大众全新一代DCT-DQ381技术解析

文章来源: 电驱技术EDT 发布时间:2021-03-30
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DQ381作为大众最新DSG系列产品,体现出大众在双离合变速器的技术领先性。从总成到部件,所有设计都是基于模块化理念,15种可变谱系的平台化产品,适应MQB平台所有车型、动力搭载。


01| 大众DSG历史 


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2003年,大众首款双离合自动变速器DQ250在德国卡塞尔工厂下线,这也开启了大众DSG系列的篇章。

2007年,为适应小型车搭载需求,大众推出首款小扭矩干式双离合变速器,DQ200采用干式离合器、高压蓄能器液压驱动,将DCT效率进一步提升。

2009年,基于DQ250技术平台而开发的大扭矩产品DQ500投产,DQ500广泛应用于前驱或四驱的紧凑型、中型车平台。

2014年,基于中国市场MQB车型平台开发的更高效的DQ380应运而生,DQ380在DQ500基础平台上作进一步优化,两者零部件通用化率高达70%。

同年,高度集成化、P2构型的混动变速器(Add-on)DQ400e搭载奥迪A3上市,DQ400e+EA211(1.4TG)形成大众最新PHEV、HEV动力搭载系统。

2017年,受更加苛刻的油耗排放趋势,大众基于DQ380平台技术升级形成全新一代高效率DCT-DQ381,与DQ380相比,排放降低9g/km。

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 02| DQ381概述


DQ381变速器具备7个前进档位,最大承载扭矩420Nm,采用多片湿式双离合器,在确保燃油经济性的前提下,DQ381更是提升其动力性目标,同平台打造前驱、四驱版本。

DQ381以效率提升、快速响应目标,基于DQ380基体进行了一系列改进举措:

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平台化的传动系统,通过传动比调整形成最多15种组合;

采用更低摩擦轴承,减少摩擦损失;

采用低粘度油品,降低搅油损失;

更小齿轮模数,传动噪音有效降低;

全新双泵系统,低能耗同时提升响应速度;

低泄漏液压系统,减小流量损失和响应时间,获得更平稳的响应速度。

软件版本升级,优化控制功能安全。

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 03| 轴系


DQ381采用DCT独有嵌套输入轴+双中间轴布置型式,内输入轴布置奇数档位齿轮,外输入轴布置偶数档位齿轮。为更紧凑结构,并没有独立倒挡中间齿轮,通过R挡和2挡共啮实现倒挡应用,如下图:

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在满足强度的情况下,DQ381对轴齿进行轻量化,通过应力喷丸、新合金材料等措施确保轻量化后的轴齿强度与DQ380保持一致。

在设计传动比时,DQ381依旧遵循大众平台化、模块化理念,通过6.5-8.5传动比调整可获得三种一级中心距,加上五种主减传动比,可得到15种产品谱系组合。这种平台化的设计开发,更加符合大众MQB平台从小型、紧凑型再到中型车,涵盖轿车、SUV不同功能定位的车型搭载需求。

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优化轴承优化方面,中间轴轴承由圆柱滚子轴承、球轴承取代DQ380的圆锥滚子轴承,降低摩擦损失,实现效率提升。中间轴右端应用的圆柱滚子轴承,左端应用深沟球轴承,在定位止动装置上,中间轴1采用锁紧螺套,中间轴2采用止动环。差速器轴承由双列角接触球轴承代替圆锥滚子轴承。

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 密封件优化方面,密封件的改进进一步减少摩擦从而提高效率。在输入轴右侧接口处的增加O型密封圈,对油封与输入轴配合进行优化;中间轴左侧深沟球轴承处,采用了低接触密封件;在湿式双离合器中,对密封件的配合间隙进行优化,同时在离合器盖中采用了径向轴密封。

 

 04| 湿式双离合器


DQ381采用湿式多片式双离合器,对湿式离合器热模型重新核算,并对核心部件摩擦片的摩擦材料进行进一步优化,在扭矩容量满足的情况下,减少摩擦片数(DQ380离合器1有6片摩擦片,DQ381减少为5片)。同时在工艺方面,除了激光焊接外,还采用电容放电焊接和铆接等其他方法。

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 05|双泵系统


油泵作为液压驱动系统的输入源头,如何降低能量损失和保证流量是需要重点关注的部件之一。大众通过对能量转换的测算,发动机驱动油泵的方式是能力转换损失最低的解决方案。同时基于整车停机滑行等情况,DQ381增加一个电子泵作为油泵系统的辅助。

图片      DQ381设计了一种新型双泵,它将体积为8cm3的小型发动机驱动叶片泵与电动辅助油泵(3.5cm)相结合,通过这样的设计,将润滑、冷却的低压流量和离合器、换挡驱动的高压流量在功能上进行分开,减小叶片泵的流量需求,从而减小叶片泵的体积。

电子泵的功能如下:(1)辅助叶片泵,通过高压液压回路,驱动离合器分离和换挡执行;(2)低粘度油品通过低压回路,用于轴齿润滑、离合器1\2冷却;(3)在启停、滑行等模式时电子泵可持续为系统供油,并且还可提升发动机再启动时离合器结合的响应速度。

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 06|液压系统


液压系统提升效率的主要方式是降低系统的流量泄漏。DQ381在DQ380的基础上,通过改进上、下之间的密封垫,新密封垫主要特点是在接触面两边都有一个带珠状的金属垫片式的活性橡胶层,被大众称为多层密封系统,其新型密封垫的应用有效降低系统的泄漏量。

同时,对先导阀也进行了优化设计,将球阀转换成闸阀,闸阀应用提升了系统的控制响应速度;另外,对电子阀的配合间隙进行了再次优化,其能够有效降低系统泄漏量。

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 07|低粘度油品 


DQ381双离合器变速箱采用湿式双离合器,轴系、液压系统和双离合器都采用了同一种润滑油。DQ381采用了低粘度油品,降低了双离合器拖曳扭矩和轴系运行的搅油损失,实现传动效率提升,提高了整个驱动系统在低温下的可控性。

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 08|TCU及控制


DQ381同DQ380、DQ500一样,采用内置式TCU,即将控制模块也液压阀板集成为一体,这样有效降低变速器内部空间需求,同时减少线束应用带来的质量风险。

软件策略方面,大众以功能划分,将软件基于模块化理念形成不同的软件包,通过不同车型所需的要求对双离合变速箱各子系统的软件开发进行模块化设计,从而实现变速箱软件平台化延展。

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 09|四驱模块


DQ381在DQ380的基础上新增四驱功能,在四驱系统依然确保模块化,确保接口保持不变。大众通过四种四驱模块(各模块接口尺寸保持一致,确保通用性)适应DQ381、DQ500对于匹配不同车型的搭载需求。

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 10|总结


DQ381最大承载扭矩420Nm,基于燃油经济性和动力性兼顾,新型低能耗双泵系统、低泄漏液压驱动系统、高容量双离合器充分对系统效率和换挡响应有效提升,轴齿强化、低摩擦轴承、轻量化材料,充分在效率最大化的前提下将动力性做到了极致。

DQ381作为大众最新DSG系列产品,体现出大众在双离合变速器的技术领先性。从总成到部件,所有设计都是基于模块化理念,15种可变谱系的平台化产品,适应MQB平台所有车型、动力搭载。


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