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《车主之友》

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节油新举措 大众公司推出7挡DSG变速器

2008-11-26 23:18:39

  关于变速器,我们始终在讨论着一些问题:谁能提供更顺畅的换挡操作,谁能提供更丰富的驾驶乐趣,谁能提供更好的燃油经济性,谁能⋯⋯当然谁能兼顾一切的一切才是最好的。手动变速器、自动变速器、无级变速器,我们还漏下了什么?带有自动离合器的半自动变速器,当然还有具备有两个离合器的DSG变速器。

  5年前,大众汽车推出了全球第一款双离合自动变速器:6挡DSG双离合自动变速器。在不到5年的时间里,大众汽车就销售了100多万台装备6 挡 DSG的轿车! 仅在2007 年的前11个月,就销售了 36.4万多台。今天,大众汽车又将全球首款7挡DSG双离合自动变速器奉献于世。DSG变速器以低油耗实现了快速换挡,驾驶方便舒适,并更富动感,各方面的性能都超过了手动变速器。对众多轿车驾驶者而言,这意味着他们似乎可以告别传统变速器的时代了。

  为小排量而生的7挡DSG变速器

  7挡DSG变速器是针对扭矩在250N·m以下的发动机所开发设计,因而其降低油耗的优点可以为众多产量很高的发动机所应用。与手动变速器相比,在某些车型上,DSG变速器可降低油耗达12%,而和采用变矩器的传统自动变速器相比,降低油耗则高达 20%。

  7挡DSG变速器长369mm,重量仅为70kg(6挡DSG为93kg)。从技术角度讲,与早已名声大震的6挡DSG相比,7挡DSG有如下改进:

  它有7 个前进挡;

  采用“干式”双离合器,而非“湿式”双离合器。

  6挡DSG的多片式双离合器是在冷却油槽中以“湿式”运行。而7挡DSG则首次采用了“干式”双离合器。这一设计带来许多好处,一言以蔽之:即使变速器系统的效率得以显著提高。例如,新一代DSG变速器省去了吸滤器、油冷器以及变速器壳体中的高压油管。与普通手动变速器一样,变速器油只用于变速器齿轮和轴承的润滑和冷却。因而,7挡DSG变速器油仅需要1.7L变速器油,而6挡 DSG变速器则需要 6.5L。

  6挡、7挡两款DSG变速器形成互补

  必须明确的一点是:这两款DSG变速器在各自适用的车型上都同样具有出色的表现。6挡 DSG扭矩输出更大,更适合与大扭矩(最大扭矩 350N·m的)发动机匹配使用;而7挡 DSG变速器则更适合于扭矩较小的(最大扭矩 250N·m的)发动机。新型DSG变速器具备下述优点,因此,能够更好地适应动力系统的运行工况,从而成为理想的动力解决方案:

  根据需求提供操作和控制离合器所需的动力;

  提供更宽的挡位区间,从而改善起动性能、降低发动机转速、降低最高挡位的油耗;

  采用模块化设计,利于进一步研发,以提高性能。

  6挡DSG和7挡DSG这两款双离合自动变速器形成互补,其扭矩范围几乎可以满足所有 TDI 和 TSI 发动机的配套要求。

  更加经济的第7超速挡

  新一代的7挡 DSG不仅在离合器类型上不同于6挡DSG,更重要的是它有7个前进挡。采用7个前进挡,其原因在于:

  采用7个前进挡的布局,可以将1挡设计得更短一些(减速比更大),从而可以改善车辆的启动性能。

  尽管启动挡的减速比适当地加大,但由于其7挡结构的优势,仍可以实现合理紧凑的速比分配,第7挡则为超速挡。具有更小减速比的第7挡,对于降低油耗和排放、降低噪音及改善舒适性都产生积极的作用。

  DSG变速器的总体设计

  7挡 DSG双离合自动变速器最突出的设计是它采用了干式双离合器,由液压系统控制,发动机动力通过曲轴和一个双质量飞轮传递到双离合器。离合器 1负责控制奇数挡,离合器 2 负责控制偶数挡和倒车挡,本质上相当于将两套变速系统合二为一。复杂精确的双离合器操控系统实现了换挡过程中发动机动力不间断传递,操控便利、驾乘舒适,为驾驶者提供了更富动感的驾驶感受。

  DSG变速器系统所包含的智能电子液压换挡控制系统(采用机械电子技术)、双离合器、双(动力)输入轴和三个驱动轴共同完成这一复杂的换挡操作过程。操控系统指挥换挡齿轮在比当前运行挡位高一级的挡位上“待命”,随时进入工作状态,以实现快如闪电的换挡过程。例如:当车辆以第6挡行驶时,第7挡齿轮就已经啮合,处于“待命”状态了,只是还没有被“激活”(未与离合器结合)。当达到理想的换挡速度时,与第6挡结合的离合器2分离,同时控制第7挡的离合器1 则迅速结合,这就“激活”了第7挡,从而完成了第6挡到第7挡的换挡过程。这样,在两个离合器“分离”和“结合”的过程中产生了一个瞬间交叠的过程,从而保证了发动机动力不间断的输出以及快速舒适换挡感受。整个换挡过程仅仅在百分之几秒内即顺利完成。

  DSG变速器的双离合器

  双离合器由两个与普通手动变速器离合器相似的干式摩擦片式离合器和一个中间盘组成。通过处于结合状态的离合器(另一个离合器处于分离状态)将发动机扭矩传递至DSG变速器的输入轴。总体来讲,干式双离合器的外形尺寸比湿式双离合器稍大,这是由双离合器的布局和所选用的摩擦材料所决定的。由于7挡DSG变速器的干式双离合器的外形尺寸稍大,因此,其余部分就要设计得更为紧凑,以使它能够装备于 POLO级别的小型轿车上。

  DSG变速器的动力输入轴

  动力输入轴是DSG变速器的另一个关键部件,它被设计成一个由实心轴(动力输入轴1)及空心套筒轴(动力输入轴2)组合而成的同轴心双传动轴结构。两传动轴之间有滚针轴承。

  (动力)输入轴1驱动奇数挡位(即第1、3、5、7挡)齿轮,(动力)输入轴2驱动偶数挡位(即第2、4、6挡)以及倒车挡齿轮。第1挡和倒车挡的设计布局使得在泊车操作中,很容易实现前进挡和倒车挡之间的快速转换。双离合器由液压系统控制,通过电磁阀来调节控制双离合器的结合压力。电磁阀直接与变速器的机电控制模块相联,机电控制模块控制着整个变速器系统的运行。

  机械电子技术相结合的机电控制模块

  DSG双离合变速器的“智能”来自应用了机械电子技术的DSG变速器的控制系统,它作为DSG变速器的控制核心,操控着快速而又复杂的换挡过程,这一控制系统包括:一个机电控制模块、带有多个独立传感器的控制阀组件以及执行机构。机电控制模块收集并处理传感器的信号数据,对双离合器、换挡齿轮、液压系统压力等进行控制。另外,该系统还应用了调节阀、转换阀等许多液压阀。DSG变速器的数据信息通过一个插入式通讯接口在机电控制模块和整车电气系统之间进行交换,通过这个接口,整车和发动机的数据信息也传递到DSG变速器的控制系统。

  6挡DSG变速器的电液控制需要借助变速器油的循环系统,而7挡 DSG的电液控制则是自成一个独立的系统(液压系统独立于变速器油的循环系统之外)。这样的设计带来了许多好处:

  液压油可根据电液控制系统的需要单独选用,而变速器油则与普通手动变速器所使用的变速器油是一样的。变速器油的黏度对于电液控制系统而言不再成为影响因素,因此,机电控制模块的低温工作性能非常好;

  独立的液压系统采用了高纯度液压油,从而使系统得以采用装配极为精密的插装式液压阀,大量减少了液压系统的渗漏,电动泵的使用也更为经济;

  与开放式液压系统相比,独立的液压系统可以设定更高的系统工作压力,使执行机构的效率提高,执行机构的尺寸就可以减小,从而使变速器的总体重量减轻;

  机电控制模块可以独立组装,并可不用装机而进行充分的测试;

  可独立于发动机之外控制双离合器和换挡机构,因而,可应用于采用了“起步/停车”功能的混合动力驱动系统。