張軍社

（杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023）

01N自動變速器檔位及故障分析

張軍社

（杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023）

01N自動變速器是一款大眾車配用老自動變速器，文章以大眾01N自動變速器故障排除過程為例，針對此種變速器各檔位以及換擋過程中各換擋元件的作用進(jìn)行詳細(xì)解析，使我們對行星齒輪自動變速器機(jī)械傳動部分分析水平得到提高，也為其它類型的有級自動變速器故障診斷提供借鑒。

01N；自動變速器；傳動比；換擋元件；故障排除

1 故障實(shí)例

這是一款老款帕薩特轎車，司機(jī)描述說前進(jìn)檔起步低速時(shí)無力，起步低速沖擊較大，車輛能跑到最高車速。此故障大約半月了，而且越來越嚴(yán)重。看里程表已行駛19萬公里，保養(yǎng)過好多次，司機(jī)只提供了這些信息。

針對此故障我們當(dāng)場進(jìn)行路試，結(jié)果與司機(jī)描述狀況相同，根據(jù)故障現(xiàn)象我們初步斷定故障應(yīng)當(dāng)在變速器上。對于如何排除此故障我們暫時(shí)不介紹。對于讀者來說，我們首先要了解此種變速器結(jié)構(gòu)及檔位特點(diǎn)，這樣才能更好的理解整個(gè)排故過程。

2 大眾01N自動變速器結(jié)構(gòu)及檔位特點(diǎn)

圖1為01N自動變速器的結(jié)構(gòu)簡圖，從圖中可以看出它有3個(gè)離合器、2個(gè)制動器、1個(gè)單向離合器。

圖1 01N自動變速器

下圖 2為各換擋元件動作表：表中√為工作的元件。H檔為液力變矩器鎖止離合器不工作時(shí)。M檔為液力變矩器鎖止離合器工作時(shí)。

圖2 換擋元件動作表

3 各檔位動力傳遞路線及傳動比

此變速器檔位為P、R、N、D、3、2、1,前進(jìn)檔時(shí)D、3、2三個(gè)檔在換擋過程中執(zhí)行元件是相同的，只有這三個(gè)檔的一檔與陡坡1檔執(zhí)行元件有區(qū)別，那就是后者陡坡1檔不僅單向離合器F工作，同時(shí)B1制動器也工作。

由于本變速器是由一個(gè)單級行星排和一個(gè)雙級行星排組成的組合行星排，我們把單級行星排齒圈與大行星齒輪齒數(shù)比為a1, 雙級行星排齒圈與小行星齒輪齒數(shù)比為a2。渦輪軸轉(zhuǎn)速為N1，齒圈轉(zhuǎn)速為N3,組合行星架轉(zhuǎn)速為n2。

1）前進(jìn)擋D、3、2中的一檔，離合器K1接合，單向離合器F工作。動力傳遞路線為：泵輪——渦輪——渦輪軸——離合器 K1——小太陽輪——短行星齒輪——長行星齒輪驅(qū)動齒圈。

N1- a2×N3=（1-a1）×N2（F 工作，N2 轉(zhuǎn)速為 0）

I=N1/N3=a2

陡坡1檔時(shí)，離合器K1接合，單向離合器F和制動器B1同時(shí)工作，傳動路線及傳動比都不變。但由于此檔位在陡坡情況下扭矩較大，因此制動器B1也工作，這樣不僅防止F打滑，而且還延長了F的使用壽命。

2）2檔液壓2檔時(shí)，離合器K1接合，制動器B2制動大太陽輪。動力傳遞路線為：泵輪 --渦輪 --渦輪軸--離合器K1--小太陽輪 --短行星齒輪--長行星齒輪圍繞大太陽輪轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒圈。

N11＋ a1×N3=（1＋a1）×N2(B2 制動大太陽輪轉(zhuǎn)速為零)

N1-a2× N3=（1-a2）×N2

I=N1/N3=（a1+a2）/(1+a1)

3）3檔液壓3檔時(shí)，離合器K1和K3接合，驅(qū)動小太陽輪和行星齒輪架，因此使行星齒輪機(jī)構(gòu)鎖止并一同轉(zhuǎn)動。動力傳遞路線為：泵輪--渦輪--渦輪軸--離合器K1和K3--整個(gè)行星齒輪轉(zhuǎn)動。

機(jī)械 3檔時(shí)，變矩器鎖止離合器 LC接合，離合器 K1和 K3接合，行星齒輪機(jī)構(gòu)鎖止，形成一個(gè)整體進(jìn)行工作，泵輪--鎖止離合器LC--離合器K1和K3--整個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動。

I=N1/N3=1

4）4檔 液壓4檔時(shí)，離合器K3接合，制動器B2工作，使行星齒輪架工作，并驅(qū)動大太陽輪。動力傳遞路線為：泵輪 --渦輪 --渦輪軸--離合器 K3--行星齒輪架--長行星齒輪圍繞大太陽輪轉(zhuǎn)動并驅(qū)動齒圈。

機(jī)械 4檔時(shí)，變矩器鎖止離合器 LC接合，離合器 K3接合，制動器B2工作，使行星齒輪架工作并制動大太陽輪。動力傳遞路線為：泵輪--鎖止離合器LC--離合器K3——行星齒輪架——長行星齒輪圍繞大太陽輪轉(zhuǎn)動并驅(qū)動齒圈。

N11＋a1 N3=（1＋a1）×N2 (B2工作時(shí)，N11大太陽輪轉(zhuǎn)速為零，N2=N1)

I=N2/N3=a1/(1+a1)

5）倒檔

變速器換檔桿在"R"位置時(shí)，離合器K2接合，驅(qū)動大太陽輪。制動器 B1工作，使行星齒輪架制動。動力傳遞路線為：泵輪——渦輪——渦輪軸——離合器K2—大太陽輪—長行星齒輪反向驅(qū)動齒圈。

N11＋a1N3=（1＋a1）×N2（制動器B1工作，使行星齒輪架制動，N2=0）

I=N1/N3=-a1

4 故障診斷分析

了解了01N結(jié)構(gòu)及檔位情況，我們再接著對上述故障進(jìn)行診斷分析。我們都知道判定自動變速器故障有四大實(shí)驗(yàn)：失速試驗(yàn)、遲滯試驗(yàn)、油壓試驗(yàn)和道路試驗(yàn)。而由于條件限制，我們最常用的就是失速試驗(yàn)和道路試驗(yàn)，如果我們把這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)做好了就可以解決問題了。我們都知道自動變速器為了改善換擋品質(zhì)增加了輸入軸、和輸出軸傳感器等，我們在做試驗(yàn)和故障診斷中可以充分利用這些條件，已達(dá)到準(zhǔn)確判斷機(jī)械故障的目的。

失速試驗(yàn)：做失速試驗(yàn)的目的就是區(qū)分液力變矩器和有級自動變速器哪個(gè)出現(xiàn)問題了。比如一輛自動變速器車輛行駛無力，我們就可以做失速試驗(yàn)了，做失速試驗(yàn)之前首先要證明發(fā)動機(jī)是正常的（正常的電控汽油機(jī)必須滿足以下4個(gè)條件）：

1）正常水溫時(shí)，聽發(fā)動機(jī)怠速聲音應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的、沉悶的、有節(jié)奏響聲。

2）通過診斷儀看無故障碼。（看發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)故障燈是熄滅的）

3）觀察氧傳感器信號，前氧傳感器如果是開關(guān)式的應(yīng)當(dāng)在0.1-0.9之間變化，而且變化次數(shù)不能低于10秒6次。這樣可以看出空燃比控制是正常的。

4）觀察數(shù)據(jù)流，發(fā)動機(jī)不啟動時(shí)油門踩到底節(jié)氣門開度必須是99%左右。啟動后熱車時(shí)猛然加速感覺加速有力，提速迅速。

根據(jù)以上4個(gè)條件，斷定發(fā)動機(jī)是正常的，于是我們拿來KT600診斷儀，看01N變速器輸入軸轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。將手剎拉好，腳剎踩到底（在空曠無人地方來做），將換擋手柄分別在R和D、3、2各做一次，將油門踩到底看診斷儀上的數(shù)據(jù)流：發(fā)現(xiàn)D、3、2三個(gè)檔時(shí)輸入軸的轉(zhuǎn)速為670轉(zhuǎn)/分鐘，而發(fā)動機(jī)失速轉(zhuǎn)速高于規(guī)定值。按正常來說輸入軸轉(zhuǎn)速為零，我們都知道做失速實(shí)驗(yàn)都是在一檔，是不升檔的.這說明變速器執(zhí)行元件K1和F打滑。而我們在陡坡檔做同樣實(shí)驗(yàn)一切正常，根據(jù)以上原理比較看出，是單向離合器F打滑，其它油壓、執(zhí)行元件正常。維修人員拆解后發(fā)現(xiàn)F單向離合器燒蝕嚴(yán)重，更換后試車一切正常,故障排除。

5 結(jié)論

此故障是由于單向離合器F打滑、燒損造成的，在D、3、2檔時(shí)是過度檔，它起兩方面作用：一檔起換擋元件作用，用于制動行星架，當(dāng)進(jìn)入二檔時(shí)超越過度改善換擋品質(zhì)作用。由于打滑在升檔時(shí)不能在一檔基礎(chǔ)上不經(jīng)過空擋，而進(jìn)行超越升入二檔，出現(xiàn)換擋沖擊，也就出現(xiàn)了失速試驗(yàn)的不正常現(xiàn)象。

單向離合器在自動變速器動力傳遞過程中，有多種作用，有的人對于其作用不甚了解，為了讓讀者更好好的理解其作用，我把它作用歸納如下：

1）換擋執(zhí)行元件的作用

用于連接某些元件起動力傳遞作用， 如一檔無發(fā)動機(jī)制動作用時(shí)，用于制動某些元件，01N有此作用。

2）改善換擋品質(zhì)的作用

在自動變速器升檔過程中，不經(jīng)過空擋而升入相鄰的高檔，這時(shí)能減小換擋沖擊改善換擋品質(zhì)。如01N從一檔升入二檔時(shí)，這時(shí)一檔無發(fā)動機(jī)制動作用，只需讓 B2工作就可在原來一檔的基礎(chǔ)上升入二擋。往往自動變速器在低檔時(shí)為減小換擋沖擊改善換擋品質(zhì)。

3）起保護(hù)離合器或制動器的作用

當(dāng)換擋手柄處于不同檔位時(shí)，變速器在最高擋必須是有發(fā)動機(jī)制動作用的，這樣大負(fù)荷工作時(shí)可能引起離合器或制動器打滑，使他們的使用壽命降低，這時(shí)單向離合器和它們同時(shí)工作會防止打滑，延長它們的使用壽命，相互保護(hù)。也可以減小離合器或制動器片數(shù)和尺寸，也減小自動變速器尺寸，01N無此作用。

4）延長執(zhí)行元件的使用壽命

自動變速工作過程中，有的離合器或制動器可能空轉(zhuǎn)，在不影響檔位情況下，盡量讓它們結(jié)合，取而代之的讓單向離合器超速空轉(zhuǎn)，單向離合器空轉(zhuǎn)磨損很小，這樣同樣不影響檔位，減少離合器或制動器因空轉(zhuǎn)的磨損，延長壽命，01N無此作用。

Gear shift and fault analysis of 01N automatic transmission

Zhang Junshe
( Hangzhou Wangxiang Polytechnic, Zhejiang Hangzhou 310023 )

01N automatic transmission is a Volkswagen car with old automatic transmission, the Volkswagen 01N autom-atic transmission troubleshooting process as an example, a detailed analysis on the shifting element and the transmission gear and gear shifting process, enable us to planetary gear automatic transmission mechanical transmission part level analy-sis to improve, but also provide a reference for other types of automatic transmission fault diagnosis.

01N; automatic transmission; transmission ratio; shift component; Troubleshooting

U471

A

1671-7988 (2017)21-215-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.21.073

CLC NO.: U471

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1671-7988 (2017)21-215-03

張軍社，就職于杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院。