【正文】 淺談 01N 自動變速箱 上海大眾湖南申湘銷售服務有限公司 410001 [摘 要 ] 本文 對 上海大眾 01N 自動變速箱的機械、電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理進行深入的解析。在此基礎上，結(jié)合 本人的 維修實踐 經(jīng)驗 ，歸結(jié)出 01N 自動變速箱的VAG1552 故障診斷模式及 故障排除 操作流程 ， 以期使得維修人員獲得維修自動變速箱的啟示。 [關(guān)鍵詞 ]： 結(jié)構(gòu)與原理 模糊控制 故障自診斷 故障排除流程 目 錄 2 自動變速箱概述 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 3 01N 自動變速器的基本組成 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 4 01N 自動變速器的工作過程 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 5 01N 自動變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 8 01N 自動變速器供油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 22 01N 自動變速器 輔助裝置 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 27 自動換擋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 28 01N 自動變速箱電子控制系統(tǒng)組成及功能 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉ ┉┉┉┉ 30 01N 自動變速箱自診斷 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 33 01N 自動變速箱典型故障的診斷與排除 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 45 1 參考文獻┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 63 1 附錄 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 64 1 致謝 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 68 自動變速箱概述 3 自動變速箱由于其起步性能、通過性能好，操作性能高及較強的安全性。使得其在全世界上得到了飛速的發(fā)展。它經(jīng)歷 了 動力革命、傳動革命與控制革命三大革命。自動變速箱于 1905 年首次由美國的 BORG WARNNEER 公司開發(fā)成功并裝車使用，并在 1906 年開發(fā)成功液力偶合器， 1940 年美國通用汽車公司生產(chǎn)出第一臺現(xiàn)代意義上的自動變速箱。 1982 年豐田公司制造出第 一臺微機控制和行星齒輪系統(tǒng)組成的全自動自動變速箱 A140E 自動變速箱。九十年代以后，電子化的進程快速發(fā)展，機械結(jié)構(gòu)日益復雜， 并在 2021 年開發(fā)成功具有六個前進檔的自動 變速箱。 汽車自動變速箱常見的有三種型式，分別為液力自動變速箱（ AT）、機械無級自動變速箱（ CVT）、電控機械自動變速箱（ AMT）。 AT— 液力自動變速箱，以液力耦合器或液力變矩器與旋轉(zhuǎn)軸式變速器組成，是目前被汽車廠商廣泛應用的自動變速箱 ， AMT— 普通齒輪式機械變速器組成的有級式機械自動變速器，它由自動變速器控制系統(tǒng)所組成，是未來汽車變速箱的 發(fā)展方向，但是其技術(shù)要求非常高，導致費用極高，所以目前只用于 F1 賽車和一些超級跑車上。 CVT— 機械自動無級自動變速箱。是通過兩個錐形體改變接觸半徑而實現(xiàn)傳動比連續(xù)變化，這種變速箱的優(yōu)勢 是經(jīng)濟性很好，在國內(nèi)也有使用其的車型（飛度，奧迪 A A4，派里奧等），也是一種將來發(fā)展的優(yōu)勢變速箱。 大眾自動變速箱發(fā)展歷程： 第一階段 087/08 010， 第二階段 09 09098， 第三階段 01M、 01N、 01P， 第四階段 01J， ZF: 4HP1 5HP1 5HP2 6HP24 JATCO:00 09A/09B。目前上海大眾使用的變速箱主要有以下幾種： 01N（ EPT），01V（ ZF5HP19）， 001， 09G（ GKCO80504）（用于途安、波羅）（六檔手自一體化），在本文重點討論 01N 自動變速箱。 01N自動變速 器 的基本組成 4 01N 自動變速器的基本組成 是由液力變矩器和齒輪式自動變速器組合起來的。組成部分有液力變矩器、行星齒輪機構(gòu)、離合器、制動器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調(diào)壓器等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩器、變速齒輪機構(gòu)、供油系統(tǒng)、自動換擋 控制系統(tǒng)和換擋操縱機構(gòu)等五大部分。 、液力變矩器 液力變矩器位于自動變速器的最前端，安裝在發(fā)動機的飛輪上，其作用與采用手動變速器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環(huán)流動過程中動能的變化將發(fā)動機的動力傳遞自動變速器的輸入軸，并能根據(jù)汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動地、無級地改變傳動比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。 、變速齒輪機構(gòu) 變速齒輪機構(gòu)主要包括行星齒輪機構(gòu)和換檔執(zhí)行機構(gòu)兩部分。 行星齒輪機構(gòu)，是自動變速器的重要組成部分之一，主要由于太陽輪（也稱中心輪）、內(nèi)齒圈、行星架和行星齒輪等元件 組成。行星齒輪機構(gòu)是實現(xiàn)變速的機構(gòu)，速比的改變是通過以不同的元件作主動件和限制不同元件的運動而實現(xiàn)的。在速比改變的過程中，整個行星齒輪組還存在運動，動力傳遞沒有中斷，因而實現(xiàn)了動力換擋。 換擋執(zhí)行機構(gòu)主要是用來改變行星齒輪中的主動元件或限制某個元件的運動，改變動力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動力傳給行星齒輪機構(gòu)的某個元件使之成為主動件。制動器的作用是將行星齒輪機構(gòu)中的某個元件抱住，使之不動。單向超越離合器也是行星齒輪變速器的換擋元件之一，其作用和多片式 離合器及制動器基本相同，也是用于固定或連接幾個行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速器組成不同傳動比的擋位。 、供油系統(tǒng) 自動變速器的供油系統(tǒng)主要由油泵、油箱、濾清器、調(diào)壓閥及管道所組成。油泵是自動變速器最重要的總成之一，它通常安裝在變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅(qū)動。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，不論汽車是否行駛，油泵都在運轉(zhuǎn)，為自動變速器中的變矩器、換擋執(zhí)行機構(gòu)、自動換擋控制系統(tǒng)部分提供一定油壓的液壓油。油壓的調(diào)節(jié)由調(diào)壓閥來實現(xiàn)。 、自動換擋控制系 統(tǒng) 自動換擋控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動機 的負荷（節(jié)氣門開度）和汽車的行駛速度，按照設定的換擋規(guī)律，自動地接通或切斷某些換擋離合器和制動器的供油油路，使離合器結(jié)合或分開、制動器制動或釋放，以改變齒輪變速器的傳動化，從而實現(xiàn)自動換擋。 自動變速器的自動換擋控制系統(tǒng)有液壓控制和電液壓（電子）控制兩種。 01N自動變速器 采用的是 電液壓（電子）控制。 液壓控制系統(tǒng)是由閥體和各種控制閥及油路所組成的，閥門和油路設置在一個板塊內(nèi)，稱為閥體總成。不同型號的自動變速器閥體總成的安裝位置有所不同，有的裝置于上部，有的裝置于側(cè)面，縱置的自動變速器一般裝置于下部。在液壓控 制系統(tǒng)中，增設控制某些液壓油路的電磁閥，就成了電器控制的換擋控制系統(tǒng)，若這些電磁閥是由電子計算機控制的，則成為電子控制的換擋系統(tǒng)。 5 、換擋操縱機構(gòu) 自動變速器的換擋操縱機構(gòu)包括手動選擇閥的操縱機構(gòu)和節(jié)氣門閥的操縱機構(gòu)等。駕駛員通過自動變速器的操縱手柄改變閥板內(nèi)的手動閥位置，控制系統(tǒng)根據(jù)手動閥的位置及節(jié)氣門開度、車速、控制開關(guān)的狀態(tài)等因素，利用液壓自動控制原理或電子自動控制原理，按照一定的規(guī)律控制齒輪變速器中的換擋執(zhí)行機構(gòu)的工作，實現(xiàn)自動換擋。 01N自動變速器的工作過程 6 01N 自動變速器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動換擋是因為工作中駕駛員踏下油門的位置或發(fā)動機進氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動換擋系統(tǒng)工作，自動換擋系統(tǒng)中各控制閥不同的工作狀態(tài)將控制變速齒輪機構(gòu)中離合器的分離與結(jié)合和制動器的制動與釋放，并改變變速齒輪機構(gòu)的動力傳遞路線，實現(xiàn)變速器擋位的變換。 01N（電控液力）自動變速器是在液力自動變速器基礎上增設電子控制系統(tǒng)而形成的。它通過傳感器和開關(guān)監(jiān)測汽車和發(fā)動機的運行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號輸入到電控單 元。電控單元根據(jù)這些信號，通過電磁閥控制液壓控制裝置的換擋閥，使其打開或關(guān)閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位的變換，以實現(xiàn)自動變速。其工作過程如圖1所示。 圖 1： 01N自動變速器的工作過程示意圖 1節(jié)氣門位置傳感器 2液力變矩器 3行星齒輪變速器 4車速傳感器 5液壓控制裝置 6換擋閥 7電磁閥 采用液力自動變速器，可彌補機械變速器的某些不足。使用液力自動變速器的汽車具有下列顯著的優(yōu)點： 提高發(fā)動機和傳動系的使用壽命 采取液力自動變速器的 汽車與采用機械變速器的汽車對比試驗表明：前者發(fā)動機的壽命可提高 85%，變速器的壽命提高 12 倍，傳動軸和驅(qū)動半軸的壽命可提高 75%~100%。 液力傳動汽車的發(fā)動機與傳動系，由液體工作介質(zhì)“軟”性連接。液力傳動起一定的吸收、衰減和緩沖的作用，大大減少沖擊和動載荷。例如，當負荷突然增大時，可防止發(fā)動機過載和突然熄火。汽車在起步、換擋或制動時，能減少發(fā)動機和傳動系所承受的沖擊及動載荷，因而提高了有關(guān)零部件的使用壽命。 提高汽車通過性 7 采用液力自動變速器的汽車，在起步時，驅(qū)動輪上的驅(qū)動扭矩是逐漸增加的，防 止很大的振動，減少車輪的打滑，使起步容易，且更換平穩(wěn)。它的穩(wěn)定車速可以降低到低。舉例來說：當行駛阻力很大時（如爬陡坡），發(fā)動機也不至于熄火，使汽車仍能以極低速度行駛。在特別困難面行駛時，因換擋時沒有功率間斷，不會出現(xiàn)汽車停車的現(xiàn)象。因此，液力機械變速器對于提高汽車的通過性具有良好的效果。 具有良好的自適應性 目前，液力傳動的汽車都采用液力變矩器，它能自動適應汽車驅(qū)動輪負荷的變化。當行駛阻力增大時，汽車自動降低速度，使驅(qū)動輪動力矩增加；當行駛阻力減小時，減小驅(qū)動力矩，增加車速。這說明，變矩器能在一定 范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速器，大大減少行駛過程中的換擋次數(shù)，有利于提高汽車的動力性和平均車速。 操縱輕便 裝備液力自動變速器的汽車，采用液壓操縱或電子控制，使換擋實現(xiàn)自動化。在變換變速桿位置時，只需操縱液壓控制的滑閥，這比普通機械變速器用撥叉撥動滑動齒輪實現(xiàn)換擋要簡單輕松得多。而且，它的換擋齒輪組一般都采用行星齒輪組，是常嚙合齒輪組，這就降低或消除了換擋時的齒輪沖擊，可以不要主離合器，大大減輕了駕駛員的勞動強度 。 綜上所述，液力自動變速器不僅能與汽車行駛要求相適應，而且具有單純機械變速器所不具備的一些顯 著優(yōu)點，這是液力自動變速器的主要方面，也是汽車采用液力自動變速器的理由。不過，與單純機械變速器相比，它也存在某些缺點，如結(jié)構(gòu)復雜，制造成本較高，傳動效率較低等。對液力變矩器而言，最高效率一般只有（ 82~86） %左右，而機械傳動的效率可達（ 95~97） %。由于傳動效率低，使汽車的燃油經(jīng)濟性有所降低；由于自動變速器的結(jié)構(gòu)復雜，相應的維修技術(shù)也較復雜，要求有專門的維修人員，具有較高的修理水平和故障檢查分析的能力。但這些缺點是相對的，由于大大延長了發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的使用壽命，提高了出車率和生產(chǎn)率，減少了維修費用，自 動的無級變速提高了發(fā)動機功率的平均利用率，提高平均車速，雖然燃油經(jīng)濟性有所降低，卻提高了汽車整體使用經(jīng)濟性。此外，目前還采用一種帶鎖定離合器的液力變矩器，在一定行駛條件下，通過采用與發(fā)動機的最佳匹配，遵循最佳換擋規(guī)律，采用變矩器的鎖止，可使用傳動效率大為提高。當鎖定離合器分離時，仍與一般液力變矩器相同；當鎖定離合器結(jié)合時，使液力變矩器失去作用，輸入軸與輸出軸是直接傳動的，傳動效率接近百分之百。 01N 自動變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理 8 、 液力 耦合器的結(jié)構(gòu)組成 液力耦合器是一種液力傳動裝置，又稱液力聯(lián)軸器。在不考慮機械損失的情況下，輸出力矩與輸入力矩相等。它的主要功能有兩個方面，一是防止發(fā)動機過載，二是調(diào)節(jié)工作機構(gòu)的轉(zhuǎn)速。其結(jié)構(gòu)主要由殼體、泵輪、渦輪三個部分組成，如圖 2所示。 圖 2液力耦合器的基本構(gòu)造 1輸入軸 2泵輪葉輪 3渦輪葉輪 4輪出軸 液力耦合器的殼體安裝在發(fā)動機飛輪上，泵輪與殼體焊接在一起，隨發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，是液力耦合器的主動部分：渦輪和輸出軸連接在一起，是液力耦合器的從動部分。泵輪和渦輪相對安裝 ，統(tǒng)稱為工作輪。在泵輪和渦輪上有徑向排列的平直葉片，泵輪和渦輪互不接觸。兩者之間有一定的間隙（約3mm~4mm）；泵輪與渦輪裝合成一個整體后，其軸線斷面一般為圓形，在其內(nèi)腔中充滿液壓油。 、液力