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Direktschaltgetriebe DSG

Hier ein PDF mit der Dokumentation der genauen Funktionsweise

Die Vorteile von Handschaltgetrieben und Stufenautomaten in einem Getriebe zu vereinen, war das Ziel bei der Entwicklung des neuen Doppelkupplungsgetriebes von Volkswagen. Aufbauend auf dem Prinzip der Doppelkupplung, das vor allem aus dem Motorsport bekannt ist, entstand in den letzten 6 Jahren das sogenannte Direktschaltgetriebe (DSG), das aufgrund der innovativen Konzeption mit 2 nasslaufenden Lamellenkupplungen und verschiedenen automatischen Schaltprogrammen den Ansprüchen von Automatikfahrern ebenso wie den Handschaltgetriebe-Fahrern gerecht wird

Konzept des DSG
Ein Doppelkupplungsgetriebe ist prinzipiell als Parallelschaltung zweier autarker Teilgetriebe zu verstehen. Jedes dieser Teilgetriebe ist daher funktionell wie ein konventionelles Handschaltgetriebe konzipiert. Das Drehmoment des Motors verzweigt sich über zwei Kupplungen(K1 + K2) auf das dazugehörige Teilgetriebe, wobei dem Teilgetriebe 1 die Gänge 1,3,5 und R, dem Teilgetriebe 2 die Gänge 2,4 und 6 zugeordnet sind. Während in einem Teilgetriebe bei geschlossener Kupplung die Momentenübertragung vom Motor zu den Rädern erfolgt, kann im 2.Getriebe -das durch die geöffnete Kupplung momentenfrei ist, durch Aus- bzw. Einlegen von Gängen der nächste Schaltvorgang des Getriebes vorbereitet werden. Ist der Schaltpunkt erreicht, müssen durch das wechselseitige Öffnen bzw Schließen der jeweiligen Kupplung die zugehörigen Teilgetriebe vom Leistungsfluss getrennt oder zugeschaltet werden. Diese Überschneidung läuft sehr schnell und ohne Unterbrechung der Zugkraft ab. Genau das führt den Fahrer zu bisher nicht bekannten Schaltzeiten auf höchstem Komfortniveau.
Folge: Das sich daraus ergebende dierekte Triebstranggefühl ist einzigartig für ein Fahrzeug mit Automatikantrieb. Einen besonderen Schwerpunkt bildete die Entwicklung und kontinuierliche Optimierung zugkraftunterbrechungsfreier, "direkter" Schaltungen innerhalb eines Teilgetriebes. Diese vermeindliche "Archillesferse" im Schaltablauf von Doppelkupplungsgetrieben hat in der Vergangenheit häufig zu Projektentscheidungen gegen das Getriebekonzept geführt, da diese Schaltungen als besonders kritisch bezüglich Schaltgeschwindigkeit und Schaltkomfort betrachtet wurden. Das Ergebnis der Entwicklung bei Volkswagen sind Schaltabläufe -zB zu beobachten an einer schnellen Rückschaltung von 6 nach 2 -die aktuell von keinem anderen Automatrikgetriebe erreicht werden. VW zeigt mit dem DSG weltweit erstmals, wie dieses Systemproblem von Doppelkupplungsgetrieben überzeugend gelöst wurde.

Die Doppelkupplung
Die Doppelkupplung des DSG ist in gemeinsamer Arbeit zwischen VW und dem Entwicklungspartner BORG-WARNER entstanden.Dem Momentfluss folgend wird das von einem Zwei-Massen-Feder-Dämpfer übertragene Drehmoment des Motors über eine Steckverzahnung in die Eingangsnabe der Kupplung geleitet. Von dort aus gelangt es über die Mitnehmerscheibe in das Kupplungsgehäuse bzw den Außenlamellenträger der Kupplung K1 und weiter in die Hauptnabe sowie den Außenlamellenträger der Kupplung K2. Die Hauptnabe der Kuppllungwird über 2 Nadellager auf der EW2 reibungsarm gelagert. Das Drehmoment fließt von den Motorseitig angeordneten Stahllamellen auf die den Innenlamellenträgern zugeordneten Reiblamellen und weiter auf EW1 bzw. EW2. Die Betätigungskolben beider Kupplungen sind fliehölkompensiert und arbeiten gegen reibungsoptimierte Rückstellfedern. Das Drucköl zur Kupplungsbetätigung wird aus Ringkanälen über eine Drehdurchführungshülse mit axial verlaufenden Kanälen den Kolbenräumen zugeführt. Durch axial in der Hauptnabe verlaufende Kanäle wird die Doppelkupplung intensiv mit einem stufenlos einstellbaren Kühlölstrom versorgt. Ein im Kupplungsraum angeordneter Sensor überwacht die Temperatur des aus der Kupplung austretenden Schleuderöls und dient zur Steuerung der für die Kupplungsfunktion optimalen Kühlölmenge. Durch den im Bedarfsfall zur Verfügung stehenden Kühlölstrom von bis zu 20l/min in Kombination mit einem hohen Wärmespeichervermögen der Doppelkupplung sind kurzzeitig Reibleistungen bis zu 70kW induzierbar. Das Nennmoment der Kupplung von 350Nm wird bei einem Ansteuerdruck von 10Bar übertragen. Insbesondere durch die gute Regelbarkeit steht ein Anfahrelement zur Verfügung, das optimal auf die jeweilige Motorisierung, Fahrsituation und Umgebungsbedingungen angepasst werden kann -mit einem hydrodynamischen Wandler ist dies nicht möglich. Durch den Einsatz dieser Doppelkupplung in Verbindung mit schnellen Gangwechseln erlebt der Fahrer ein für Automatikgetriebe völlig neues Triebstranggefühl -diese Tatsache soll im übrigen auch durch die Bezeichnung des Getriebes als Direktschaltgetriebe zum Ausdruck kommen.


Schaltaktorik
Das Schalten der sechs Vorwärtsgänge und des Rückwärtsganges geschieht über hydraulisch betätigte Schaltgabeln, die im Gehäuse gelagert sind. Im DSG sind 4 unabhängig voneinander zu betätigende Schaltgabeln angeordnet, die dierekt auf die Schaltmuffen der Gänge 1/3 , 2/4 , 6/R und 5 wirken. Die definierte Position jeder Schaltgabel ergibt sich einerseits durch im Gehäuse fixierte Rastierungshülsen, andererseits durch auf beide Schienenenden wirkende Betätigungskolben. Der auf die Kolben einwirkende Öldruck verschiebt die gesamte Einheit in die jeweilige Schaltrichtung. Eine Polplatte mit je 2 Magneten liefert über einen Hallsensor ein analoges Wegsignal.Die Lagerung erfolgt über Kugelhülsen, die sich auf Stahlhülsen im Gehäuse abstützen. Diese Hülsen bilden gleichzeitig den Zylinderraum für die Betätigungskolben. Der zur Betätigung notwendige Druck kann variabel zweischen 0 und maximal 20 bar eingestellt werden. Damit kann einerseits eine variable Schaltgeschwindigkeit eingestellt, andererseits mit Hilfe der Sensorik angefahren und überwacht werden.

Fahrleistungen und Verbrauch
Handschaltgetriebe zeichnen sich aufgrund ihrer Konzeption durch die höchsten Wirkungsgradwerte aller Getriebearten aus. Demzufolge ist mit dem Einsatz eines Radkonzeptes vergleichbar einem Handschaltgetriebe, der Minimalzahl von zwei Kupplungen, um zugkraftunterbrechungsfreies Schalten zu realisieren, sowie durch Optimierung von Ölpumpe, elektrohydraulischer Steuerung und aller anderen Verbraucher die Basis für ein wirkungsoptimiertes Automatikgetriebe gelegt. In Kombination mit der hohen Gangzahl sowie einer großen Spreizung sind bestwerte im KRaftstoffverbrauch eines Fahrzeuges vorprogrammiert. Mit dem Einsatz dieses GEtriebes ist es gelungen, dem Kunden ein Konzept anzubieten, das Kraftstoffverbrauchswerte unter denen vergleichbarer Handschalter liefert.

Vergleich AUDI A3 3.2 DSG und 6-Gang-Schaltgetriebe
Die schon sehr guten Beschleunigungswerte des Handschaltgetriebes werden nochmals um 0,2 sec unterboten. Der Grund dafür ist in den zugkraftunterbreichungsfreien Schaltungen "1 nach 2" und "2 nach 2" via DSG zu finden. Die maximale Geschwindigkeit des Handschaltgetriebes wird in Kombination mit DSG ebenfalls erreicht. Gerade in Bezug auf dieses Kriterium zeigt sich sehr gut der Gesamtwirkungsgrad des DSG auch unter Vollast. Insbesondere aber der im MVEG-Zyklus mit dem DSG gemessene Verbrauchswert von nur 9,8l/100km zu 10,5l/100km mit dem Handschaltgetriebe wird aktuell von keinem konventionellen Automatik-Getriebe erreicht



Hier ein PDF mit der Dokumentation der genauen Funktionsweise