雙離合器變速器

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雙離合器變速器(Dual Clutch Transmission，DCT)

　　雙離合器變速器又稱為直接換擋變速器(Direct Shift Gearbox，DSG)，是大眾公司技術，雙離合器變速器沒有變矩器，也沒有離合器踏板，用偶數擋6擋，由兩組離合器的相互切換完成擋位轉換，是一種3軸式6前進擋傳統齒輪變速器。雙離合器變速器可以使變速器相鄰兩個擋位的齒輪同時嚙合，然後通過兩組離合器之間的切換完成換擋。前一個離合器還沒有切斷時，後一個離合器已經準備好進入，使得變速反應十分靈敏，縮短變速延時時間，實現快速變速。由於換擋過程不用中斷動力傳遞，換擋時間只是手動變速器的1／2，車輛在加速過程中沒有動力中斷的感覺，換擋的平順性猶如無級變速器，使車輛加速更加強勁和圓滑，百公裡加速時間明顯比手動變速器要快。由於這種系統是通過離合器傳遞動力的，而不是依靠自動變速器中的變矩器，故結構簡單，動力傳遞損失小，油耗較低。

　　DSG的機械部分主要包括多片濕式雙離合器和三軸式齒輪變速器，如圖所示。

　　DSG有兩根同軸心的輸入軸，外輸入軸空套在內輸入軸外面。內輸入軸與離合器K1相連，內輸入軸上的常嚙齒輪分別與一、三、五擋齒輪相嚙合；外輸入軸為空心軸，與離合器K2相連，外輸入軸上的常嚙齒輪分別與二、四、六擋齒輪相嚙合；倒擋齒輪通過倒擋軸齒輪與內輸入軸的常嚙齒輪嚙合。也就是說，離合器K1負責一、三、五擋和倒擋，離合器K2負責二、四、六擋。當使用不同擋位時，相應離合器接合及接合套動作。

　　在一擋起步行駛時，離合器K1接合，一、三擋接合套右移與一擋齒輪接合，動力傳遞路線如下左圖所示的粗線，通過內輸入軸到一擋齒輪，再通過中間軸傳遞到差速器輸出。同時，圖中二、四擋接合套已經左移與二擋齒輪接合，表示二擋已經被選中，但由於此時離合器K2是分離的，所以二擋的動力傳遞路線實際上並沒有進行動力傳遞，只是預先選好擋位，為接下來的升接作准備。

　　當需要升入二擋時，離合器K2接合、K1分離，由於二擋齒輪事先已經接合，變速器自然進入二擋、退出一擋，動力傳遞路線如上右圖所示的粗線。同時一、三擋接合套預先左移與三擋齒輪接合，為升入三擋作准備。

　　其他擋位的工作情況與之類似。

　　1)它沒有變矩器，也沒有離合器踏板。由液壓控制的濕式雙離合器系統代替了變矩器，其中的離合器I負責控制奇數齒輪和倒擋齒輪，離合器2負責控制偶數齒輪，實際上可以說這是由兩個平行的變速器配合組成的一個變速器。

　　2)它在傳動過程中的能耗損失非常有限，大大提高了車輛的燃油經濟性。3)它的反應非常靈敏，具有很好的駕駛樂趣。

　　4)車輛在加速過程中不會有動力中斷的感覺，使車輛的加速更加強勁、圓滑。百公裡加速時間比傳統手動變速器還短。

　　5)它的動力傳送部件是一臺三軸式6前進擋的傳統齒輪變速器，增加了速比的分配，DSG變速器的多片濕式雙離合器是由電子液壓控制系統來操控的。

　　6)雙離合器的使用，可以使變速器同時有兩個擋位嚙合，使換擋操作更加快捷。DSG變速器也有手動和自動兩種控制模式，除了變速桿可以控制外，轉向盤上還配備有手動控制的換擋按鈕，在行駛中，兩種控制模式之間可以隨時切換。

　　7)選用手動模式時，如果不做升擋操作，即使將加速踏板踩到底，DSG變速器也不會升擋。

　　8)換擋邏輯控制可以根據駕駛員的意願進行換擋控制，在手動控制模式下，可以跳躍降擋。

　　9)它有一個由兩組離合器片集合而成的雙離合器裝置，同時有一個由實心軸及其外部套筒組合而成的雙傳動軸機構，並由電子及液壓裝置同時控制兩組離合器及齒輪組的動作。在某一擋位時，離合器1接合，一組齒輪嚙合輸出動力，在接近換擋時，下一組擋段的齒輪已被預選，而與之相連的離合器2仍處於分離狀態；在換入下一擋位時，處於工作狀態的離合器1分離，將使用中的齒輪脫離動力，同時離合器2嚙合已被預選的齒輪，進入下一擋。在整個換擋期間能確保有一組齒輪在輸出動力，從而不會出現動力間斷的狀況。

　　1．燃油經濟性更高

　　在城市擁堵路況條件下手動變速器頻繁換擋，和在冰雪路面坡起所帶來的疲勞和緊張感，使部分非專業駕駛員對手動變速器望而卻步。自動變速器的換擋連貫性和操作便利就像傻瓜照相機一樣很快就被非專業駕駛人所接受：但是在擁擠的市區低速行駛，變矩器沒有進入鎖止工況，使油耗高於手動變速器。無級變速器沒有變矩器，既具有換擋連貫性和操作便利的優勢，油耗也和手動變速器持平；但大負荷、急加速時動力傳遞不是很順暢。

　　雙離合器變速器不需要變矩器，也就沒有液壓傳遞轉矩的動力損失。基於機械變速器結構，繼承了其高傳動效率的優點，在換擋過程中對牽引力幾乎沒有影響，微小的液壓功耗損失和極短的換擋時間，產生無間歇的動力輸出，使整個換擋過程達到了高效率，從而降低了燃油能量的損耗，自然就提高了加速性和車輛燃油經濟性。同時，DSG沒有自動變速器的液力變矩器和無級變速器的帶勝傳動裝置，進而具有轉矩損失少、傳動效率高的特點。更高的傳遞效率，意味著更高的燃油經濟性。以福特公司與德國供應商格特拉克共同開發的雙離合器變速器為例，其燃油效率可比4速自動變速器提高12％左右。

　　2．加速過程更強勁

　　雙離合器變速器既繼承了手動變速器的結構簡單、安裝空間緊湊、質量小、傳動效率高、製造成本低等許多優點，又融合自動變速器不間斷動力、迅速平穩換擋的良好特點，省略了傳統手動變速器的離合器踏板和自動變速器的變矩器。雙離合器變速器沒有變矩器，用兩組離合器的相互切換，傳遞動力是機械的齒輪傳遞，和自動變速器相比沒有液壓傳遞的摩擦損失，所以其換擋平順性和節油兩個方面都居於各類變速器之首。其中，多片濕式雙離合器是由位於變速器左側的電子控制液壓系統來操控的，因此它的反應非常靈敏，換擋動作十分快捷。例如變速器2擋，發動機轉速4000r／min時換入3擋，完成換擋後發動機轉速馬上回到3500r／min，整個換擋過程瞬間完成，哪十白是專業賽車手在換擋速度上也無法與其相比。雙離合器變速器從起步到緩慢加速也會有一點點扯動的感覺，但非常輕微，行駛起來後換擋過程中的前後竄動感就幾乎感覺不到了。

　　雙離合器變速器的應用，令車輛在加速過程中不會出現動力中斷的狀況，使加速更加強勁、平順，而裝備有DSG的車輛0—100km／h加速時間比裝備傳統手動變速器的車輛還要短，同時擁有手動變速器工作可靠和自動變速器的便利和換擋過程不中斷動力傳遞的雙重技術優勢，因此，將是今後變速器技術發展的主要方向。

　　DSG換擋過程就相當於兩台同步切換的機械變速器，雙離合器變速器可以使變速器相鄰兩個擋位的齒輪同時嚙合，然後通過兩組離合器之間切換完成換擋。前一個離合器還沒有切斷時，後一個離合器已經準備好進入，使變速反應十分靈敏，縮短變速延時，實現快速變速。由於換擋過程不用中斷動力傳遞，換擋時間只是手動變速器的1／2，車輛在加速過程中沒有動力中斷的感覺，換擋的平順性猶如無級變速器，使車輛加速更加強勁和圓滑，百公裡加速時間明顯好於手動變速器。由於該系統是通過離合器傳遞動力，而不是自動變速器中的變矩器，結構簡單，動力傳遞損失小，油耗較低。DSG可以比自動變速器更加平順地換擋，不會有遲滯現象。如布加迪EBl6．4威航的新型7速變速器是裝置了雙離合器，從一個擋位換到另一個擋位，時間不會超過0．2s。所以，DSG換擋過程更為流暢，加速也更為強勁。實際測試也證實，DSG車的百公裡加速時間比傳統手動變速器還短。此外，DSG在換擋過程中還能夠實現微小的液壓功率損失和極短的換擋時間，使得整個換擋過程達到最高效率，從而降低了能量的損失，提高了車輛的加速性能和燃油經濟性。配備DKG變速器的寶馬M3Coupe其從靜止加速到100km／h縮短到了4．6s，相比手動變速器快了0．2s，百公裡油耗減少到11．9L。

　　3．駕乘舒適性更高

　　自動變速器前一個擋位的退出，後一個擋位的進入必須同步進行。如換擋點不同步或離合器和制動器結合速度過快，會發生換擋衝擊，換擋衝擊和摩擦片燒蝕，是自動變速器最容易發生的兩個故障。無級變速器在行駛過程中實現無級變速，不會換擋衝擊。但如果前進擋離合器和倒擋制動器，特別是倒擋制動器工作油壓較高或制動器自身其他問題，在起步時如控制不好會發生換擋衝擊。

　　雙離合器的誕生使換擋j中擊現象成為了歷史。駕駛員也可以選擇完全自動模式，從而將所有換擋工作交給電腦完成。在這種模式下，駕駛體驗非常類似於普通自動擋車。由於雙離合器變速器獨創性的雙軸構造使奇數擋和偶數擋分離，可以“逐漸退出”一個擋位，並“逐漸進入”另一個擋位，因此減少了換擋j中擊。更重要的是，換擋是在負載下完成的，因此可以始終維持動力輸出，提前完成了兩個不同轉速元件間的摩擦同步的步驟，通過兩套動力傳遞路線進行交錯傳遞，達到所有手動變速器、自動變速器和無級變速器難以達到的換擋速度。

　　除了變速桿外，轉向盤上還配置有手動控制換擋按鈕，在行駛中兩種控制模式可以隨時切換。選擇手動模式，換擋邏輯可以根據駕駛員意願進行控制，如果不做L位操作，即使將加速踏板踩到底，變速器也不換擋。在手動模式下，可以跳躍降擋。DSG內部的齒輪變速機構與機械變速器相似，這便為多擋DSG提供了良好的產業基礎。現在已經推出的DSG產品，基本都是6速變速器，部分公司也在開發基於7速的DSG。豐富的傳動比(擋位)選擇，加上DSG無轉矩中斷的特點，使得DSG車的換擋過程更流暢、平滑，車輛的駕乘舒適性也更高。

　　事實上，既有傳統機械變速器高效率、低成本優點，又能實現平穩、流暢自動換擋的雙離合器變速器DSG，已經備受業界青睞，並被廣泛認同為電控機械式自動變速器(即AMT)的新一代產品。

　　4．換擋平順性好

　　作為DSG心髒的7速乾式雙離合器工作原理很簡單：其中一個離合器和變速器的奇數擋輸入軸相連，負責控制1擋、3擋、5擋和7擋；而另一個離合器則控制著偶數擋位輸入軸，負責控制2擋、4擋、6擋及倒擋。舉例來說，當車輛在2擋行駛時，3擋已經處於掛擋狀態(只是奇數擋輸入軸離合器沒有嚙合)；當偶數擋位離合器斷開連接的同時奇數擋位的離合器立即接入下一擋位，實現了幾乎無中斷的換擋操作。整個換擋過程快速、平順，不會出現轉矩中斷的現象。換擋通過電液操控機構完成，駕駛人幾乎感覺不到換擋和單個離合器的斷開和閉合，沒有換擋j中擊，舒適性好，還能明顯的降低油耗。

　　綜上所述，DSG具有傳輸效率高，轉矩損失小；換擋平順、快捷，駕駛舒適性高；經濟性好，燃油消耗低，可節省燃油最高達l5％；在提高動力性的同時，可提供駕駛舒適性和很好的駕駛樂趣。

　　5．雙離合器變速器適配範圍寬

　　雙離合器變速器的應用是沒有限制的，它可以用到任何發動機上，從很小到很大，完全沒有限制，最小可以用到0．6L的車型上。現在最大的是用在發動機功率為220kW的布加迪車上。2008年歐洲城市越野車(SUV)也開始使用到雙離合器變速器。和無級變速器(CVT)相比，CVT和傳統的變速器如果速度快了，或者負荷高時動力傳遞就不是很順暢，而且CVT不能配柴油機，所以無級變速器和雙離合器變速器相比是受到一定限制的。

　　DSG的核心技術掌握在美國博格華納和德國舍弗勒集團手中。其中博格華納是大眾第一代6速、濕式雙離合器DSG(大眾的DSG)關鍵技術的提供者，2003年博格華納和大眾／奧迪公司共同推出雙離合器變速器，這是全球首例市場化的雙離合器變速器。2007年博格華納推出DualTronic(雙離合自動濕式離合器)。4轉矩輸入花鍵軸ATF油泵博格華納預計其濕式雙離合器系統的產量將從2007年的42．5萬個增長到2012年的250萬個。

　　6．維修方便

　　雙離合器變速器日常保養除了換油外，其餘維修主要是總成更換，即雙離合器總成、電液控制單元總成和油泵總成更換。而且，除離合器總成更換需要拆下變速器外，其餘電液控制單元總成和油泵總成更換都可以就車更換，不需要拆下變速器總成。

　　7．局限性表現為配件成本較高但是就目前的情況來看，雙離合器變速器由於電液控制單元結構比較複雜，雙離合器自動變速器的核心技術在於雙離合器模塊、扭振減振器模塊和控制模塊這三部分，這些模塊是雙離合器自動變速器中的關鍵零部件，相當於雙離合變速器的心臟和大腦，目前只有屈指可數的幾家零部件廠家掌握。維修保養技術上很簡單，但電液控制閥某個部件損壞後需要整體更換。由於還沒有廣泛應用在現代車輛上，所以配件成本較高。

　　離合器出油口溫度感測器G509短路，變速器儀錶板全線飄紅

　　1.故障現象

　　一輛2009款一汽大眾邁騰2．0TSI轎車，裝有雙離合器變速器。據用戶反映，該車起步時偶爾會出現加油時發動機空轉不走車的現象，在等待交通信號燈之後起步時有時故障會出現，有時在正常行駛中加速時出現，故障出現得沒有規律，並且出現故障時儀錶上的擋位指示燈全部變紅且閃爍(見圖)，變速器在D位上只有一個失效保護擋，即只有3擋。

　　2.故障分析

　　奧迪車系的自動變速器儀錶板全線飄紅的原因是空調排水管堵塞，致使其改路，而大眾車系(包括奧迪車系)圖5—25雙離合器變速器儀錶板全線飄紅自動變速控制單元全部位於副駕駛的腳底板處，水流進控制單元後致使內部電器短路，控制單元在進入失效保護的同時，儀錶上也全線飄紅。

　　3.故障診斷

　　首先使用故障診斷儀VAS5052進入網關檢查，各控制單元均無故障碼存儲。結合該車的故障現象，鑒於發動機響應性良好的事實，可以初步判斷發動機工作正常。因為該車行駛里程很短，如果假定變速器機械傳動部分無異常，則發動機失速的原因可以基本歸結為變速器離合器進行了保護性切斷或離合器本身有機械故障。變速器電控系統通過數據流02—08—64組1區提供了對離合器切斷數據的監控。讀取離合器切斷動力傳遞次數為52次，而正常值應為0，這顯然說明離合器進行了保護性切斷。根據DSG變速器的控制原理，離合器油路的切斷一般由以下三方面原因引起：

　　1)安全壓力控制電磁閥N233控制直徑較大的離合器的工作油壓，N371控制直徑較小的離合器的工作油壓。油壓過高時安全切斷，N233失效，變速器只能以2擋行駛；N371失效，變速器只能以1擋和3擋行駛。

　　2)控制單元通過兩個輸入軸轉速感測器G501和G502的信號，並利用離合器打滑的信息，能進一步精確地調節離合器的接合與斷開。

　　3)變速器油溫度感測器G509直接測量離合器油流出口的油溫，根據油溫變化調節離合器冷卻油的流量(濕式離合器最大冷卻油量為20L／min，最大冷卻油壓是2×10⁵Pa)，並採取其他相應措施保護變速器。當油溫超過138℃時，減小發動機輸出扭矩；當油溫超過145℃時，停止向離合器供油，使兩個離合器處於斷開位置，變速器只有一個失效保護擋2擋。變速器油溫度感測器是負溫度繫數熱敏電阻，短路後數據流會顯示150℃以上的高溫。所以，發動機起動後讀取數據流，如果剛起動時離合器油流出口的油溫就超過150℃，則說明G509短路，應更換變速器油溫度感測器G509(見左下圖)。

　　如果是離合器打滑燒蝕，應立即更換雙離合器(兩個離合器必須成對更換)。更換時必須藉助專用工具重新更換壓盤的密封圈，如右下圖所示。

　　裝配前一定要先調整後離合器進油口兩側密封圈的介面位置，介面必須遠離進油口，上下兩側密封圈介面也必須錯開30°角。

　　4.故障排除

　　更換變速器油溫度感測器G509後，反覆路試，監控變速器油底殼溫度感測器G93、離合器出油口溫度感測器G509、控制單元溫度感測器G510這三個油溫度感測器數值基本趨向一致，說明故障已被排除。

　　1.故障現象

　　邁騰轎車變速器掛擋後不走車。

　　2.故障分析

　　該車配置有電子駐車系統，由於凡是配置電子駐車系統的車輛起步前前排人員必須先系好安全帶，如果前排乘客沒有系好安全帶，控制單元會進入保護程式，電子駐車系統不能自動解除，於是就出現掛擋後不走車的現象。

　　3.故障排除

　　前排乘客系好安全帶後，保護程式自動解除，車輛可正常起步行駛。