大众DQ200型DSG变速器的故障分析(上)

◆文/北京 薛庆文

从目前市场情况来看，终端消费者对大众DQ200变速器故障现象的投诉中“2挡抖动”现象居首位，其次是“升挡抖动”和“起步抖动”、“死亡闪烁”、“偶尔无动力”及“异响”等故障现象。接下来我们将从故障形成原因开始进行分析。

一、“2挡抖动”现象

从故障定义来看“2挡抖动”现象并不是变速器在换挡点上表现出来的，而是变速器在D挡位以2挡滑行时，再次踩加速踏板时表现出的一种抖动。特别是车速降至10km/h左右时的突然再加速并且用力踩加速踏板时表现尤为明显，同时车辆运行工况恰好又是处于转弯过程中，此时故障现象就更加容易出现。

1.故障原因分析

由于故障现象出现在2挡的运行过程中，因此与变速器内部机械齿轮的传递没有关系，而极有可能是2挡在动力传递过程中K2离合器摩擦产生的或者是发动机输出扭矩所产生的共振频率与离合器摩擦产生的共振频率重叠在一起导致的。在DQ200变速器当中的两个离合器分工非常明确：K1离合器负责奇数挡位的传递(1、3、5、7挡)，K2离合器负责偶数挡位的动力传递(2、4、6挡)还包括R挡的传递。所以，如与K2离合器有关，那么抖动原因就是离合器摩擦片存在打滑由于接合不实而产生抖动，那么产生打滑的可能原因就是摩擦片的摩擦系数或摩擦间隙出现问题了。从德国LUK公司提供的双离合器摩擦片材料上看其摩擦成分有粉末冶金材料、石棉基材料、金属以及表面的玻璃纤维层等组成，在理想状态下各种材料会随着变速器的使用而均匀磨损。

接下来我们再看这款变速器匹配在不同车型时用户的使用情况，其实从双离合器变速器本体来看它应该是类似于使用在运动型跑车上更为合适，所以从驾驶模式及换挡模式上都趋于动感风格。但在国内的车型标定中换挡程序上仍然是以节油环保为主，也就是以经济模式为主，同时最为主要的是国内的大部分用户在驾驶习惯上仍然是以小加速踏板为主，因此开车方式比较柔和，这种驾驶模式特别是在低速起步阶段由于踩加速踏板较轻，使离合器摩擦片长期处于较低的磨损状态，理论上讲该状态势必有利于延长离合器的使用寿命，因为摩擦小磨损就少。但殊不知由于摩擦小、产生的热量低，从而导致离合器摩擦片表面上的玻璃纤维长时间得不到足够温度的溶解而是继续附着在摩擦片的表面上，从而改变了摩擦片的摩擦系数因此就出现所谓的“2挡抖动”现象。

既然摩擦片表面的摩擦系数出现了问题，那么为什么偏偏表现在2挡抖动呢，而其他挡位(1、3、4、5、6、7挡)为什么就不抖动呢？其实这并不难理解。当车辆运行在2挡时，整个传动系统固有的振动频率是25Hz左右(以1.4T车型为例)。在以2挡滑行再次给油时，发动机转速达到1 500r/min时(即25Hz左右)，传动系统的振动频率恰与发动机的振动频率重叠导致整个系统发生振动。其实理论上讲1挡也应该有抖动现象，但由于1挡的固有振动频率低，而发动机转速上升后的情况根本不会激发1挡下的传动振动，另外1挡在挡位上的运行时间较短，还没来得及振动就换到2挡了。剩下的挡位就不言而喻了，由于其他挡位相对较高因此需要的发动机输出扭矩也高，再加之车辆行驶的惯力，离合器摩擦片已完全接合没有过大的滑动，因此没有打滑更不会抖动了。

对于2挡的抖动我们可以通过以下方法来验证：首先确定有2挡抖动故障的车辆后，使用驻车制动和脚制动挂上倒挡(目的是让K2离合器工作)尝试轻踩加速踏板重复多次(相当于AT变速器的失速试验)，切记操作时间不宜过长否则会烧离合器片。最好利用诊断仪通过数据流98组第四项(K1最高温度)和118组第四项(K2最高温度)不能超过350℃；接下来进行多次急加速，最好能强迫降挡的方法开车。利用该方法可减轻故障现象的发生。

2.厂家的解决方案

在硬件上开发出新材料的摩擦片，这当然归功于德国LuK的工作。因此从2011年12月20日起离合器零件号从0AM 198 141 K(适用于1.4TSI和1.6L)和0AM 198 141 NV(适用于1.8TSI)更改为0AM 198 140 C，故障基本全部解决了。当然新摩擦材料的离合器会不会出现其他问题还需要长时间使用中对后续的观察。另外在软件上厂家也开发出新的软件，该软件在检测到传动系处于抖动的临界点状态后，会直接提高离合器的打滑转速，即提高了摩擦和热量，尽快溶解掉离合器摩擦片表面的未被溶解的玻璃纤维层，从而更正了离合器的摩擦系数，从而达到不换离合器而消除2挡抖动的目的。现在的37G7升级程序(2012年3月9日开始)就有这个功能。有专家提议人为的提高摩擦是会降低离合器的使用寿命的，但这个从软件上已保证需要才增大打滑量，与外国驾驶方式一样，因此离合器的寿命基本不会受到影响的。

二、升挡抖动

理论上讲升挡抖动应该叫升挡闯车或升挡耸车更为合适。主要现象是表现在变速器在升挡的瞬间发生了冲击，影响了车辆舒适性。DQ200的升挡冲击大部分都表现在低挡位，一般1-2挡和2-3挡最多。对于变速器升挡冲击的根本原因涉及较多方面，针对DQ200来说我们重点从以下几点来分析和说明。

1.离合器的特性曲线错位引起升挡抖动

我们都知道DSG变速器其实就是两个手动变速器组合在一起的产物，随着离合器的使用摩擦片随着磨损会越来越薄，离合器踏板也会随之变高了。手动挡的车一般可以通过调整离合器的高低来抵消由摩擦片磨损引起的离合器踏板高度的变化，那么对DSG变速器来说其离合器又怎么办？在DQ200内部也有一个自调节机构，它可以随着离合器的使用对自身的间隙适时进行自动调整。自我调整还不够还要让机电单元J743清楚它发生了调整，因此就要让J743获取离合器现有的工作曲线。

其实问题就出现在机电单元J743学习离合器的特性曲线时需要一定的工作环境，例如车辆要处于一定时间的加速状态。但目前的离合器特性曲线学习程序是按照德国道路状况来设计的，这就导致在国内出现了学习不到正确的离合器工作曲线的情况。既然J743采集的离合器特性曲线都不正确，就别想能够正常工作了。因此当车辆出现了挂D挡不走车或者只有踩加速踏板才会走的情况，并且在低挡位都出现了升挡抖动，那就极有可能是离合器的特性曲线出错了。新的升级程序应该是将学习里程从5 000km缩短(具体多少没有具体数据)。离合器的学习方法如下：

(1)手动模式4挡行驶，轻加加速踏板持续大概10s左右；换5挡并提速至100km/h，点制动减速至80km/h左右换6挡，加速直到速度升到100～120km/h，重复大概5次。

(2)然后以手动模式7挡行驶也从时速60km开始加油直到速度升到100～120km/h，重复大概5次，一直重复这个过程大约30km。

2.机电单元J743总成(含滑阀箱)的控制离合器的执行器(电磁阀)出现阻塞引起的升挡抖动

此阻塞并不是指电磁阀被卡住，而是电磁阀阀芯在运动的时候到某个位置时，摩擦阻力突然增大，为了克服摩擦阻力电磁阀被动加大控制电流，在克服了静摩擦力后，阀体的运动不再是平滑的而是冲击式的。这样就使离合器冲击式的闭合导致了扭矩传递的不平顺性，升挡冲击就不难理解了。至于电磁阀阀芯的运动受阻原因还不一定十分准确，但一般更换机电单元J743就能解决了。

此类问题在车辆上的表现很特别，也极其明显。特征就是：1-2挡、3-4挡、5-6挡抖动或者2-3挡、4-5挡、6-7挡抖动，即奇数挡换偶数挡冲击或偶数挡换奇数挡冲击。

3.其他原因

当摩擦片被污染或有杂物时(例如油)都会导致升挡冲击。不过这种情况发生的几率并不高。至于较多反映的2-3挡的抖动(升至3挡后滑行，快要降至2挡的瞬间急给油，会听到“咔咔”的打齿声并感觉到冲击)，也可以归纳为升挡冲击。该问题不仅出现在DQ200上，其他变速器也有这种故障情况发生。暂时还没有合适的解决办法，只能通过更改行车习惯来解决。

三、“死亡闪烁”

DSG变速器的“死亡闪烁”，在中专业术语中应该叫应急模式，即变速器进入了一种应急模式状态。那么什么时候会使该应急程序被激活呢？总体来讲导致应急模式的主要原因有四点，分别是离合器故障、变速器内部机械元件故障、机电单元总成故障和电控单元故障。

接下来我们先从离合器故障开始进行分析。

1.离合器故障

上文已经描述过DQ200变速器是双离合器控制变速器，离合器K1控制1、3、5、7挡即奇数挡部分，离合器K2控制2、4、6、R挡即偶数挡部分。正常行驶状态下会有且仅会有一个离合器闭合，与之相对应的某个挡位和另外一个离合器控制的某个挡位会处于工作状态，也就是说有一个工作挡位同时也有一个预选挡位。例如：踩加速踏板状态下，假设车辆处于3挡，此时离合器K1闭合而预选挡位则是4挡，此时离合器K2必须处于打开状态。

如果离合器K1和离合器K2同时闭合，也就是说同时具备传递扭矩的状态，这和变速器的换挡策略识相矛盾的，此时控制单元会自动进入应急模式。因此变速器会强制打开一个离合器让其所控制的全部挡位都处于空挡状态，而另一个离合器所控制区域是有效的目的是能够开到维修站进行检查维修，这就是其中的一个故障状态即缺失相应的挡位(要么是奇数挡位或是偶数挡位)。例如电脑强制离合器K2打开，并让2、4、6、R挡处于空挡状态。这也是更多用户反映的一种情况，启动车挂上倒挡车不能走且挡位指示灯一直在闪。

那么在什么情况下离合器K1和离合器K2会同时关闭呢？在双离合器工作原理中它与我们原来的手动变速器离合器工作过程是相反的，DQ200的离合器摩擦片的摩擦是靠压力来实现的且压力越高摩擦力就越大否则便是相反状态。由于DQ200的双离合器非常紧凑，在打开状态下摩擦片和压盘之间的距离只有1.0mm左右(机电单元J743可通过位置传感器适时监控并计算)。及其精密的元件最怕灰尘、异物，所以一般双离合器意外闭合或有一个意外闭合大多都是进入异物或灰尘导致的。

那么灰尘或异物又是怎么会进入到离合器内部呢？难道DQ200的变速器不是密封的么？首先我们要了解该变速器的外部结构，DQ200变速器有两个通风口，一个是在上面用于出风，另一个在变速器正前方(车头方向)用于进风。进风的目的是为了冷却双离合器，因为DQ200它不同于湿式控制的DQ250并没有冷却油。另外关键的是DQ200干式离合器也没有所谓的离合器温度传感器。它的温度计算是由一个复杂的数学模型进行模糊计算的。在进风口处加装了一个盖子名叫防尘盖。加装了盖子降低了冷却效果，甚至导致高温烧损离合器。这些问题大众工程师们也是考虑到的，之所以加装盖子说明他们碰到了更为严重的问题，即灰尘问题。

灰尘问题主要取决于使用环境，国内的道路环境和欧洲是没法比的，灰土路太多一辆车行驶途中，尘土飞扬的情况时有发生。当离合器工作的时候，它会和发动机一起转动，转速从怠速的650r/min到更高的4 500r/min，此时它像一个风扇一样把空气中的灰尘都吸到了内部压盘中。由于自身结构存在缺陷，导致了灰尘被吸进了离合器后不会被排出，只能越积越多，越积越硬。从而导致了压盘和摩擦片的距离越来越小，最终使离合器意外的锁死。

除了这个防尘盖之外，还有一个最重要的防尘措施，就是在双离合器上打上通气孔，让高速的气流带走灰尘，图1所示为带通风孔和不带通风孔的双离合器。试验表明，一个打孔的双离合器的通灰性能是不带孔的离合器的50倍左右。而现在市场上出现的由于灰尘问题而抱死的离合器的起始里程20 000km。当然这个公里数和汽车所在地的环境有关，环境越好，里程数会越大。现在市场上3万多台的双离合器都不带防尘功能，没有打孔。原因很简单，车辆生产企业在投放市场一年后根据客户反馈的结果才发现的这个问题，从而做出了相应的改进。而以前那些有缺陷的离合器大众暂时没有处理措施。

图1 带通风孔和不带通风口双离合器对比

2.变速器内部机械零件的故障

变速器内的部件出了什么问题会导致整个箱体处于应急模式？首先我们从换挡的结构和工作原理方面入手。换挡拨叉上固定着一个永磁铁，永磁铁的正上方是挡位路径传感器。当永磁铁运动时，磁场会发生变化，传感器从而能测量换挡拨叉的位置。从而间接的得知现在车处于哪个挡位。当需要换挡的时候，看机电单元上的换挡推杆会推动换挡拨叉前进，由于换挡拨叉和同步器机构相连，从而达到了先同步，再最终完成换挡的目的。

为了达到最舒适的换挡，大众工程师采用了相对复杂的同步机构。图2所示为同步器的展开图，可以看出此同步器由见多的部件组成，且部件上有很多很多齿面和工作面。这对加工工艺和组装提出了很高的要求。

图2 同步器展开图

在“死亡闪烁”的第一部分中已简单提到了DQ200变速器的工作原理，即通过预挂挡一个挡位，关闭与之相对应的离合器来缩短换挡时间。由于换挡相对复杂的结构，任何一个零件出问题都会导致完不成换挡过程。以下几种情况也能够引起应急模式：

(1)永磁铁掉落、破损以及被铁屑覆盖。当永久磁铁掉落后会导致机电单元上的传感器检测不到磁场信号，从而不能准确的确定挡位是挂上还是脱下状态，为了保护变速器从而进入应急模式。变速器在使用过程中机件的磨损也会掉落或多或少的铁屑，铁屑随着变速器油在壳体内的飞溅被永久磁铁吸附，从而覆盖在磁铁上并改变了磁场强度，最终导致电脑测量不到准确的换挡同步器位置，一样也会导致车辆进入应急模式。

(2)拨叉问题。在0AM变速器拨叉上有黑色的塑料，该设计是为了避免拨叉与同步器机构的磨损。但塑料也有自身的缺点即机械强度不够，容易出现裂痕并脱落。当塑料脱落后会导致拨叉不能顺利的推动同步器，最后还是要进入应急模式。另外对拨叉的精度要求也比较高，其中还包括焊接的位置，其位置存在过大偏差也会导致在推动同步器时候阻力过大。当阻力过大时机电单元会尝试连续驱动五次，当第五次还未推动被卡住的拨叉时也会进入应急模式。此时的几点会记录此报错时箱体的状态，并给出相应的故障码。

(3)同步器的中间环是通过摩擦来逐渐增大传递扭矩的。给中间环镀层也是一个要求相当严格的工艺。当镀层不合格时，中间环不仅起不到正常的摩擦作用，反而由于摩擦过大产生大量的热量，使其自身变形，卡住同步器，结果一样也会导致变速器进入应急模式。