01N型自動變速器為何沒有4擋

    一輛2003年款上海大眾帕薩特B5轎車，搭載01N型自動變速器，行駛里程約6萬km。該車變速器除了4擋以外的其他各擋均工作正常，在3擋升4擋時伴有強烈的頓車現象，發動機轉速迅速下降，變速器擋位隨即又回到3擋，但在進入3擋時發動機轉速又迅速升高，并伴有較強烈的換擋沖擊，變速器擋位隨即又進入4擋并再次出現上面的故障。
    進行變速器的常規檢查，變速器油位和油壓都在規定的范圍內，使用故障診斷儀V.A.G1552檢測也無故障碼存儲。根據故障現象，筆者認為既然1擋、2擋以及3擋能夠正常工作，這說明離合器和制動器沒有問題，因為在這３個擋位工作時，所有的離合器和制動器都先后參與了工作。分析換擋電磁閥工作的過程，電磁閥N89和N90的通斷狀態在未進入4擋之前已經發生了2次工作轉換，而且2次工作轉換均未引起故障現象，這就基本上可以確定換擋電磁閥N89和N90正常。換擋電磁閥N88的狀態只在4擋時才發生通斷轉換，如果此時N88控制回路異常或K1/B1控制閥卡滯，都會導致K1/B1控制閥無法移動或移動不到設定的位置，使得前進擋離合器K1無法釋放，導致換擋時機的不準確，使變速器進入4擋時瞬時頓車。
    基于以上分析，應該重點對N88電磁閥線路和K1/B1控制閥進行檢查。首先斷開變速器殼體與變速器控制單元之間的12針電磁閥線束插頭（圖１），用萬用表測量1號和3號端子之間的阻值為120Ω，正常阻值應為55～65Ω，這說明電磁閥N88或它的連接線路已經損壞。打開變速器油底殼，測量N88電磁閥的阻值確實過大。更換電磁閥N88，裝復變速器后進行路試，變速器升入4擋時頓車和換擋沖擊現象消失，故障徹底排除。
  　該車的故障檢修到這里就結束了，但是維修人員是否考慮過電磁閥N88的阻值增大后為什么會導致3擋無法升4擋等故障現象呢？下面我們來分析一下故障發生的原理，這對于我們理解變速器的換擋過程和提高維修變速器的技術水平很有幫助。
    從3擋升4擋的油路圖（圖2）可以看出，在電磁閥N88正常的情況下，當變速器控制單元發出升４擋的指令時，電磁閥N88、N89以及N90的狀態會發生變化，從故障診斷儀的數據流中可以看到電磁閥從3擋工況的000（斷斷斷）狀態變為4擋工況的110（通通斷）狀態，即N88和N89從斷電泄壓變為通電保壓，而N90還繼續維持斷電泄壓狀態。
   （1）因為電磁閥N88通電保壓，施加在K1/B1控制閥右側的控制油壓迫使K1/B1控制閥克服左側的彈簧力向左移動，關閉K1離合器執行油路，打開K1釋放油路。K1離合器內的油壓經單向球閥→3/4調節器閥→K1/B1控制閥→手動閥泄壓口泄壓。
   （2）因為電磁閥N89通電保壓，施加在B2控制閥右側的控制油壓，迫使B2控制閥克服左側的彈簧力向左移動，來自手動閥的主油壓經B2控制閥切換后，通過B2執行器閥使B2制動器制動。
   （3）因為電磁閥N90斷電泄壓，施加在K3控制閥右側的控制油壓消失，在左側彈簧力的作用下K3控制閥向右移動復位，來自手動閥的主油壓經Ｋ３控制閥切換后，通過K3執行器閥使K3離合器接合。
    從以上分析可知，4擋時執行元件為B2和K3，動力傳遞路線如圖3所示。因為制動器B2制動了大太陽齒輪，離合器K3連接大小行星齒輪架且動力從K3輸入，所以整個行星齒輪機構處于單排超速傳動狀態，即行星齒輪架每自轉一圈的同時，又增加了行星齒輪圍繞大太陽齒輪公轉時傳給齒圈的大太陽齒輪齒數，因此獲得了高于輸入軸轉速的轉速輸出，形成了超速4擋。
    那么電磁閥N88的阻值增大后為什么沒有4擋呢？當電磁閥N88的阻值增大后，流經N88的電流必然減小，從而導致電磁閥磁力不足，閥芯無法開啟或開啟程度不足，來自減壓閥的控制油壓無法順利加載在K1/B1控制閥的右側，在左側彈簧力的作用下K1/B1控制閥芯依然保持在右端，切斷了K1離合器的泄壓通道，來自低擋調節閥的主油壓經過K1/B1控制閥后，再通過3/4調節器閥使K1離合器接合，所以此時K1、B2、K3全部接合，在理論上構成了非法傳動狀態，具體情況如圖4所示。
    從圖4可以清楚地看出，K1和K3離合器把行星齒輪機構的大小行星排連成了1個整體，傳動機構有3擋直接傳動的趨勢，但是因為B2制動了大太陽齒輪，使變速器輸入軸和輸出軸瞬間與殼體抱死，由此會產生以下結果。
    （1）如果輸入軸瞬間抱死，則與之相連的渦輪將停止運轉，由變矩器工作原理可知，變矩器輸出扭矩將瞬間劇增，而在換擋瞬間發動機控制單元又要進行噴油和點火修正，所以迫使發動機轉速急劇下降，導致此刻從發動機控制單元傳送到變速器控制單元的發動機轉速等參數，與變速器內部預設的4擋相關參數不符，變速器控制單元將中斷4擋而使變速器進入3擋。
    （2）如果輸出軸瞬間抱死會產生2種結果：一是驅動輪瞬間被變速器制動，在慣性力的作用下車輛產生慣性的頓車沖擊；二是在輸出軸轉速傳感器上將獲得1個突變信號，變速器控制單元將此信號與發動機轉速傳感器以及輸入軸轉速傳感器信號進行對比分析后，認為此工況不符合設定，為達到保護變速器的目的，立即釋放B2制動器。B2制動器被釋放使得變矩器輸出力矩瞬間變小，導致發動機的轉速瞬間升高，在之后進入3擋時又會產生換擋沖擊現象。
    既然電磁閥N88出現問題會導致這么多后果，變速器控制單元為什么沒有進入失效保護狀態并存儲故障碼呢？筆者認為，如果變速器出現任何異常都進入失效保護狀態對變速器的使用是不利的，因為處于失效保護的變速器內部發熱量非常大，對內部電磁閥等部件工作不利。類似于電磁閥N88的阻值增大但并沒有短路或斷路的這種情況，變速器控制單元能夠使變速器不升4擋而在3擋以下行駛，這樣也足以提醒駕駛者盡快進廠維修。