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大众01N自动变速器性能试验与功能演示综合试验台的设计

作者：姬虹 李磊

来源：《科技传播》2011年第11期

摘要 大众01N自动变速器是一款具有代表性的经典自动变速器，在众多车型上都有应用，然而其集性能试验与功能演示与一体的综合试验台尚未有开发，因此对以该自动变速器为基础的多功能电控自动变速器试验台进行了研究。该试验台是不仅能够使检修后的汽车自动变速器无需装车就可以对其进行测试，确保修复试车的一次成功率同时还能够在教学过程中可以进一步促进学员对变速器的结构组成及工作原理进行理解，进行故障模拟和故障分析诊断，为自动变速器的性能或故障诊断提供参考数据。

关键词 汽车维修；01N自动变速器；试验台；故障设设计

中图分类号U46 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）44-0133-03

自动变速器（以下简称AT）的诊断与修理在汽车修理的所有项目中是最困难的，主要是因为其结构复杂，涉及的知识面广（机、电、液相结合），一次性修复成功率低。为了检验变速器的修理效果，修理完的变速器一定要装在车上进行一系列的试验后，才能知道其性能的好坏，如果不理想，还要将变速器从车上拆下来重新修理，如此反复拆装是件费时费力的事。由于AT作为现代化高科技产品，汽车维修人员在学习的过程中难度较大，具有直观性、经济性、可操作性和可模拟性，能进行故障模拟和故障分析诊断的AT试验台成为必不可少的教学设备。开发研究出一台汽车自动变速器性能试验与功能演示综合台架能够达到两全其美的效果。本试验台采用大众01N自动变速器，该变速器是一款具有代表性的经典自动变速器，在众多车型上都有应用。 1 综合试验台的功能 1.1动态运行功能

提供的动力能模拟自动变速器在汽车上的使用工况，负载能模拟汽车的道路行驶阻力，配备各相关辅助控制系统，各传感器、执行器均齐全，可正常运行。 1.2显示功能

可通过原车组合仪表、数字表、指针表等实行显示发动机与变速器的动态、静态信号参数。

1.3检测功能

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在试验台控制面板上设置有故障点，可进行各传感器、执行器及电控单元的信号检测与分析。

1.4信号模拟功能

通过可调电阻器，可对发动机与变速器各电控系统主要传感器进行信号模拟，并实时检测因传感器输入信号的变化而导致的发动机与变速器运行状态改变。 1.5自诊断功能

配备电脑数据检测端口，可连接专用或通用型解码仪，对发动机与变速器电控系统进行ECU编码查询、故障码读取、故障码清除、动态数据流读取、波形分析、执行元件检测等。 1.6故障设置功能

通过隐蔽的故障设置开关，可轻松实现发动机与变速器控制系统断路故障的设置。 1.7 控制面板上绘有直观的电控发动机原理图和变速器传动简图 1.8测试功能

1）根据转速信号，可得到输入轴转速、转矩和功率、车速、AT输出转矩和功率；液力变矩器的速比；可得到齿轮变矩器的传动比（即档位）； 2）通过1）可以得到AT的传动效率和传动比；

3）在液力变矩器锁止时，由1）可以得到齿轮变速器的传动效率； 4）根据温度信号，可得出变速器液压油的温度值。 1.9控制功能

1）根据档位开关的状态组合，通过两个换档电磁阀可得到4个前进档； 2）锁止开关接通，控制单元能使液力变矩器锁止；

3）改变滑变电阻的阻值，控制单元可通过油压电磁阀调节油压的大小。

具备以上功能，不仅能够使学生更直观地认识电控发动机与自动变速器的系统组成，而且通过对电控发动机与自动变速器的故障重复再现、信号模拟等，使学生在检测与诊断中作出正确的判断。同时，在汽车维修过程中，刚修复的AT所需要进行的试验：1）变档试验；2）油压控制试验二；3）变矩器锁止试验；4）时滞试验；5）打滑试验；6）换档冲击试验；7）运

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行噪声试验；8）发动机制动试验；9）手动换档试验；10）失速试验。这些试验在该试验台上都可以进行。

2 综合试验台的组成 2.1动力装置

动力装置是自动变速器性能试验台的驱动设备，是模拟发动机的运行工况，驱动液力变矩器泵轮工作的设备。它应该满足试验时对输入转速和转矩的要求，还应该能按照一定规律调节转矩和转速。

本试验台选用三相异步交流电动机作为驱动设备，为了达到试验要求，根据模拟转速法，本试验台采用YVP280M一2型变频调速三相异步电机，额定功率为90kW。该电机可实现定转速控制，即当负载发生变化时，电机的输出转速可以保持恒定。因此，本试验台采用定转速方法，即在试验过程中，保持输入转速不变，当负载变化时，输出力矩和转速随着变化，同时输入力矩也相应变化

选择TECO speecon 7200MA变频器与电机匹配使用，充分发挥变频调速电机宽范围的恒转矩调速特性和低频时的力矩平稳特性，能长时间低速或高速运行。因此，最大限度地模拟了发动机的转速和转矩特征。 2.2加载装置

试验台的负载设备应当满足试验时所需的加载和转速范围，并能平稳地，精细地调节负荷，模拟汽车的行驶阻力。同时也希望能够实现远距离操纵，并能用微机来控制。

试验台的加载装置采用9W160型电涡流测功机，其最大加载功率为160 kW，最高转速为6 500r/min，额定转矩为600N·n1，给电涡流测功机的定子绕组上通直流电时便产生了磁场．随着转子的旋转，由于磁通量的改变，在定子中产生电涡流，此电涡流的作用力将阻止转子的旋转，因而产生制动力矩。当按某一规律调节定子电流的大小时，即可平稳地调节负载力矩。

试验台运用微机来控试验台的加载和电动机的变频调速器，实现对被测变速器的实时控制，以便模拟变速器不同的工况，从而可以对自动变速器进行检测。 2.3数据采集系统

试验台应用微机采集试验数据，利用PCL-1800高速数据采集卡将输入、输出转速转矩传感器、进、出口温度传感器及进、出口压力传感器所采集的8路电信号转换为数字信号，再由微机进行读取和记录。可直接测量的参数有8个，即：输入液力变矩器的力矩Mb和转速nb；