Als we het hebben over het Direktschaltgetriebe – de ‘DSG-bak’ – van de Volkswagengroep (VAG), dan spreken we over een transmissie met een dubbele koppeling. De bedoeling van een dergelijke constructie is kunnen wisselen van overbrengingsverhouding (overbrengingstrap, versnelling, rijstand) zonder trekkrachtonderbreking. Ook andere merken dan Volkswagen, Audi, Seat en Skoda hebben modellen met een dubbele koppeling. Er zijn ook uitvoeringen met droge en natte koppelingen. De DSG is er met een natte of een droge koppeling. Gelet ook op de wijde verspreiding van de DSG van Volkswagen zal ik die verder behandelen.
De ‘basisuitvoering’ van de DSG (DQ250, 6DCT450) heeft zes overbrengingsverhoudingen en heeft een natte plaatkoppeling. Twee andere relatief veel voorkomende uitvoeringen zijn de DQ250 6-traps transmissie met droge plaatkoppeling en de DQ200 7-traps transmissie met natte plaatkoppeling.
De DQ250 (‘basisuitvoering’) is in principe opgebouwd uit twee aandrijfassen. Deze draaien in ‘elkaar’; aandrijfas 2 draait in aandrijfas 1. As 2 is dus hol en as 1 draait daarin. Aan het uiteinde zit een dubbele koppeling. Het zijn wel twee zelfstandig werkende versnellingsbakken die met een koppeling met de motor zijn verbonden.
De twee versnellingsbakken hebben de volgende functies. De ene versnellingsbak heeft de oneven overbrengingen (1, 3, 5, ….). De andere versnellingsbak heeft de even overbrengingen (2, 4, 6,…).
De DSG heeft natte of droge koppelingen die als lamellen zijn uitgevoerd. De buitenste van beide koppelingen zijn (om thermische redenen) als ‘wegrijkoppeling’ voor de 1e versnelling en voor de achteruit gedacht, dat wil zeggen qua afmetingen daaraan aangepast.
Voor de 3e en 5e overbrengingstrap wordt deze koppeling als schakelkoppeling gebruikt. De binnenste lamellenkoppeling – die een combinatie vormt met de buitenste lamellenkoppeling – is het schakelelement voor het schakelen van de 2e, 4e en 6e overbrengingstrap. Dit voor zover het de transmissie met zes overbrengingsverhouding betreft.
Fig 1. De DSG opengewerkt weergegeven. Een compacte constructie toepasbaar op veel voertuigen uit het VAG-programma (foto: Volkswagen Media).
De DSG-transmissie met zeven trappen (bijvoorbeeld de DQ200-7F), zoals die in 2008 is geïntroduceerd, heeft vier assen waarop de zeven overbrengingsverhoudingen vooruit en de achteruit geplaatst zijn. Op aandrijfas 1 zijn de overbrengingstrappen 1, 3, 5 en 7 gemonteerd. Op de aandrijfassen 2 en 3 zijn dat de overbrengingstrappen 2, 4, 6 en de achteruit. Bij de DQ200-7F is er sprake van gescheiden smeercircuits voor de mechatronica en het mechanisch gedeelte. Inmiddels zijn er ook uitvoeringen van de DSG met meerdere overbrengingsverhoudingen.
Figuur 2: De krachtenstroom schematisch weergegeven. De beide assen - met groene pijlen - draaien constant, waardoor er tijdens het overschakelen geen onderbreking van de aandrijving plaatsvindt. (afbeelding: Volkswagen Media)
De mechatronica is de centrale aanstuur- en regeleenheid. Deze regeleenheid bevat hydraulische componenten en sensoren. Hij stuurt in totaal acht elektromagnetische kleppen aan. Deze bedienen de overbrengingstrappen en de koppelingen. De oliedruk die daarvoor nodig is, wordt geleverd door een tandwielpomp aangedreven door een elektromotor.
De regeleenheid is ‘zelflerend’ en voert adapties uit voor de posities van de koppelingen, de versnellingen als deze zijn ingeschakeld en de hoofddruk vanuit de sensoren die dit bewaken.
De keuzehefboom (‘pook’) is ook van sensoren voorzien. Deze nemen de schakelstand van de hefboom op en die wordt in het regelapparaat van de keuzehefboom verwerkt. Via een CAN-bus worden de gegevens aan de mechatronica toegevoerd. Als optie kan de stand van de ‘flippers’ achter of op het stuur met behulp van Hall-sensoren worden opgenomen. Deze signalen worden door het regelapparaat dat overeenkomt met die van de keuzehefboom aan de mechatronica toegevoerd.
De snelheid van de primaire zijde van de koppeling wordt door toerentalsensoren opgenomen. Dat is ook het geval met de hoofdassen 1 en 2 in de (deel-)transmissies.
Die signalen ondergaan een rekenkundige bewerking, waarmee gecontroleerd wordt of de schakelvorken de juiste positie innemen. Daarnaast zorgen temperatuursensoren voor de controle van de temperatuur van transmissieolie en regelapparaat.
Overigens is de koppeling voor een groot deel verantwoordelijk voor het opwarmen van de transmissie. Daarom is dan ook een oliekoeler gemonteerd, die opgenomen is in het koelsysteem van de motor.
Zoals bij alle elektronische systemen gebeurt het opnemen van (elektrische) signalen door sensoren, worden verwerkt in een regelapparaat en die stuurt dan de componenten aan met behulp van actuatoren.
Belangrijk voor de mechatronica is de positie – de plaats op een bepaald traject – van een beweegbare component. Er zijn bijvoorbeeld twee sensoren die de positie van de koppelingen opnemen. Ook zijn er sensoren die de positie van de tandwielen op de tandwielassen in de gaten houden en feedback aan de mechatronica geven welke versnelling is ingeschakeld.
Dan zijn er sensoren die het toerental van de ingaande as meten en van de twee assen in de transmissie. De (hydraulische) druk van de transmissieolie wordt gemeten en ook de actuele temperatuur in de bak.
Uiteraard ontvangt de mechatronica de ‘schakelwens’ van de bestuurder door de schakelaar van de Tiptronic in het stuurwiel. Zoals al aangegeven kan er een keuzehefboom (versnellingspook) aanwezig zijn met een versnellingsindicatie in het combi-instrument.
De actuatoren voor de DSG zijn hoofdzakelijk de kleppen in de transmissie die door middel van oliedruk worden bediend. De elektrische aansturing van de koppeling gebeurt door de primaire spoel die een wisselspanning krijgt toegevoerd.
Om een ijzeren kern ontstaat een magnetisch veld. Als de koppeling wordt geactiveerd verplaatst zich een permanentmagneet door het magnetisch veld.
Door de beweging van de permanentmagneet wordt een spanning geïnduceerd. Dat gebeurt door spoelen die links en rechts van de permanentmagneet zijn geplaatst.
Maatgevend voor het bepalen van de positie van de permanentmagneet is de hoogte van de spanning in de linker en rechter spoel. Hiermee wordt de positie van de koppelingsstelplunjer gemeten. En daarmee in hoeverre een koppeling is in- of uitgeschakeld (wel of niet in aangrijping).
Beide sensoren zijn in de mechatronica gemonteerd. Volkswagen hanteert daar – zoals wellicht al bekend is – nummers voor.
Sensor 1 heeft nummer G632 en sensor 2 het nummer G612. Deze nummers worden bij meer specialistische diagnosetesters ook weergegeven. En dan is er ook een sensor die buiten de mechatronica is gemonteerd en dat is de G182.
Het is de enige sensor waarbij dat het geval is. Taak van die sensor is het meten van het toerental van de ingaande as aan de hand van het meten van het toerental van de starterkrans. Dit is gelijk aan het motortoerental. Deze sensor werkt volgens het Hall-principe.
Storingen van de toerentalsensoren hebben de foutcodes 17106 P0722 of 18201 P1793. Overigens, als sensor G182 uitvalt – de sensor die dus buiten de mechatronica is gemonteerd – zal het regelapparaat het signaal van het motortoerental als ingangssignaal gebruiken (vervangende waarde).
De 7-bak DSG heeft een oliepomp voor de mechatronica. Deze levert allen de op een bepaald bedrijfspunt benodigde oliedruk. De olievoorraad staat los van de olie die voor de smering van de (mechanische) versnellingsbak wordt gebruikt.
De hydrauliekpomp van de mechatronica is in de mechatronicamodule ingebouwd. Deze pomp wordt aangedreven door een elektromotor. Het is verder een conventionele tandwielpomp. De druk is ongeveer 70 bar. Er is ook een druksensor gemonteerd. Vanaf het oliefilter wordt de olie richting oliedrukbegrenzingsklep getransporteerd. Bij 70 bar geeft de druksensor aan het regelapparaat het signaal de elektromotor (dus ook de pomp) uit te schakelen. Er is een bypass die werkt als de filterleiding verstopt is. Er is ook een drukvoorraadhouder die met behulp van gas een restdruk voor het systeem in stand houdt. De inhoud van die voorraad is 0,2 liter.
In het kort zal ik het schakelen van de DSG met zes overbrengingsverhoudingen beschrijven. De versie met zeven trappen is daarmee vergelijkbaar. In ieder geval geldt voor beiden dat het de uitvoering voor montage dwars voorin betreft met voorwielaandrijving. De hierna beschreven zestraps heeft twee in elkaar grijpende deeltransmissies. In doorsnede lijkt deze op een handgeschakelde versnellingsbak met drie assen. De motor zorgt via een tweemassavliegwiel in de buitenste lamellendrager voor de aandrijving van de koppelingen. We noemen deze koppelingen K1 en K2. As 2 is verbonden met koppeling K2; as 1 met koppeling K1. De binnenste lamellendrager van de beide koppelingen is door middel van spiebanen met de ingaande assen van de beide deeltransmissies verbonden.
Figuur 3a: Het assenstelsel van de DSG 'live'(foto: Volkswagen Media)
Figuur 3b: Het assenstelsel van de DSG schematisch aangegeven; Antriebswelle = aandrijfas, Eingangswelle 1 en 2 = ingaande assen (die in elkaar draaien), Mechatronik = mechatronica (elektronisch regelapparaat), Rücklaufwelle = as met tandwiel achteruitversnelling, Feder-Dämpfer-Element = veer-demperelement = dubbel vliegwiel met demperelement dat schokvrij rijden bevordert (foto: Volkswagen Media).
De buitenste van de beide koppelingen is als wegrijkoppeling voor de 1e versnelling als ook voor de achteruitversnelling voor wat de afmetingen betreft daarop afgestemd. In de 3e en 5e trap dient deze koppeling als schakelkoppeling. De binnenste lamellenkoppeling is de schakelkoppeling voor de overbrengingstrappen 2, 4 en 6.
Het koppel van 350 Nm wordt in dit voorbeeld (door een regelklep met een regeldruk van 10 bar) door het tweemassavliegwiel en spiebanen doorgeleid naar de naaf van de koppelingseenheid. De koppelingsruimte wordt door een afscheiding verdeeld in een droog en een nat gedeelte. Het koppel wordt vanuit de koppelingsruimte door een meeneemschijf in het koppelingshuis respectievelijk de buitenste lamellendrager van de koppeling K1 en verder in de hoofdnaaf als ook de buitenste lamellendrager van koppeling K2 geleid. De hoofdnaaf van de koppeling wordt door twee naaldlagers op de buitenste ingaande as van de transmissie wrijvingsloos gelagerd. Aan motorzijde zijn stalen lamellen gemonteerd. Het motorkoppel wordt daar vanuit met overgebracht op de binnenste lamellendragers met wrijvingslamellen. Uiteindelijk komt het koppel op de binnenste respectievelijk buitenste ingaande assen.
De plunjers die de beide koppelingen activeren, werken tegen de wrijvingsgeoptimaliseerde terugstelveren. De olie voor het bedienen van de koppeling wordt vanuit de ringkanalen via een smoring met axiaal geplaatste toevoer naar de plunjerruimten geleid. Een in de koppelingsruimte gemonteerde sensor bewaakt de temperatuur van de vanuit de koppeling weggeslingerde olie. Deze sensor is er ook voor de regeling van de voor de werking van de koppeling optimale koeloliehoeveelheid. Deze oliestroom kan zonodig 20 liter per minuut bedragen.
Storingen aan de DSG kunnen we verdelen in een drietal hoofdgroepen:
1. storingen aan de koppeling;
2. storingen/defecten in het mechanisch gedeelte van de versnellingsbak;
3. storingen in de elektronische aansturing, inclusief de mechatronica.
Vanuit stilstand optrekken kan gepaard gaan met stotend wegrijden van de auto. Bij een auto met een conventionele koppeling kan je denken aan vet of olie op de koppelingsplaat. In het geval van een DSG-bak is dat eigenlijk uit te sluiten, afhankelijk van het feit of je met een DSG te maken hebt met een droge of een natte koppeling. Het voeringmateriaal van de koppeling kan wel slijtage vertonen; daarin wijkt de DSG niet af van een gewone transmissie. En naarmate het erger wordt zal de (dubbele) koppeling moeten worden vervangen.
Eventueel zou er nog sprake kunnen zijn van versleten of defecte motorsteunen, waardoor de aandrijfeenheid tijdens het optrekken (en ook bij decelleratie) teveel kan bewegen (kantelen).
Let op of bij ‘het verdacht’ maken van de koppeling tijdens het stationair draaien van de motor geen ‘klapperend’ geluid hoorbaar is. Dan is het hoogst waarschijnlijk niet de koppeling, maar het dubbele vliegwiel tussen motor en transmissie. Dat tweemassavliegwiel bestaat uit twee platen die ten opzichte van elkaar iets kunnen bewegen. Dat zorgt voor een soepele overdracht van het koppel van motor naar DSG. Is het tweemassavliegwiel versleten, dan maakt deze het klapperende geluid tijdens stationair draaien en is schuldig aan het niet soepel wegrijden van de auto.
Voor het vervangen van de koppelingen is er speciaal gereedschap nodig. Dit is voor een deel leverbaar via de (universele) automaterialenleveranciers.
Figuur 4: Tweemassavliegwiel met veer-demperelement (foto: Volkswagen Media)
Het mechanisch gedeelte van de DSG komt overeen met dat van een conventionele handgeschakelde versnellingsbak. Er kunnen dus schade en defecten ontstaan aan tandwielen, synchromesh en lagers. Doet dat zich voor dan moet daar zo snel mogelijk aandacht aan worden besteed. Gevolgschades die ontstaan door een defecte synchromesh zijn uiterst kostbaar!
In het geval er een storing optreedt in de elektronische aansturing/mechatronica kunnen deze worden uitgelezen met een diagnosetester. Let er wel op dat deze passende updates heeft en dus de actuele foutcodes kan weergeven. Een aantal foutcodes zal ik hierna aangeven. Zorg er wel voor – en dat geldt bij elke diagnose met een tester – dat de batterij (accu) voldoende geladen is.
Voordat de uitlezing van de meetwaardeblokken kan beginnen controleren we eerst of de accu (batterij) volledig geladen is. Ben je er niet zeker van of heb je bedenkingen over het functioneren van andere (sub-)systemen, scan het gehele motormanagementsysteem en zonodig de systemen die met het rijdend gedeelte (met name ABS, ESP, antidoorslipregeling, enz.) te maken hebben. Geven deze systemen foutcodes, onderzoek dit, eventueel reparaties uitvoeren en ga dan pas over de diagnose van de DSG.
Als voorbeeld wordt hier de uitvoering van de 7-traps DSG gegeven, bestemd voor montage dwars voorin het voertuig (voorwielaandrijving).
Als eerste gaan we na wat de bestuurder/klant heeft gemerkt toen zich een storing voordeed. Oftewel, wat is hij of zij tegengekomen.
- Het begint vaak met het knipperen van de lamp die de versnellingskeuze weergeeft; de PRNDS-lamp;
- De bak wil niet inschakelen of staat/schiet in de neutraalstand;
- De transmissie stopt als deze te heet is;
- Het lijkt er op dat de motor minder vermogen geeft. Wellicht dat het MIL-lampje gaat branden. Motor en/of de bak gaat in noodloop. Als de motor in noodloop gaat – dus niet het volledige koppel kan leveren – kan de transmissie op andere momenten gaan schakelen. Dat ligt dus niet aan de bak. Eerst motordiagnose!
- Transmissie kan uit de versnelling schieten, achteruit kan niet worden ingeschakeld.
P117C Tolerantiegrens koppelingsplaat bereikt (versleten)
P1899/006297 Koppeling 2, beperkte werking
P189A Koppeling 1, te weinig ruimte
P189B Koppeling 2, te weinig ruimte
P189C Onvoldoende drukopbouw
005981 Koppeling 1 werkt ineens zonder dat daar reden toe is.
Overigens, als de koppelingsplaten slijten heeft dit invloed op de lengte van de schakelas. Bij sommige diagnosetesters is dat uit te lezen. Je merkt het ook aan het rijden; schokkerig overschakelen.
Figuur 5: Mechatronic in onderdelen (foto: John Bullock)
Vervangen van de mechatronica (procedure aanbevolen door Ross VCDS). Dit betreft dan wel de mechatronica van een DSG bestemd voor een VAG-voertuig met voorwielaandrijving (motor dwars voorin).
Let er op dat het monteren/aanmelden van de DSG per voertuig kan verschillen. Het verdient dan ook aanbeveling de procedure te volgen die wordt aangegeven in de werkplaatsdocumentatie voor de betreffende motor-/transmissiecombinatie. Ook het hanteren van een diagnosetester die werkt met meetwaardeblokken verdient dan aanbeveling.
Op een forum zag ik ook een vraag over sporadisch niet willen schakelen van de transmissie (bijvoorbeeld van 2 naar 3). Omdat het sporadisch is, zullen een aantal diagnosetesters geen foutcode opslaan.
Het verdient dan aanbeveling (gelet op het sporadische probleem van het schakelen) om de onderhoudshistorie er bij te halen (indien aanwezig). Is bij 60.000 km de transmissievloeistof ververst? Nog liever - zo leert de ervaring - bij 40.000-45.000 km. Jammer dat er dan geen foutcodes kunnen worden uitgelezen. Gaat het PRNDS-lampje in het combi-instrument knipperen? Kan duiden op een storing in de mechatronica (staat de DSG 7-bak om bekend). Gaat het EPC-lampje oplichten + 30 Amp-zekering die doorslaat (het heeft dan geen zin om te verwisselen als het defect niet is verholpen). Duidt ook op een defecte mechatronica. Als het EPC-lampje oplicht is het ook aan te bevelen het motormanagement uit te lezen. En dan is er een hele serie foutcodes die defecten in de solenoides van de plunjers (drukregeling) aangeven. Maar die moet je wel kunnen uitlezen; deze hebben dan vaak betrekking op sluiting in die componenten (interne VAG-aanduiding N215 en N216).
Bronnen:
Voor verdere informatie zou je de VAG-zelfstudieprogramma’s kunnen raadplegen, de columns van John Bullock en natuurlijk de onvolprezen Ross Tech VCDS berichten op internet met in het verlengde de foutcodelijsten van Gerrit Speek;
Atte Roskam
