《汽车底盘电控系统》-学习任务2.7 无级变速器的检修

本学习任务的目标【思政目标】培养学生解决问题的创新思维，提高创新能力；学会自我调节，增强社会适应能力。【任务目标】能正确讲述无级变速器的基本原理、结构、组成和动力传递路线；能正确描述无级变速器液压控制系统和电子控制系统的组成及工作原理；能正确识读和分析汽车无级变速器系统电路图；会使用万用表和故障诊断仪对无级变速器进行检测。【学习重点】无级变速器的组成和工作原理及检测；识读和分析无级变速器系统。知识准备一、无级变速器的认识二、01J无级变速器的认识三、01J无级变速器的液压控制系统四、01J无级变速器的电子控制系统一、无级变速器的认识在汽车上广泛使用的自动变速技术是将液力变矩器和行星齿轮系组合的自动变速器技术，但是这种组合有着明显的缺点：

传动比不连续，只能实现分段范围内的无级变速；液力传动的效率较低，影响了整车的动力性与燃料经济性；如果增加变速器的挡位数来扩大无级变速覆盖范围，就必须采用较多的执行元件来控制行星齿轮系的动力传递路线，导致自动变速器零部件数量过多，结构复杂，保养和维护不便。无级变速技术无级变速CVT（ContinuouslyVariableTransmission）技术采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力。由于CVT可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，所以它是理想的汽车传动装置。课程思政点从有级变速器，到现在的无级变速器；从齿轮传动，到现在工作直径可变的带轮传动，带给我们的既是汽车技术的不断创新，同时也是发现问题和解决问题的过程。我们在学习工作过程中，会遇到各种各样的问题，需要我们去应对和解决。在解决问题时要有创新思维，不要拘泥于传统的固有的解决方式。采用多种方法来解决问题，从而提升自己的创新能力。无级变速器的基本原理组成：主动轮组、从动轮组、金属传动带和液压缸等。金属传动带：两束金属环和几百个金属片构成。主动轮组和从动轮组：由可动盘和固定盘组成，可动盘与固定盘都是锥面结构，它们的锥面形成V型槽来与V型金属传动带啮合。无级变速器的基本原理无级变速器的优点没有换挡顿挫感，CVT变速器的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺CVT的传动系统理论上可以实现无限多挡位，挡位设定更加自由，更容易达到性能、耗油、废气排放的平衡CVT传动的机械效率、油耗大大优于普通的自动变速器，仅次于手动变速器，燃油经济性好CVT系统结构简单，零部件数目比AT少二、01J无级变速器的认识组成：减振缓冲装置动力连接装置速比变换系统液压控制系统电子控制系统减振缓冲装置01J无级变速器取消了变矩器。由于飞轮在工作时转动是不均匀的，即在做功行程转得快，而在其他行程则转得慢。这种转动的不均匀性传递到变速器内就会形成振动，因此在CVT上需要一个减振缓冲装置来缓冲这种振动。减振缓冲装置有飞轮减振装置、双质量飞轮几种型式。动力连接装置包括行星齿轮装置、前进挡离合器和倒挡制动器。前进挡离合器和倒挡制动器是变速器的起动装置，与行星齿轮机构一起实现前进挡和倒挡。前进挡离合器和倒挡制动器两者均采用湿式多片式结构。行星齿轮机构的功能是倒挡时改变变速器输出轴的旋转方向。动力连接装置－传动简图P/N挡的动力传动路线车辆尚未行驶时，前进挡离合器和倒挡制动器都不工作动力连接装置－传动简图前进挡的动力传动路线换挡杆处于D位时，前进挡离合器工作。动力连接装置－传动简图倒挡的动力传动路线换挡杆处于R位时，倒挡制动器工作。速比变换系统速比变换系统由主动链轮装置、从动链轮装置以及传动链三部分组成。速比变换系统压力缸：保证传动链轮和传动链之间正常接触压力的。分离缸：用于调整变速比。当一个分离缸进油，而另一个分离缸泄压时，即可调整变速比。速比变换系统－传动链01J变速器的关键部件，传动链具有扭矩大和效率高等特点。液压控制系统主要控制离合器和制动器的接合、冷却以及锥面链轮接触压力和速比变化等。电子控制系统用来监测变速器所有输入信息，通过动态控制程序实现经济模式与动力模式的转换、离合器的爬坡控制、过载保护控制以及手动模式控制等。三、01J无级变速器的液压控制系统液压控制系统包括供油系统和液压控制单元。液压控制单元与供油系统和电子控制单元集成为一个小型的不可分单元。供油系统装有高效率的月牙形内啮合齿轮泵，它作为一个部件集成在液压控制单元上，并直接由输入轴通过直齿轮和泵轴驱动。液压控制单元通过旋入螺钉（导油管）与链轮装置1及链轮装置2相连接。功能：前进挡离合器和倒挡制动器控制离合器压力调节离合器冷却为接触压力控制提供压力油传动控制为飞溅润滑油罩盖供油。液压控制单元液压控制单元液压控制单元由手动阀、9个液压阀（包括限压阀、离合器冷却阀、离合器控制阀、最小压力阀、安全阀、减压阀、流量限制阀、施压阀和输导压力阀）和3个电磁阀组成。电磁阀电磁阀N88、N215和N216为压力调节电磁阀，用于将控制电流转变成相应的液压控制压力。系统油路操纵杆换挡轴和停车锁换挡杆位置有P，R，N，D及手动换挡位置。选择手动模式时，仪表会显示6、5、4、3、2、1。通过换挡杆可触发液压控制单元手动阀、控制停车锁、触发多功能开关以识别换挡杆位置。ATF冷却系统ATF油首先流经ATF冷却器，再经ATF滤清器滤清后流至液压控制单元。ATF冷却器集成在发动机散热器中。四、01J无级变速器的电子控制系统电控系统的组成：电控单元：集成在变速器内，并直接用螺栓紧固在液压控制单元上。传感器、开关：所有的传感器都集成在此铝壳板上，若某个传感器损坏，则必须更换变速器控制单元。输出装置：三个压力调节电磁阀与控制单元通过坚固的插头（S形接头）连接。电控系统的组成控制单元内集成的传感器包括：多功能开关F125变速器输入转速传感器G182变速器输出转速传感器G195和G196变速器油温传感器G93自动变速器油压传感器1（离合器压力）G193自动变速器油压传感器2（接触压力）G194变速器输入转速传感器G182作用：用于监测主动链轮1的实际转速。变速器控制单元根据实际转速与设定转速的比较结果计算N216的控制电流，从而控制换挡以实现不同速比。类型：霍尔式变速器输出转速传感器G195和G196作用：用于监测从动链轮2的转速，从而得出变速器的输出转速。来自G195的信号用于监测实际输出转速。来自G196的信号用来区别输出旋转方向，即区别汽车是向前行驶还是向后行驶。变速器油压传感器G193、G194G193用于监测前进挡离合器和倒挡制动器的实际油压，从而监控离合器功能。G194用于监测链轮和传动链之间的接触压力，从而准确地计算出变速器输入扭矩。G193G194多功能开关F125由4个霍尔传感器组成。霍尔传感器由换挡轴上的电磁铁控制，用于识别换挡杆位置。多功能开关F125换挡组合表换挡杆位置霍尔传感器换挡杆位置霍尔传感器ABCDABCDP0101R0110P－R0100R－N0010N0011故障1001N－D0010故障1011D1010故障1100故障0000故障1101故障0001故障1110故障0111故障1111故障1000

变速器油温传感器G93安装位置：集成在变速器控制单元内作用：用于检测变速器控制单元铝制壳体的温度，即相应的变速器温度。手动模式（Tiptronic）开关安装位置：集成在齿轮变速机构的鱼鳞板中组成：由3个霍尔传感器A、B、C组成A为减挡开关B为手动模式识别开关C为升挡开关电磁阀有三个电磁阀：N88、N215和N216，将控制电流转变成相应的液压控制压力电磁阀N88：控制离合器冷却阀和安全阀以实现离合器冷却控制和变速器安全模式控制。压力调节电磁阀N215：控制离合器控制阀，以实现离合器压力控制完成“坡道停车”功能和离合器扭矩控制匹配功能。压力调节电磁阀N216：控制离合器减压阀，以实现速比转换控制，完成升降挡功能。控制系统电路图部件F:制动灯开关F125:多功能开关F189:Tiptronic开关G93:变速器油温传感器G182:输入转速传感器G193:油压传感器G194:油压传感器G195:输出转速传感器1G196:输出转速传感器2N88:电磁阀N110：换挡杆锁止电磁阀N215：离合器压力控制阀N216：接触压力控制阀J217：变速器控制单元J226：起动锁止和倒车灯继电器S：保险丝连接和辅助信号U：到Tiptronic方向盘（选装）V：来自接线柱58dW：到倒车灯X：来自点火开关接线柱50Y：到起动机接线柱50Z：到制动灯1：CAN（低）2：CAN（高）3：换档指示信号4：车速信号5：发动机转速信号6：诊断信号7：电磁阀30：常电源15：点火开关控制的电源线31：接地任务实施一、01J无级变速器的维护1、检查ATF油位2、加注ATF二、01J无级变速器数据流三、自动变速器的自适应1、自动变速器的自学习功能2、01J无级变速器的自适应方法一、01J无级变速器的维护检查ATF油位通过诊断仪读取ATF的温度。在ATF的温度达到35℃以上时，拧出ATF检查螺塞。当ATF温度为35～45℃时，若有少量液体从ATF检查螺塞中溢出（由于温度上升而导致液面升高），则说明ATF油位正确。加注ATF举升车辆，拆下无级变速器上的放油螺塞，排放旧油。拆下ATF检查螺塞。关闭VAS5162开关阀，将加满油的VAS5162储油罐挂在发动机舱盖挂钩上，再将加油管路拧到ATF检查螺塞上。加注ATF按图

a）所示方向打开开关阀，储油罐里的ATF就会流入变速器。加入4.5～5L的ATF到变速器后，将换挡杆换到P位，起动发动机并怠速运转。用VAS5051读取ATF温度，按图b）所示方向关闭开关阀，检查ATF油位。二、01J无级变速器数据流01J无级变速器的电气部件大多与控制单元集成安装在一起，用万用表直接检测很不方便，可通过诊断仪读取数据流进行诊断。显示组显示区显示内容内容说明显示组显示区显示内容内容说明0011234Bls.ONBts.OFFPNnotactive0km/h制动灯开关

制动检测开关换挡杆锁止电磁阀车速0091234100%Kickdown234Nm6500rpm加速踏板值强制降挡开关发动机实际扭矩发动机转速0021234P0101NotpressedP换挡杆位置多功能开关状态Tiptronic识别挂入挡位01012340.25AADPOK72℃387N.m前进挡离合器自适应电流自适应状态变速器油温离合器规定扭矩0031234PNotpressedNotpressedNotpressed换挡杆位置Tiptronic识别Tiptronic升挡开关Tiptronic降挡开关01112340.25AADPOK72℃387N.m倒挡制动器自适应电流自适应状态变速器油温离合器规定扭矩01J无级变速器数据流显示组显示区显示内容内容说明显示组显示区显示内容内容说明0041234DForwards70rpm70rpm换挡杆位置行驶方向指示输出转速1-G195输出转速2-G19601312348.1bar3.2bar72℃89℃离合器压力扭矩传感器压力

变速器油温发动机冷却液温度0051234PTerm.50OFFRelayOFF13.6V换挡杆位置起动机锁止接通/关闭倒车灯继电器接通/关闭15号接线柱供电电压017123462%310rpm20Nm12Nm加速踏板值发动机转速发动机扭矩离合器规定扭矩0061234P0.470A0.265A0.000A换挡杆位置压力调节电磁阀2-N216电流压力调节电磁阀1-N215电流电磁阀1-N88电流0201234800rpm800rpm800rpm－发动机转速发动机怠速规定值变速器怠速规定值－0071234760rpm0rpm0rpmAS发动机转速输入转速-G182输出转速同步标记信号0221234ABSn.activeEDLn.activeTCSn.activeESPn.activeABS接通/关闭EDL接通/关闭TCS接通/关闭ESP接通/关闭008123462%310rpm2480rpm3240rpm加速踏板值变速器实际输出转速变速器规定输入转速变速器实际输入转速

三、自动变速器的自适应自动变速器在生产过程中会出现各种偏差（如油压、离合器间隙等）；随着使用时间的增长，变速器也会出现不同程度的老化现象；为了弥补这些偏差并防止变速器老化，变速器控制单元对变速器的状态进行监控并学习。例如某离合器，假设通电0.5A的电流→离合器彻底分离使用一段时间后，仍然用0.5A的电流→离合器不能彻底分离增加到0.55A的电流→离合器不能彻底分离，继续增加到0.6A，直到换挡正常。最终这个新数据0.6A就被临时存储起来，这个值就是自学习值。另外，变速器控制单元会通过学习驾驶员的驾驶习惯来微调换挡逻辑，例如驾驶员是否喜欢激烈驾驶，如果是，则调整某些换挡曲线。自动变速器的自学习功能这种功能即为自动变速器的自学习功能，自动变速器的自学习功能又称为自适应这个功能最重要的作用就是学习驾驶员的驾驶习惯，弥补变速器的硬件磨损以及修正硬件偏差。通过自学习功能得到的数据存于控制单元内