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第四章桑塔纳2000GSi-AT轿车01N型自动变速器的结构与维修第一节01N型自动变速器的结构与原理一、01N自动变速器概述01N型自动变速器是全自动的四档变速器，在选定的区域内所有的档位都是自动切换的，换档是通过一个电子液压器件和控制单元进行的。该自动变速器外壳是一个整体式外壳，在投入使用的第一年一般不需要对变速器进行维修，超过一年后，可对行星齿轮轮变速机构的阀体、片式离合器、片式制动器根据所诊断的故障进行维修或更换，01N自动变速器外观如图4-1所示。01N自动变速器由液力变矩器和变速器组成。液力变矩器中装有锁止离合器，锁止离合器根据车辆的负载、速度和档位的状况机械性地闭合，与打滑无关。该4档自动变速器子01N有4个液压控制的前进档，当锁止离合器闭合时，这些前进档由液力变矩器的打滑转变成机械驱动的档位。其组成如图4-2所示，其结构如图4-3所示。自动变速器只有在P或N档时，发动机才能起动。对于装备自动变速器的汽车不能通过推动或牵引汽车来起动发动机，这是因为变速器工作所需要的来自ATF油泵的工作油压只有在发动机运转时才能建立。装备自动变速器的汽车当换档杆位于N档时，汽车可以被牵引。但牵引时，牵引速度不能超过50km/h，牵引距离不能大于50km，如果距离更远，则需要将汽车前部抬起，这是因为发动机停止运转时，变速器的旋转零部件将得不到润滑。图4-101N自动变速器外观图图4-201N自动变速器示意图1-第2和第4档制动器B22-倒档离合器K23-第1至第3档离合器K14-第3至第4档离合器K35-倒档制动器B16-自由轮离合器7-装在液力变矩器内的锁止离合器图4-3变速器结构图二、01N型自动变速器的结构和原理（一）换档杆的结构换档杆有P（驻车锁止）、R（倒档）、N（空档）D（前进档）、3、2、1共7个位置，在换档杆旁有带运动型指示灯的ECO/SPORT（经济型/运动型）行驶方式的选择按钮，通过该按钮，驾驶员能够选择低耗油（经济型）和高功率（运动型）的两换档模式。选择经济型模式时ECO指示灯灭，选择运动型模式时SPORT指示灯亮，如图4-4所示。图4-4换档杆换低档开关与油门拉索集成在一起，当油门踏板踩到使节气门全开时，该开关动作，控制单元发出指令使向低一档位强制切换。换档杆位于P、R和1档时将被机械锁止，按换档手柄侧面的按键可以解除其锁止。点火开关接通时，换档杆锁止电磁铁将防止锁止的解除，为了从P切换到R以及从N切换到各行驶档时，必须踩下制动踏板，Digimat控制单元通过制动灯开关接收到制动踏板动作的信息后，操作电磁铁解除对换档杆的锁止。（二）液力变矩器的结构和原理液力变矩器位于变速器中，安装固定在发动机上。液力变矩器的泵轮（以发动机转速旋转）和涡轮（变速器输入轴）存在转速差，该转速差简称为滑转。汽车起步时的转速差最大，液力变矩器在其最大的扭矩范围内工作。随着速度的提高，泵轮和涡轮的转速逐渐接近。为了降低燃油消耗，即以更经济的方式行驶，动力传递可跨越过液力变矩器，由发动机直接传递给变速器。当液力变矩器出现肉眼可见的损坏或功能故障时，应更换。液力变矩器的液压动力传递路径如下：发动机→泵轮→涡轮→带有单向自由轮支架的导轮。涡轮轴→片式离合器K1、K2。液力变矩器的机械动力传递路径如下：发动机→泵轮轴→片式离合器K3。当变速器处于1、2、3档时，与负载有关的发动机转矩通过液力变矩器以液力方式传输到行星齿轮变速机构中，片式离合器K1和K2通过涡轮轴与液力变矩器的涡轮连接在一起。3档时与负载有关的转矩跨越过液力变矩器，通过泵轮轴以机械方式将动力传递到片式离合器K3上。4档时，转矩将通过泵轮轴和片式离合器K3以机械方式传递动力。液力变矩器、泵轮和涡轮等的布置以及其动力传递路径如图4-5所示。图4-5液力变矩器的动力传递路径（三）行星齿轮变速机构的结构和工作原理1、行星齿轮变速机构的结构行星齿轮变速机构主要是由1个行星齿轮组、3个片式离合器、2个片式制动器和1个单自由轮组成，行星齿轮组又是由1个小太阳轮、1个大太阳轮、3个短行星齿轮和3个长行星齿轮以及行星齿轮架和齿圈组成，如图4-6所示。片式离合器和片式制动器由阀体通过液压控制，用来完成液力变矩器和行星齿轮组之间的动力传递。若K1动作，则驱动小太阳轮。通过离合器K2来驱动大太阳轮；通过制动器B2制动大太阳轮。离合器K3驱动行星齿轮架，制动器B1制动行星齿轮架。通过齿圈将动力输出。图4-6行星齿轮变速机构2、工作原理换档杆拉索通过多功能开关向Digimat控制单元提供换档杆位置的信息。同时通过换档杆拉索和一个杠杆机构使阀体中的手动阀门动作。这样，手动阀门被置于基本位置，即在换档杆位于“D”档上时四个档可按程序自动换入。Digimat控制单元按照其传感器（车速传感器、节气门电位计等等）的输入信号控制阀体中的电磁阀。电磁阀驱动阀体上的换档阀，换档阀将ATF压力油提供给换档元件（片式离合器和片式制动器），通过换档元件，发动机转矩将被传输到行星齿轮组上。ATF油泵为月亮型齿轮泵。它由液力变矩器的泵轮驱动向阀体和换档元件提供ATF油。（1）手动阀门由换档杆驱动，将含有压力的ATF油提供给阀体中的换档阀。通过手动阀可以在Digimat控制单元出现故障时换入倒档、手动1档和液力3档。其动力传递路径如图4-7所示。在无Digimat控制单元的情况下，车辆可以在这3个档位上行驶。图4-7无控制单元时的动力传递路径（2）换档杆位于“D”档时，离合器K1、K2通过阀体中的手动阀体中的手动阀门操纵，控制单元通过电磁阀EV4使离合器K2分离，在单向自由轮的控制下，1档在发动机不超速的情况下运转，行星齿轮架固定不动。其动力传递路径为：泵轮→涡轮→涡轮轴→片式离合器K1→小太阳轮→短行星齿轮。长行星齿轮驱动齿圈，动力总是通过齿圈输出，如图4-8所示。图4-8换档杆位于“D”档，变速器处于1档的动力传递路径（3）换档杆位于“D”档或手动2档，变速器处于“2”档，通过手动阀门向片式离合器K1和K2提供油压，通过电磁阀EV4使片式离合器K2分离，片式制动器B2由电磁阀EV2控制并将大太阳轮制动住。其动力传递路径为：泵轮→涡轮→涡轮轴→片式离合器。小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮。长行星齿轮围绕大太阳轮滚动并驱动齿圈，如图4-9所示。图4-9换档杆位于“D”档或手动2档，变速器处于“2”档的动力传递路径（4）换档杆位于“D”档或“手动3档”，变速器处于液力3档，通过阀体中的手动阀门，片式离合器K1和K2闭合，小太阳轮和大太阳轮被同时驱动，由于两个太阳轮有不同的直径，所以行星齿轮组被锁住，因此整个行星齿轮组作为整体而一起转动。要无控制单元的情况下，当换档杆位于“D”档或“手动3档”位置时，变速器仍可在3档上以液力形式驱动车辆。其动力传递为：泵轮→涡轮→涡轮轴→片式离合器K1、K2→整个行星齿轮组整体旋转，如图4-10所示。图4-10换档杆位于“D”档或“手动3档”变速器处于液力3档动力传递路径（5）换档杆位于“D”档，变速器位于机械3档，控制单元操纵电磁阀EV3，使片式离合器K3闭合。动力经泵轮、泵轮轴、K3直接驱动行星齿轮架。片式离合器K1、K2由手动阀门控制，这样行星齿轮组被锁定，如同一个刚性元件那样工作，动力直接通过片式离合器K3进行传递。其动力传递路径为：泵轮→片式离合器K3→行星齿轮架→行星齿轮组，如图4-11所示。图4-11换档杆位于“D”档变速器位于机械3档动力传递路径（6）换档杆位于“D”档，变速器处于机械4档，控制单元操纵电磁阀EV1和EV4使片式离合器K1和K2分离，同时通过电磁阀EV3使片式离合器K3闭合，通过电磁阀EV2使制动器B2闭合，这样经过K3的动力驱动行星齿轮架绕大太阳轮旋转，此时大太阳轮被制动住。其动力传递路径为：泵轮→片式离合器K3→行星齿轮架，长行星齿轮围绕大太阳轮转动并驱动齿圈，如图4-12所示。图4-12换档杆位于“D”档变速器处于机械4档动力传递路径（7）换档杆位于“R”档，通过阀体中的手动阀门，供给片式离合器K2和片式制动器B1压力，片式离合器K2驱动大太阳轮，片式制动器B1使行星齿轮架锁止，其它的控制功能都是被切断的。其动力传递路径为：泵轮→涡轮→涡轮轴→片式离合器K2→大太阳轮→长行星齿轮驱动齿圈，如图4-13所示。图4-13换档杆位于“R”档动力传递路径（8）换档杆位于手动“1”档时，通过手动阀门使变速器挂入1档，手动阀门操纵片式离合器K1和片式制动器B1闭合，其它的控制功能都被切断。其动力传递路径为：泵轮→涡轮→涡轮轴→片式离合器K1→小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮驱动齿圈，如图4-14所示。片式制动器B1制动行星齿轮架，因此在手动1档时车辆可以实现加速和超速行驶。图4-14换档杆位于手动“1”档动力传递路径三、01N自动变速器的电气元件01N型自动变速器主要的电气元件有Digimat控制单元J217、车速传感器G68、节气门电位计G69、ATF油温度传感器、换低档开关F8、巡航控制装置J213、锁定换档杆电磁线圈N110、电磁阀N88~93、多功能开关F125及V.A.G1551诊断插头。它们之间的相互关系如图4-15所示。图4-15自动变速器主要电气元件（一）控制单元Digimat控制单元安装在右侧座椅前方搁脚空间的地毯下面，如图4-16所示，其外形如图4-17所示。Digimat控制单元J217处理来自传感器的信息并且根据收到的信息控制执行元件工作。Digimat控制单元配备了一个自诊断系统并能连接上故障阅读仪（VAG1552）进行快速数据传送。Digimat控制单元的在行驶过程中，控制单元有故障或电源有故障以及电磁阀有故障时，变速器将在紧急状态下继续工作。图4-16自动变速器J217安装位置图4-17Digimat控制单元外形（二）传感器1、节气门电位计G69节气门电位计G69位于进气道旁边，与节气门安装在一起并且由节气门驱动。其作用是持续为Digimat控制单元提供关于节气门位置的信息。在变速器工作时，换档点、主油压和换档过程的最优化功能是根据节气门信息来进行控制的。节气门电位计有副滑动环，它可以用来替代装备Digifant电喷系统中的怠速和全负荷开关，节气门电位计的结构如图4-18所示。图4-18节气门电位计2、车速传感器G68车速传感器G68位于变速器壳体顶部的右侧上（图4-19），它属于磁脉冲式的，通过脉冲轮的齿轮获得车速信息。车速传感器提供车速信号给Digimat控制单元用于换档，并且使换档过程平稳。车速传感器的结构如图4-20所示。图4-19车速传感器G68安装位置图4-20车速传感器3、多功能开关F125多功能开关F125位于变速器壳体旁（图4-21），由换档杆驱动并完成以下功能：（1）将换档杆位置提供给Digimat控制单元；（2）接通倒车信号灯；（3）挂行驶档位时阻止发动机起动；（4）接通或切断巡航控制系统的信息。多功能开关的结构如图4-22所示。图4-21多功能开关F125安装位置图4-22多功能开关4、发动机转速传感器和变速器转速传感器Digimat控制单元通过发动机控制单元从分电器（图4-23）中的霍尔传感器获得发动机转速信号，在车速传感器发生故障时，它可以作为车速传感器的替代信号。变速器转速传感器G38安装在变速器顶部的左侧，如图4-24所示。图4-23分电器中的发动机转速传感器图4-24变速器转速传感器安装位置5、换低档开关F8换低档开关F8与油门拉索做成一体并且安装在发动机舱的横隔板上，当加速踏板踩下并超过节气门全开点时，换低档开关便动作。开关动作时，将在较高状态的换档点上强制换档并且从高档换入低档位。换低档开关如图4-25所示。图4-25换低档开关6、ATF油温度传感器G93ATF油温度传感器G93位于阀体旁，处于ATF油中，如图4-26所示。ATF油温度传感器始终监测ATF油温度，当油温超过限定值时，换档过程将在发动机较高转速下进行，通过提高的发动机转速来减小液力变矩器滑转以此来降低ATF油温。ATF油温一下降