第一节
DSG7挡位湿式双离合器自动变速器结构原理

DSG（Direct Shift Gearbox，即直接挡变速器）有别于一般的半自动变速器系统，它的基础是手动变速器。手动变速器较自动变速器效率更高，而DSG除了拥有手动变速器的灵活及自动变速器的舒适外，更能提供无间断的动力输出，这完全有别于两台自动控制的离合器。传统的手动变速器使用一台离合器，驾驶员换挡时须踩下离合器踏板，令不同挡的齿轮作出啮合动作，而动力在换挡其间出现间断，令输出有所断续。奥迪针对此问题开发出DSG，DSG可以想象为将两台手动变速器的功能合二为一，并建立在单一的系统内。目前奥迪TT上的DSG可以承受350N·m的力矩，大众集团旗下的很多车型都采用了先进的DSG变速器技术，如：Q5、速腾、迈腾、新款高尔夫A6、新款宝莱、奥迪A3（在奥迪TT、A3中称为S _- tronic变速器），超级跑车布加迪-威龙EB16.4装备的是更为先进的7挡DSG变速器。

一、DSG变速器的特点

新一代DSG变速器采用了2个离合器和6个前进挡的传统齿轮变速器作为动力的传送部件，这是目前世界上较先进的自动变速器，其特点为：

1）它没有变矩器，也没有离合器踏板。由液压控制的湿式双离合器系统代替了变矩器，其中的离合器1负责控制奇数齿轮和倒挡齿轮，离合器2负责控制偶数齿轮，实际上可以说这是由两个平行的变速器配合组成的一个变速器。

2）它在传动过程中的能耗损失非常有限，大大提高了车辆的燃油经济性。

3）它的反应非常灵敏，具有很好的驾驶乐趣。

4）车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉，使车辆的加速更加强劲、圆滑。百公里加速时间比传统手动变速器还短。

5）它的动力传送部件是一台三轴式6前进挡的传统齿轮变速器，增加了速比的分配，DSG变速器的多片湿式双离合器是由电子液压控制系统来操控的。

6）双离合器的使用，可以使变速器同时有两个挡位啮合，使换挡操作更加快捷。DSG变速器也有手动和自动两种控制模式，除了变速杆可以控制外，转向盘上还配备有手动控制的换挡按钮，在行驶中，两种控制模式之间可以随时切换。

7）选用手动模式时，如果不做升挡操作，即使将加速踏板踩到底，DSG变速器也不会升挡。

8）换挡逻辑控制可以根据驾驶员的意愿进行换挡控制，在手动控制模式下，可以跳跃降挡。

9）它有一个由两组离合器片集合而成的双离合器装置，同时有一个由实心轴及其外部套筒组合而成的双传动轴机构，并由电子及液压装置同时控制两组离合器及齿轮组的动作。在某一挡位时，离合器1接合，一组齿轮啮合输出动力，在接近换挡时，下一组挡段的齿轮已被预选，而与之相连的离合器2仍处于分离状态；在换入下一挡位时，处于工作状态的离合器1分离，将使用中的齿轮脱离动力，同时离合器2啮合已被预选的齿轮，进入下一挡。在整个换挡期间能确保有一组齿轮在输出动力，从而不会出现动力间断的状况。

二、DSG基本结构

1）DSG直接换挡变速器02E的外观及内部结构如图2-1、图2-2所示。

2）挡位模式。变速杆的操作方式和自动变速器变速杆一样，DSG变速器也提供Tiptronic手/自动一体挡位模式，如图2-3所示。变速杆位置如下：

①P—驻车。必须在点火开关已打开且已踏下制动踏板的情况下，才能将变速杆从该挡位移出。另外还需要按下变速杆上的锁止按钮。

②R—倒挡。要想挂入该挡，必须要按下锁止按钮。

③N—空挡。在这个挡位时，变速器在空转。当变速杆较长时间处于此挡位，要想脱离这个挡位时必须再次踏下制动踏板。

④D—驱动。在这个挡位时（驱动=行车）会自动选择前进挡。

⑤S—运动。控制单元内存有运动特性曲线，该挡位会根据特性曲线自动选择。

⑥+和-可在右侧变速杆通道中或通过转向盘开关来执行。

3）换挡机构组成及控制电路如图2-4所示。

4）P位锁工作原理如图2-5所示。

5）变速杆锁止在N位。如果变速杆位于N位的时间超过2s，控制单元将向电磁铁供电。这样即可将锁销推入锁孔内。变速杆无法移动到其他挡位，踩下制动踏板踏板时锁销自动松开，如图2-6所示。

6）挡位应急释放原理如图2-7所示。

7）变速杆位于行驶挡位。点火开关打开，变速杆位置开关F319闭合，控制单元J527向电磁铁N376供电。电磁铁克服弹簧力将锁销推到锁止位置，此时锁销可以防止点火钥匙转回和拔下，如图2-8所示。

8）点火钥匙防拔出锁可以防止驻车锁未锁止时，点火钥匙转到拔出位置。按照电控机械原理，由转向柱控制单元J527控制，变速杆位于P，点火开关已关闭。变速杆位置开关F319打开，J527探测到此信号，则停止向电磁铁供电，电磁铁内的弹簧将锁销推到开锁位置，如图2-9所示。

9）DSG 7挡位基本工作原理如图2-10所示。DSG变速器基本上由两个相互独立的传动单元组成，每个传动单元都相当于一个手动变速器，且每个传动单元都有一个多片式离合器。两个多片湿式离合器工作在DSG油中，由电液控制单元对它们调整控制，通过分离、接合不同的离合器实现挡位的变换。1、3、5挡和倒挡由离合器K ₁ 控制；2、4、6挡由离合器K ₂ 控制。其原理是：发动机动力可通过2个离合器传送给变速器。在汽车用1挡加速时，一个离合器接合；此时2挡已经挂上，但相应的另一个离合器未接合。当需要换2挡而分离第一个离合器时，第二个离合器会在同时接合，其他挡位的变化依此类推。另外，每个挡位齿轮上都有同步齿套和挡位变换元件。变速器可随时根据速度的变化趋势预选出合适的挡位，这样在降挡时不会出现挡位选择不合理的现象。双离合器的最大好处是可以实现动力的不间断输出。

三、双离合器基本结构

1）双离合结构如图2-11所示，离合器供油路线如图2-12所示。在离合器工作时，活塞1充油，活塞移动将离合器K ₁ 内外片压合，从而转矩通过离合器外壳→离合器K ₁ 片→输入轴1，活塞1泄油后，离合器K ₁ 分离，碟形弹簧将活塞退回，转矩传递中断，在离合器K ₁ 分离的同时，活塞2开始充油，活塞移动将离合器K ₂ 内外片压合，从而转矩通过离合器外壳→离合器K ₂ 片→输入轴2，这样始终有一个离合器处于接合状态。离合器K ₁ 负责将转矩传递给输入轴1，输入轴1用来完成1、3、5、R挡，如图2-13所示；离合器K ₂ 负责将转矩传递给输入轴2，输入轴2用来完成2、4、6挡，如图2-14所示。发动机旋转使油液产生离心力，离心力作用使离合器接合过程中所需的压力增加，为了使离合器接合更加顺利，必须对由离心力引起的压力进行补偿。离合器K ₁ 的碟形弹簧与活塞1和K ₂ 外片支架形成空腔，K ₂ 回位弹簧固定片与活塞2之间也形成空腔，往两个空腔内充油，利用油液在发动机高速旋转过程中离心力作用下产生的平衡油压来进行补偿。

在操作过程中，离合器必须被控制在一个相对稳定的状态，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转矩之间必须不断地进行调整、适应。离合器的摩擦系数是不断变化的，其影响因素主要有：ATF油（质量、老化、油位），ATF油的温度，离合器的温度和离合器的打滑量。离合器经常被控制在约10r/min的微量打滑状态，这种极低的打滑量，叫做“微量打滑”，这有利于改善离合器的状态，并且用助于调节离合器控制。

2）DSG内部机械系统构造如图2-15所示。发动机转矩通过离合器输入变速器内部，在变速器中通过输入、输出轴及齿轮啮合形成动力传递并将转矩输出到驱动桥。

3）离合器交迭示意图如图2-16所示。

四、变速器换挡顺序

1）1挡时加速：1挡齿轮锁环被压到位置1，2挡齿轮锁环被预压到位置2，离合器K ₁ 关闭，离合器K ₂ 打开，如图2-17所示。

2）转换到2挡：当变速器从1挡转换到2挡时离合器K ₁ 打开，离合器K ₂ 关闭，发动机传输转矩到2挡齿轮，此时，3挡齿轮锁环被预压到位置1，如图2-18所示。

五、输入轴

1）发动机转矩经离合器K ₁ 和K ₂ 传递给输入轴1和输入轴2，如图2-19所示。

2）输入轴1。输入轴1在空心的输入轴2的内部，通过花键与离合器K ₁ 相连，输入轴1上有1挡/倒挡齿轮、3挡齿轮及5挡螺旋齿轮，在1挡和3挡齿轮之间还有输入轴1的转速传感器G501的脉冲信号轮（靶轮），如图2-20所示。

3）输入轴2。输入轴2为空心，套在输入轴1的外部，通过花键和离合器K ₂ 相连，输入轴2上有2挡、4挡/6挡齿轮，在2挡齿轮附近还有输入轴2的转速传感器G502的脉冲信号轮（靶轮），如图2-21所示。

六、输出轴

在输入轴上，1挡和倒挡共用一个齿轮；4挡和6挡共用一个齿轮，这种设计使变速器长度大为缩短。为与两个输入轴相配合，DSG变速器有两个输出轴。

1）输出轴1（图2-22）。输出轴1上装有如下元件：1、2、3挡同步器（三件式），1、2、3、4挡换挡齿轮，4挡同步器（单件式），与差速器相连的输出轴齿轮。

2）输出轴2（图2-23）。输出轴2上装有如下元件：变速器输出转速传感器靶轮，与差速器相连的输出轴齿轮，5挡，6挡和倒挡换挡齿轮。

七、倒挡

倒挡结构如图2-24所示。

八、P位锁止机构

使车辆可靠地保持在驻车位置以及防止驻车制动器未拉紧时车辆无意间向前或向后移动，如图2-25所示。

九、同步器

1、2、3挡变速比大，因此采用三件式同步器如图2-26a所示；4、5、6挡变速比相对小，因此采用单件式同步器，如图2-26b所示。

a）三件式同步器 b）单件式同步器

十、换挡轴

换挡轴位置如图2-27所示。