史懂深

摘 要：雙離合器02E變速器是由德國大眾公司和BrogWarner公司以及Temic公司聯(lián)合研究出來的。其中BrogWarner公司生產(chǎn)的是離合器和液壓系統(tǒng)，Temic公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)電子系統(tǒng)。它和手動檔變速器相比較其實就是將手動檔的優(yōu)勢和自動檔的優(yōu)勢相結(jié)合起來。在保持高效率的情況下實現(xiàn)很高舒適性和運動性。該文主要介紹了雙離合器變速器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，詳細(xì)敘述了02E變速器變速理念，并對變速器的S - 運動程序、軟件選檔桿鎖（Shift-Lock）、起動鎖/起動控制、軟件選檔桿鎖、Launch-Control-程序、用2檔“晃出”車輛以及2檔起步能功能作了解釋。

關(guān)鍵詞：雙離合器 變速器 操縱機構(gòu) 控制單元

中圖分類號：U46 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（a）-0051-03

變速器是汽車動力傳輸?shù)闹饕考ㄟ^變速器能夠使發(fā)動機的輸出的轉(zhuǎn)速變高扭矩變大，從而使發(fā)動機的性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)。現(xiàn)代汽車的變速器有手動變速器、電控液力變速器、無級變速器和雙離合變速器，這些變速器在使用過程中有它們各自的優(yōu)缺點。手動變速器在汽車運動性能、油耗、價格方面比較優(yōu)越，而在舒適性方面比較差，自動變速器只是在舒適性方面比較好，但在油耗、動力和價格方面都比較差，而雙離合器能夠在保證動力性能的前提下，有較低的油耗和較高的舒適性，這些方面導(dǎo)致雙離合器在汽車中將逐漸顯現(xiàn)出優(yōu)勢，該文主要介紹了雙離合器的結(jié)構(gòu)、原理和性能。

1 雙離合變速器簡介

雙離合器變速器S tronic 02E也被稱為直接換檔變速器（DSG）02E。因為奧迪公司用“-tronic”（比如tiptronic， multitronic）來命名自動檔變速器，按照這個原則來給02E雙離合變速器命名，就是S tronic。

S tronic是手動變速器，也是自動變速器。S tronic是自動檔變速器就是強調(diào)它具有的運動性性能。從技術(shù)方面看，S tronic的基型就是6檔手動變速器，所具有的特點即增加了一個離合器。關(guān)于離合器的使用，就是通過電動液壓控制設(shè)施來進行換擋之間的操作。這個裝置利用兩個多片式離合器及智能式電動液壓設(shè)備，所以在使用的時候可以直接掛入二個檔位。在行駛的過程中，掛到檔位的同時還預(yù)選一個差不多的檔位。在進行換擋的時候，先將檔位的離合器掙開，和剛才所預(yù)選的檔位相互接合。所有的動作都是在負(fù)荷的作用下進行的，這樣它的動力基本上是沒有變化的，這就是所謂的動力無中斷。

2 02E變速器的變速理念

DSG是把兩組離合器片進行集合之后所形成的雙離合器設(shè)備，雙傳動軸機構(gòu)就是用實心軸和外部套裝進行集合，采用兩組離合器和齒輪組進行操作動作。兩組離合器是依靠Mechatronic電子和液壓設(shè)施進行控制。雙離合變速器在結(jié)構(gòu)上就是兩個變速器進行組合而成的，分別是分變速器1和分變速器2，有連個離合器K1、K2分別通過輸入軸和兩個變速機構(gòu)相連，K1控制檔位1、3、5檔和倒檔，K2控制2、4、6檔。在汽車行駛中，其中的某一個分變速器是采用離合器K1或者K2進行動力的傳遞。見圖1動力切換圖，利用離合器K1和K2之間的重合部分來進行動力的切換。換句話說就是在進行動力切換的時候，利用已經(jīng)減下來的壓緊力進行動力的傳遞，一直到接合的離合器進行發(fā)電機扭矩傳遞的時候。在本案例中動力切換是1檔到6檔，正在使用的離合器是K1，接合的離合器是K2。

例如在汽車行駛的過程中，進行3檔換到4檔的操作。3檔就是行駛檔，4檔就是預(yù)備檔，這時還是沒有開啟的。如果進行完全的換擋，3檔齒輪的離合器進行啟動，4檔離合器進行準(zhǔn)備。離合器是使用的過程中是一起用的，這樣才會出現(xiàn)上面說的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。整個過程都是在很短的時間內(nèi)完成，只有那些對車子非常熱愛的駕駛員才體會到這種轉(zhuǎn)換的感覺。在S檔的模式下，發(fā)動機與離合器之間進行相互的配合，這樣就增加轉(zhuǎn)速使得進行換擋很順暢，這是因為有很大的轉(zhuǎn)換動力。

3 變速器外部機構(gòu)

3.1 選檔桿鎖

在汽車行駛或者點火的時候P/N-鎖，這與換擋桿在此位置拔出點火鑰匙有著本質(zhì)的區(qū)別。

采用下面的運動原則對選擋桿和選擋桿鎖止電磁鐵的設(shè)計：不管在通電還是未通電時都能夠?qū)崿F(xiàn)鎖止功能，通電狀態(tài)是N位置，未通電狀態(tài)是P位置。這種原則會使選擋桿在出現(xiàn)問題的時候會被鎖止在P位置，比如蓄電池沒電的時候。

在這種情況下車子是沒有辦法移動的，現(xiàn)在為了避免出現(xiàn)這種情況，需要安裝一個應(yīng)急的開鎖裝置。在沒電的情況下，電磁鐵N110的彈簧力把鎖止銷卡放到了P爪里，選擋桿被鎖止。

應(yīng)急開鎖裝置，是在選擋桿蓋板下面，只有拆下蓋板才能使用開鎖裝置。操作應(yīng)急開鎖裝置才能把電磁鐵N110鎖止卡從爪中拿出來，這是逆著彈簧片的過程。這樣選擋桿就會在P位置移動開來。

3.2 點火鑰匙防拔出鎖

點火鑰匙防拔出鎖就是采用自身的電磁鐵N376來進行機械運動操作的，這就是它的功能。具體分析就是：如果選擋桿不在P位置，那么點火鑰匙是沒有辦法拔出來的，因為它沒有辦法到達它拔出的位置。電磁鐵N376是采用點子恐難股指單元J527進行相關(guān)的控制，所以它需要利用選擋桿位置的P信息。為了安全及方便診斷，可以利用下面的兩個渠道進行給控制單元J527消息傳遞。

渠道1：利用F319微開關(guān)。它是位于換擋操作結(jié)構(gòu)上。工作原理是把位于P位置的信息傳遞給E313，然后通過一條獨立的導(dǎo)線從E313傳至J527。

渠道2：選檔桿位置信息通過CAN總線信息交換被傳送到J527。信息路徑： E313（CAN-驅(qū)動總線）→ J743（CAN-驅(qū)動總線）→J533 （CAN-舒適總線） →J527。CAN總線的功能是檢驗F319信息的真實性，CAN總線的信息可以在它出現(xiàn)問題的時候進行替代。

3.3 換檔操縱機構(gòu)

S-tronic的換擋操縱機構(gòu)里面有一個傳感器，命名為E313。它的作用是把相關(guān)的傳感器以及控制單元都集中到一個電路板上。這是電子模塊的集成形式。

選檔桿傳感器 E313用于確定選檔桿位置（這個信號被變速器控制單元所利用），在選擋桿的罩上或者顯示單元上面進行控制發(fā)光二極管，還可以控制電磁鐵N110，采用CAN總線的方式把全部的信息都傳遞給Mechatronik控制單元J743。

4 變速器功能

4.1 用2檔“晃出”車輛以及2檔起步

相關(guān)的換擋上面已經(jīng)說過，有些車輛是通過2檔進行起步開動的。駕駛員平時注意不到這樣的情況，這是由于在后面的變速中又會換擋到1檔，在這個過程中駕駛員是感覺不出來的。

駕駛員可以采用R和D之間的切換方式來使得車輛能夠晃出。這種方法就是把選擋桿放在D位置使用2檔進行起步運動。

4.2 Launch-Control-程序

Launch-Control-程序可以使車輛以最大的加速度從靜止起步。要想實現(xiàn)這種起步，在起步離合器剛性接合前就把發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)整到約3200rpm*了。

發(fā)動機扭矩和離合器的動力傳遞會以全自動方式進行相互的匹配。要想使用“Launch-Control-程序”，需要滿足下面的前提條件：車速為 0 km/h，變速器機油溫度>30 °C，離合器溫度正常，ESP 或 ASR 已關(guān)閉 （用ESP-按鍵，ESP-指示燈亮起），當(dāng)選擋桿在S位置或者在tiptronic位置時，用左腳踩下制動踏板，油門要踏到底，這時發(fā)動機轉(zhuǎn)速要達到三千二百，現(xiàn)在只要腳離開制動踏板，變速器就會很快的進行加速。

4.3 S-運動程序

選擋桿放置在S位置的時候，駕駛員就可以利用運動程序來進行換擋。當(dāng)變速器控制單元接收到這個消息的時候，換擋曲線就會在發(fā)電機轉(zhuǎn)速較高的地方，這樣就增加了汽車的行駛動力學(xué)方面的性能。

4.4 軟件選檔桿鎖（Shift-Lock）

軟件選檔桿鎖具有安全性質(zhì)的功能。當(dāng)鎖止電磁鐵N110沒有將選擋桿放到P或者N的位置，這時軟件選擋桿鎖所具有的安全功能，就不會讓駕駛員在沒有意識的狀態(tài)下進行操作，從而使汽車啟動。前提條件是汽車處于發(fā)動的狀態(tài)。

4.5 起動鎖/起動控制

“起動鎖”功能就是當(dāng)選擋桿在P或者N的位置起動機才可以進行工作，如圖2。起動機就是接線柱50，它所采用的繼電器是J682，而J682又由供電控制單元J519來控制。為此，J519不僅僅要點火鎖及發(fā)電機控制單元的信息，還需要選擋桿的位子信息。其中選擋桿里面的傳感器E313就是用來對選擋桿位置的確定，然后把信息通過CAN總線傳遞給Mechatronik控制單元J743。

控制單元J743是采用一個單獨的導(dǎo)線給控制單元J519進行P/N-信息的傳導(dǎo)，P/N-信息來源于變速器的信號，這是個接地信息。當(dāng)控制單元J519收到全部的信息的時候，就會讓繼電器J682進行工作。前文已經(jīng)說過P/N-信息傳導(dǎo)的安全和方便診斷，這需要將選擋桿的信息采用CAN總線傳遞給控制單元J519。信息路線：E313（驅(qū)動CAN總線）→J743（驅(qū)動CAN總線）→J533（舒適CAN總線）→J519。

4.6 軟件選檔桿鎖（Shift-Lock）

軟件選檔桿鎖指的是一種安全功能。如果N110鎖止磁鐵沒有能夠?qū)⑦x檔桿鎖止在“P”檔位或“N”檔位的情況下，那么這種軟件選檔桿鎖可防止司機在無意中掛入某一前進檔或倒車檔位而讓汽車向前或向后移動（但前提條件是汽車發(fā)動機在運行）。司機在不經(jīng)意的情況下可能會將軟件選檔桿鎖激活，這時就會經(jīng)常聽到客戶抱怨說“車輛有時候沒有驅(qū)動力”。要想車輛能夠有驅(qū)動力，只有關(guān)閉軟件選檔桿鎖，這就需要司機去再次踏下制動踏板。

5 結(jié)語

所以，雙離合器變速器的工作特性使得汽車在換檔時沒有換檔間隙，這樣消除了換檔時產(chǎn)生的沖擊，從而增加了乘員乘坐的舒適性，由于其采用齒輪傳動也是其有著較高的傳動效率，使汽車的動力性能得以發(fā)揮，并降低了燃油消耗，使其成為現(xiàn)代汽車動力的不可的主要組成部分。但由于其較高的價格使其在發(fā)展中受到一定的限制，使得DSG只能在一些中高檔的汽車上應(yīng)用。

參考文獻

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