QDSJ184 大众混动系统图解

NO.184 大众混合动力系统解读1 DQ400E总成概况DQ400E是大众公司全新开发的一款P2结构的混合动力变速箱，其采用三离合器巧妙地将电机与6档变速箱集成于一体。匹配1.4T涡轮增压发动机，该总成搭载多款插电式混合动力车型。奥 迪(进 口)奥 迪A3(进 口) 2015款 e-tron途观L PHEV使用了大众集团开发的混动系统，系统内包含了一台整合电动机的DQ400e变速箱和一台1.4T发动机。这套系统的特色为结构紧凑，能整合到任何使用MQB平台的车辆上，但是输出的动力可不小，这套动力总成系统能够输出比2.0T发动机更强劲的动力，然而它的排量却只有1.4T。当然了，这套系统并不是只有1.4T发动机一个主角，另一个主角就是电动机。混动系统靠的就是电动机扭矩大、响应快的特性推动车辆于中低速行驶，而发动机则是提供中高速的动力输出，让两者发挥彼此的长处。以下就是这两位主角的介绍：整合电动机的全新一代DQ400e变速箱：DSG变速箱换挡迅速、逻辑顺畅是众所皆知的优势，称它是全世界最好的双离合器变速箱也不为过，还有一个优势，就是此变速箱的体积小，就算整合电动机，也能轻易地放进MQB平台内。途观LPHEV上的DQ400e变速箱还整合了一台能输出85kW/330Nm的电动机，和汽油机一样，都是可以独当一面的角色，借由电动机低速扭矩大的特色，在起步及低速阶段驱动车辆，节省燃油消耗。另外，这台电动机也担任起动机的角色，启动更快，发动机启停时更平顺。有了电动机的辅助，就能代替发动机在“静止启动”这种工况下工作，因为这时候发动机需要更多的能量来带动车辆，是最耗油的工况，而电动机在这种工况下则能发挥大扭矩的特色，而且不耗费汽油。由于结构紧凑，占用的空间小，所以不用开发全新平台（现有MQB平台就能够容纳），等于减低了开发成本，对于消费者来说，代表能够用最合适的价格入主PHEV车型。奥 迪(进 口)奥 迪A3(进 口) 2015款 e-tron项目参数发动机1.4T直列四缸发动机最大功率110kw/5000-6000rpm发动机最大扭矩250Nm/1600-3500rpm电机类型永磁同步电机电机总功率85kw电机最大扭矩330Nm变速箱类型湿式DCT变速箱尺寸473*534*405重量电机＋DCT：125Kg（不含油）在DQ400E变速箱总成中最核心的就是其中包含的P2模块，由一个85kw的电机、分离离合器K0和变速器的双离合器K1K2组成。其通过内外输入轴连接一款6速DCT变速箱，主要包括内外输入轴、中间一轴、中间二轴、差速器、换挡执行机构和液压阀板等零部件。DQ400E采用的是一台永磁同步电机，由电机转子、电机定子、电机冷却外壳、旋变等零部件组成。其中电机冷却水套和变速箱箱体集成为一体，电机定子固定在箱体上，电机转子通过箱体上的一对角接触轴承支撑。电机整体为扁平型，总长度股仅为117mm。2 三离合器结构DQ400E 离合器采用湿式三离合型式，三离合器系统集成在电机转子内部，转子内壁支架为整个三离合器提供支撑。K0 离合器（黄色部分）为一独立离合器，用于结合或分离发动机。布置在电机转子内部，离合器内毂的花键连接发动机的双质量飞轮DMF，离合器的外毂位于电机转子上。箱体内部的圆腔里一对滚针轴承为离合器外毂提供支撑，同时K0离合器的内部有一滚针轴承为内外输入轴提供支撑。K1离合器（绿色部分）和K2离合器（蓝色部分）和其他的双离合器结构大同小异。K1离合器外毂与电机转子支架连接，内毂的内花键用于连接内输入轴，摩擦片采用卡环固定。K2离合器的外毂布置在K1离合器外毂内部，与K1离合器外毂连接，内毂的内花键用于连接外输入轴，摩擦片也用卡环固定。离合器执行机构由活塞、回位弹簧、弹簧支架三部分组成。离合器的分离和结合靠液压控制，K1和K2离合器采用CSC来实现，K0离合器采用活塞方式实现。在变速器的箱体上及轴系上加工了控制油道。液压系统通过控制油道油压来使CSC 机构执行移动完成离合器的结合和分离。离合器为高速旋转零部件，同时为摩擦件，在工作中会产生大量的热量，就需要对离合器进行润滑和冷却。同样的，在箱体和轴系上加工有用于润滑的专用油道。3 电机奥 迪(进 口)奥 迪A3(进 口) 2015款 e-tron▲DQ400E的离合器组刨面图，其中黄色的离合器用以连接发动机和电机，而绿色和蓝色的离合器属于变速箱原有的部分，当黄色的离合器断开时，电动机单独驱动传动系统，闭合时则接入发动机动力4 变速器齿轮轴系结构DQ400E的轴系部分就是典型的DCT结构的轴系布置，同样是采用平行的三轴式设计。由内输入轴、外输入轴、中间轴1、中间轴2和差速器等组成。奇数档位主动齿轮都在内输入轴上，偶数档位主动齿轮都在外输入轴上。中间轴1上依次布置倒档、四档、一档的从动齿轮；中间轴2上依次布置二档、六档、三档、五档的从动齿轮。两个中间轴上分别布置两个同步器。（左图红线表示1档动力传递路径）电机内部有润滑油等，采用油冷方式，同时在定子外部设置有冷却水道，可以更好地冷却电机定子。在奥迪A3的电机冷却水道中，当发动机不工作时，冷却液不经过发动机中冷器直接流向电机，为电机冷却，然后流回冷却系统。此时冷却液的行程较短，冷却作用更为高效。当电机和发动机同时工作时，冷却液则是先经过发动机冷却再流向电机，最后留回冷却系统。DCT在换挡过程的无动力中断，整车舒适性好。这里用一档升二档解释其原理：发动机和电机耦合之后，K1离合器结合，K2离合器打开，此时同步器处于一档位置，动力经内输入轴传递到中间轴1档齿轮，再经同步器传递到中间轴1，再传递到输出齿轮，并且，此时可以将二档的同步器挂入，也即此时挂入了两个同步器。当二档切换一档时， K1离合器逐渐松开， K2离合器逐渐结合，即可实现无动力中断式换挡。然后再同理进行升档和降档。档位1st2nd3rd4th5th6thR主动齿1822275044502261从动齿6361505145426163速比3.52.771.851.021.022.892.86总速比13.1285.343.822.952.4210.745 换挡执行机构DQ400E的换挡执行架构为分离式驱动方式，即液压控制系统直接驱动拨叉轴的两端，这样可有效地的降低摩擦损失，同时尺寸链更短，有利于减小液压模块的振动和变形。但这种结构的缺点在于壳体加工困难，须在壳体上加工油道。轴系结构中存在4个同步器，对应的也有4套拔叉总成，实现6个前进档和一个倒档。ForkMain PadsWidth(mm)3rd Pad Width(mm)Sleeve Groove(mm)1st9.008.0010.074th/Rev9.028.0010.072nd/6th9.028.0010.073rd/5th9.068.0010.076 液压模块模块总成和组成元件油道连接管和中间壳体油道液压系统液压控制模块和左箱体油孔液压系统原理图液压系统7 油泵DQ400E的油泵由一个电机驱动两个外齿轮油泵，分别对液压系统高压及低压力供给压力油，高低压油泵采用并联的方式进行连接，在低压油油泵进油位置设置了吸油过滤器。低压油泵直接从油底壳中吸油，并给离合器及齿轮轴系提供冷却所需的润滑油，回流的油液可