【正文】 淺談 01N 自動變速箱 上海大眾湖南申湘銷售服務(wù)有限公司 410001 [摘 要 ] 本文 對 上海大眾 01N 自動變速箱的機(jī)械、電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行深入的解析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合 本人的 維修實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn) ，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(xiàn)┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 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(qiáng)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(jī)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(jìn)程快速發(fā)展，機(jī)械結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜， 并在 2021 年開發(fā)成功具有六個(gè)前進(jìn)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(jī)械無級自動變速箱（ CVT）、電控機(jī)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(yīng)用的自動變速箱 ， AMT— 普通齒輪式機(jī)械變速器組成的有級式機(jī)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(dǎo)致費(fèi)用極高，所以目前只用于 F1 賽車和一些超級跑車上。 CVT— 機(jī)械自動無級自動變速箱。是通過兩個(gè)錐形體改變接觸半徑而實(shí)現(xiàn)傳動比連續(xù)變化，這種變速箱的優(yōu)勢 是經(jīng)濟(jì)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(diǎn)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(jī)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(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、自動換擋 控制系統(tǒng)和換擋操縱機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu) 變速齒輪機(jī)構(gòu)主要包括行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分。 行星齒輪機(jī)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(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)變速的機(jī)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(yùn)動而實(shí)現(xiàn)的。在速比改變的過程中，整個(gè)行星齒輪組還存在運(yùn)動，動力傳遞沒有中斷，因而實(shí)現(xiàn)了動力換擋。 換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是用來改變行星齒輪中的主動元件或限制某個(gè)元件的運(yùn)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(jī)構(gòu)的某個(gè)元件使之成為主動件。制動器的作用是將行星齒輪機(jī)構(gòu)中的某個(gè)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(gè)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不論汽車是否行駛，油泵都在運(yùn)轉(zhuǎn)，為自動變速器中的變矩器、換擋執(zhí)行機(jī)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(shí)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(jī) 的負(fù)荷（節(jié)氣門開度）和汽車的行駛速度，按照設(shè)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(shí)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(shè)置在一個(gè)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(shè)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(jì)算機(jī)控制的，則成為電子控制的換擋系統(tǒng)。 5 、換擋操縱機(jī)構(gòu) 自動變速器的換擋操縱機(jī)構(gòu)包括手動選擇閥的操縱機(jī)構(gòu)和節(jié)氣門閥的操縱機(jī)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(jī)構(gòu)的工作，實(shí)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?yàn)楣ぷ髦旭{駛員踏下油門的位置或發(fā)動機(jī)進(jìn)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(jī)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(jī)構(gòu)的動力傳遞路線，實(shí)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(chǔ)上增設(shè)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(jī)的運(yùn)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(shí)刻和擋位的變換，以實(shí)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(bǔ)機(jī)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(diǎn)： 提高發(fā)動機(jī)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(jī)械變速器的汽車對比試驗(yàn)表明：前者發(fā)動機(jī)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(jī)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(dāng)負(fù)荷突然增大時(shí)，可防止發(fā)動機(jī)過載和突然熄火。汽車在起步、換擋或制動時(shí)，能減少發(fā)動機(jī)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(shí)，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(dāng)行駛阻力很大時(shí)（如爬陡坡），發(fā)動機(jī)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(shí)，因換擋時(shí)沒有功率間斷，不會出現(xiàn)汽車停車的現(xiàn)象。因此，液力機(jī)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(yīng)性 目前，液力傳動的汽車都采用液力變矩器，它能自動適應(yīng)汽車驅(qū)動輪負(fù)荷的變化。當(dāng)行駛阻力增大時(shí)，汽車自動降低速度，使驅(qū)動輪動力矩增加；當(dāng)行駛阻力減小時(shí)，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(shí)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(shí)現(xiàn)自動化。在變換變速桿位置時(shí)，只需操縱液壓控制的滑閥，這比普通機(jī)械變速器用撥叉撥動滑動齒輪實(shí)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(shí)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(qiáng)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(yīng)，而且具有單純機(jī)械變速器所不具備的一些顯 著優(yōu)點(diǎn)，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(jī)械變速器相比，它也存在某些缺點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)復(fù)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(jī)械傳動的效率可達(dá)（ 95~97） %。由于傳動效率低，使汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性有所降低；由于自動變速器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相應(yīng)的維修技術(shù)也較復(fù)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(diǎn)是相對的，由于大大延長了發(fā)動機(jī)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(fèi)用，自 動的無級變速提高了發(fā)動機(jī)功率的平均利用率，提高平均車速，雖然燃油經(jīng)濟(jì)性有所降低，卻提高了汽車整體使用經(jīng)濟(jì)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(jī)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(dāng)鎖定離合器分離時(shí)，仍與一般液力變矩器相同；當(dāng)鎖定離合器結(jié)合時(shí)，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(jī)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(gè)方面，一是防止發(fā)動機(jī)過載，二是調(diào)節(jié)工作機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速。其結(jié)構(gòu)主要由殼體、泵輪、渦輪三個(gè)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(jī)飛輪上，泵輪與殼體焊接在一起，隨發(fā)動機(jī)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(gè)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