结构如图2-3所示。

发动机旋转使油产生离心力，这个离心力作用使离合器在接合过程中所需的压力增加，为了离合器接合更加顺利，必须对这个由离心力引起的压力进行补偿，需要利用离合器K1的碟形弹簧与活塞和离合器K2的外片支架形成的腔，以及K2回位弹簧固定片与K2活塞之间形成的腔，向这两个空腔内充油，在发动机高速过程中通过离心力作用产生的平衡油压来进行补偿。

特点：离合器K1用作1挡和倒挡起步离合器，所以该离合器上的负荷要大于离合器K2上的负荷。因此，双离合器就设计成让离合器K1处于外侧这样一种结构，这种结构可以使得离合器K1的直径较大些，也就能传递更大些的扭矩和实现更大的工作能力，这样就可满足各种要求了。

为了能使得换挡过程中需要同步的质量尽可能地小，这两个离合器的衬片归到相应的内片支架上，较重的钢制摩擦片归到外片支架上。

工作特性：最大扭矩为350N·m；最大接触压力为10bar（1bar=105Pa）；最大摩擦功率为70kW；冷却DSG油流量为20L/min。

2.双离合器ATF供给

ATF的供给如图2-4所示，该图表示的是以下两种不同的状态。

①图的上半部表示的是离合器K1已接合的状态。

②图的下半部表示的是离合器K2已接合的状态。

离合器所使用的ATF是由主毂借助于旋转孔来提供的，矩形环用于实现壳体和主毂之间的密封。主毂内的油道将ATF送至相应的位置。双离合器有一套单独的冷却ATF系统，该系统根据需要对离合器进行永久式冷却和润滑。冷却和润滑用油经主毂内的同轴孔被送至离合器K2，压力平衡腔内的油也是从这股油中获取的。如果K1已刚性接合了，那么冷却ATF流经已脱开的K2（未吸收热量），然后流向K1，油在这里完成其润滑和冷却任务后被甩入变速器壳体内。片支架上打有孔，这样冷却ATF就可从内到外流经相应的离合器。衬片的形状和离心力都有助于ATF流经离合器，这样就可以使得冷却ATF的压力相对很低（不需要那么高的压力了），重要的是能保证冷却油量。

3.离合器控制

要想控制离合器K1和K2，需要处理以下信息：发动机转速；变速器输入转速（G182）（即离合器输入转速）；输入轴1的转速（G501）（即离合器K1的输出转速，或分变速器1的输入转速）；输入轴2的转速（G502）（即离合器K2的输出转速，或分变速器2的输入转速）；发动机扭矩；冷却ATF出口温度（G509）（该传感器用于测量多片式离合器的ATF温度）；制动压力。

与双离合器紧密相关的功能：起步；动力流切换；离合器冷却；车辆停止时的离合器控制（蠕动控制）；过载保护；安全切断；微滑控制；离合器自适应。

在车辆起步时，要考虑发动机转速，以便控制离合器。变速器控制单元根据起步特性确定出发动机规定转速，该转速值由离合器扭矩来调节，驾驶员意愿以及各种发动机的扭矩曲线共同确定了起步特性，如图2-5所示。

如果以很小的节气门开度（比如60％）来让车辆起步，那么发动机转速会很慢地提升到邻近的离合器接合点。如果以很大的节气门开度（比如100％）来让车辆起步，那么发动机转速会很快地提升到离合器接合点。

（1）动力切换（重叠）换挡过程分为以下两部分。

①借助于液压操纵的换挡拨叉挂入到分变速器1或分变速器2中的某个挡位上。

②借助于离合器K1和K2来实现分变速器1和分变速器2之间的动力切换。

这个动力切换（1挡到6挡）是通过离合器K1和K2之间所谓的“换挡重叠”来实现的。也就是说，在动力切换过程中，正在传递动力的离合器（在本例中是K1）仍以已经降低了的压紧力在传递着动力，直至正在接合的离合器（在本例中是K2）开始传递发动机扭矩。

在升挡时发动机扭矩会短时降低（图2-6），在降挡时发动机扭矩会短时升高，这样会有助于换挡。在每种操作情形下，离合器必须被控制在一个相对稳定的状态下，并且贯穿整个使用周期，因而，离合器控制阀的控制电流与离合器扭矩之间必须进行不断的调整和适应。离合器的摩擦系数是不断变化的，离合器摩擦系数的主要影响因素有ATF（质量、老化、油位）、ATF的温度、离合器温度、离合器打滑量。通过离合器微量打滑来探查并储存离合器控制与扭矩之间的关联性，从而为弥补这些因素的影响提供依据。

（2）离合器的动态压力平衡控制　在发动机转速较高时，因旋转运动的作用，离合器压力腔内的油承受了很大的离心力作用。这个离心力导致离合器压力腔内的压力沿半径最大方向递增，我们把这种情况称为“动态压力形成”。在实际工作中，人们并不期望这种动态压力出现，因为这会额外地增大压紧力，使得压力腔内的压力无法按规定来升、降。为了保证离合器K1和K2按规定接合或者脱开，当发动机转速升高时，在各自的压力平衡腔内都会发生一个动态压力平衡（补偿）过程，如图2-7所示，于是就可以精确控制换挡过程了，同时换挡舒适性也有显著提高。由于在发动机转速较高时，无法控制离合器的接合，所以压力平衡腔内的泄漏会导致离合器及同步机构损坏。

离合器动态压力平衡控制的工作过程如下。

活塞的两面都作用有ATF压力，这是由另加的ATF腔（压力平衡腔）来实现的，压力平衡腔内的ATF压力作用在活塞的另一侧；因此离合器K2就有一个挡板，该挡板与活塞K2构成了压力平衡腔K2，对于离合器K1来说，离合器K2的外片支架同时就起着挡板的作用；压力平衡腔内充注的是冷却用ATF，其压力很低，压力平衡腔内充注的ATF所受到的作用力（动态压力形成）与压力腔中的作用力是相同的，于是压力腔内的压紧压力就处于平衡（稳定）状态了。