刘平 皮兴旺
摘要:DQ200干式双离合变速器作为DSG变速器家族的优秀代表之一,在结构和性能上的优势可圈可点。然而,作为一款7速干式双离合变速器,在换挡过程中存在顿挫、冲击等不平顺现象也确实存在。本文主要对DQ200变速器换挡不平顺故障进行分析与研究,研究结果对排除DQ200变速器换挡不平顺故障有十分重要的指导意义。
Abstract: As one of the outstanding representatives of DSG transmission family, DQ200 dry dual-clutch transmission has remarkable advantages in structure and performance. However, as a 7-speed dry dual-clutch transmission, unevenness such as setbacks and shocks do exist in the shifting process. This article mainly analyzes and researches DQ200 transmission gear shifting irregularities. The research results have very important guiding significance for eliminating DQ200 transmission gear shifting irregularities.
關键词:DQ200;干式双离合;换挡不平顺;故障诊断与排除
Key words: DQ200;dry double clutch;uneven shifting;fault diagnosis and troubleshooting
中图分类号:U472.43 文献标识码:A 文章编号:1674-957X(2021)24-0133-03
0 引言
DSG变速器是目前世界上最先进的、具有革命性的变速器系统,现阶段各大汽车品牌都在倾向DSG变速箱所靠拢,大众在2002年于德国沃尔夫斯堡首次向世界展示了这一技术创新。DSG可以手动换档也可以自动换档,它比传统的自动变速器易于控制也能传递更多功率但又比手动变速器反应更快。DQ200变速器作为DSG家族重要代表作之一,由大众公司与博格华纳公司共同研发,具备7个前进挡的7速干式双离合变速器。有着结构简单,换挡速度快,传递效率高(大于90%)等优点,广泛配备在朗逸、高尔夫,速腾等扭矩不大于250N·M的车型上。随着DQ200的不断普及,DQ200变速器在换挡过程中出现换挡顿挫、冲击等换挡不平顺的故障也随之显露出来,成为DQ200变速器不可忽视的技术问题。本文以DQ200变速器为载体,结合装备DQ200变速器的车辆出现换挡不平顺的故障现象,通过基本检查与检测,围绕故障现象涉及到的故障范围对车辆变速器进行系统的分析,找出引发故障的可能原因,按照由简单到复杂的排故逻辑,按照排故五步法解决故障。本次排故流程及分析结果对排除DQ200变速器换挡不平顺故障有十分重要的指导意义和参考意义。
1 故障现象
一台装备DQ200变速器的1.4T朗逸轿车,在车子前进时,频繁出现顿挫和冲击,车主感觉驾驶感太差,不太安全,到店检修。通过维修技师试驾和基本检测,该车在变速器换挡的时刻顿挫和冲击感尤为明显,且变速箱系统无故障码,初步诊断为DQ200变速器换挡不平顺故障。
2 DQ200结构组成与工作原理
2.1 DQ200的主要技术参数
2.2 DQ200变速箱的结构组成
DQ200变速器主要由双离合器(K1/K2)、箱体部分(齿轮传动机构)和机电控制单元3大部分组成,基本结构如图1所示。
2.2.1 单片干式双离合器 DQ200双离合变速箱有两个单片干式离合器,有驱动盘、两个扭转减震器的摩擦从动盘、两个推力轴承、两个操作杆K1和K2、塑料固定架等构成,如图2所示。扭矩通过发动机曲轴、双质量飞轮、双离合器进行传递。双质量飞轮装配有内齿,与双离合器的外壳上装配的外齿相啮合。这样,扭矩就被传递到双离合器。两个从动摩擦片分别于输入轴1和2相连。输入轴1较细和靠近发动机的摩擦盘相连,输入轴2与远离发动机的从动盘相连。大小操作杆K1、K2通过推力轴承与一大一小、一深一浅的两个膜片弹簧相结合。
2.2.2 齿轮传动机构 如图3所示,DQ200双离合变速箱包含两个独立的齿轮副。从功能上来讲,每个齿轮副结构可作为一个手动变速箱。每个齿轮副匹配一个离合器。两个离合器都是干式离合器,根据切换的档位,机电装置控制单元控制离合器的打开和闭合。通过离合器K1,齿轮副1和输出轴1切换1,3,5和7档。通过离合器K2,齿轮副2以及输出轴2和3切换2,4,6和倒档。总有一个齿轮副处于啮合状态,因为对应的离合器一直处于打开状态,临近档位可以在另一个齿轮副中挂入。
2.2.3 机电控制单元 机电单元就是相当于变速箱的“大脑”,变速箱是否能有条不紊的工作,就靠它了。它除了“发号施令外”,也要亲力亲为地执行:通过控制液压操纵杆来实现离合器(K1、K2)以及挡位的切换。双离合器对滑阀箱的操纵杆控制要求非常高,如液压操纵杆顶出的时间、顶出的力度、回撤的时间等都必须精确控制,如因故障不能精准工作会怎样?
DQ200变速箱是采用下一档齿轮预啮合的方法,就是说如1挡在工作时,2档齿轮预先就与第二输入轴连接,只是这时的K2离合器与第二输入轴是处于分离状态,故只有第一输入轴输出动力。而如果这时K1,K2离合器同时结合(即第一、第二输出轴同时输入动力),那就有两个不同速比的扭矩同时输出到差速器齿轮,这样将会产生严重的机械干涉。(图4)
2.3 DQ200的结构和功能示意图(图5)
2.4 工作原理
如图6所示,DQ200变速器机械系统与传统手动变速器一样,DQ200可看作是由机电控制单元控制换挡的手动变速箱。由输入轴、输出轴差速器、同步器等组成。它由7个前进挡和一个倒挡构成。输入轴1与输出轴1、输出轴2的一部分常啮合构成了1、3、5、7挡。输入轴2与输出轴1、输出轴2的另一部分,输出轴3全部啮合,构成了2、4、6和倒挡。输出轴1、2、3与差速器相啮合输出动力。驱动轴1通过花键与K1相连,用于驱动1、3、5、7挡。驱动轴 2被设计成空心轴,安装在驱动轴1的外侧。通过花键与K2相连,用于驱动2、4、6、R挡。
2.5 挡位传递路线
DQ200各挡位传递路线如下所示:
①一档动力传递路线:离合器K1→输入轴1→输出轴1→ 差速器
②二档动力传遞路线:离合器K2→输入轴2→输出轴1→差速器
③三档动力传递路线:离合器K1→输入轴1→输出轴1→差速器
④四档动力传递路线:离合器K2→输入轴2→输出轴1→差速器
⑤五档动力传递路线:离合器K1→输入轴1→输出轴2→差速器
⑥六档动力传递路线:离合器K2→输入轴2→输出轴2→差速器
⑦七档动力传递路线:离合器K1→输入轴1→输出轴2→差速器
⑧倒车档动力传递路线:离合器K2→输入轴2→输出轴3→差速器
2.6 DQ200变速箱的标识
3 故障原因分析
针对DQ200变速箱换档不平顺故障现象进行了进一步的实验和分析,结合为日常案例和遇到的问题进行分析,DQ200变速箱换档不平顺主要分成四部分:①机电控制单元引起的换档不平顺;②离合器引起的换档不平顺;③外部条件原因引起的换档不平顺;④电脑自学引起换档不平顺;通过之前的故障车辆试驾和车辆基本检测结果可知,变速器控制单元无故障代码,且冲击和顿挫感在换挡时刻尤为明显,因此,按照故障排除由简到繁的原则,对DDQ200离合器进行检测。离合器引起的换档不平顺可分为两个方面:离合器本身故障和离合器与软件不匹配引起抖动。
4 故障检测
①对变速器控制软件进行升级和刷新后进行试车,驾驶感觉无明显变化,故障依旧存在。
②检查故障车辆离合器自适应曲线
故障车辆离合器K1自适应曲线如图8所示。
由图可知,故障车辆离合器K1的real特性曲线(黑色曲线),未在“min”和“max”曲线的允许范围之内,因此判定离合器K1曲线是否不合格,离合器K1存在故障。
③拆卸变速器,取出K1和K2离合器总成。
通过对离合器K1和K2的检查,发现K1和K2离合器存在磨损不均匀和部分烧蚀的情况,按照维修要求,需要进行更换。
④更换双离合器总成。
更换双离合器总成,并进行离合器自适应试跑,充分自适应试跑后,读取离合器自适应曲线,如图10所示。
由图可知,在进行离合器总成更换后,离合器自适应曲线在规定范围内,符合要求。
5 故障排除
更换离合器总成和完成离合器自适应试跑后,维修技师进行试车验证,整车驾驶平顺,故障修复。
6 总结
由于双离合器总成存在烧蚀且磨损严重的机械故障,导致换挡过程中,离合器在结合过程中,无法快速、平稳的结合,从而导致换挡过程中出现不平顺的现象,最终导致车辆换挡冲击、顿挫,驾驶体验感差,严重时可引发交通事故。因此,本次故障案例中,首先通过对车辆进行试驾,确定了故障现象;其次,通过对DQ200变速器工作原理进行分析,结合对车辆的基本检测结果,分析故障可能的原因;再次,对可能导致故障产生的部件,由简到繁进行检测,最终找到故障元件;最后,确定故障点并进行故障修复,对实车进行验证,排除故障。
本文重点为DQ200变速器换挡不平顺故障解决的整个过程,希望对遇到类似故障的朋友和维修技师快速解决故障有所帮助。
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