任务一
减速器总成的维护与检修

【学习目标】

知识目标 ：

1）了解减速器总成的功能。

2）理解减速器总成的传动原理。

技能目标 ：

1）掌握减速器总成的检修方法。

2）能运用维修资料及相关设备对减速器总成进行检修。

素质目标 ：

1）具有良好的品德、文化修养和职业道德。

2）具有良好的身体素质和心理素质。

3）具有一定的计划、组织、实施、评估等工作能力和沟通、表达、团队协作等社会能力。

4）具有良好的自我学习及持续进步能力。

【任务描述】

新能源汽车乘用车的电机产生的动力经传动系统驱动车轮滚动时，采用对变速杆的操纵产生的信号通过整车控制单元（Vehicle Control Unit，VCU）和电机控制单元（Motor Control Unit，MCU）对电机的调速实现动力传递传输变速、反向行驶及中断传动等功能，而传输过程要求的大转矩、差速及变角度动力传递需另外的器件完成，以满足各工况下动力传输需要。本任务将介绍这些器件的结构与工作过程及拆检过程。

【相关知识】

传统内燃机汽车由发动机提供动力，经离合器、变速器、分动器、万向传动装置、主减速器、差速器、半轴等装置把动力传递给驱动车轮，从而实现车辆的行驶。新能源纯电动汽车则取消了传统的内燃机，由动力蓄电池、电机、电子控制系统组成的“三电”提供动力，经由减速器总成、万向传动装置把动力传递给驱动车轮，实现车辆的运行。

减速器总成具有减速、变速、轮间差速等功能，与车载电机配合工作，能够保证汽车在各种情况下继续正常地行驶，并且具有良好的动力性和适当的续驶里程。

小知识

一、减速器总成的结构原理

1.主减速器的功能及类型

（ 1 ） 主减速器的功能

主减速器的功能是将输入的转矩增大、转速降低，并将动力传递的方向改变后传给差速器。

（ 2 ） 主减速器的类型

按参加传动的齿轮副数目分类，可分为单级式主减速器和双级式主减速器。有些重型汽车又将双级式主减速器的第二级圆柱齿轮传动设置在两侧驱动轮处，称为轮边减速器。

按主减速器传动速比个数分类，可分为单速式主减速器和双速式主减速器。单速式主减速器的传动比是一个定值，而双速式主减速器则有两个传动比，即两条传动路线供驾驶员选择。

按齿轮副结构形式分类，可分为圆柱齿轮式（又可分为定轴轮系和行星齿轮系）主减速器和圆锥齿轮式（又可分为螺旋锥齿轮式和双曲面锥齿轮式）主减速器。

小知识

2.差速器的功能及类型

（ 1 ） 差速器的功能

差速器的功能是将主减速器传来的动力传给左右两半轴，并在必要时允许左右半轴以不同的转速旋转，以满足两侧驱动轮差速的需要。

（ 2 ） 差速器的类型

差速器的类型按其工作特性可分为普通齿轮式差速器和防滑差速器两大类。

小知识

3.新能源汽车动力系统

（ 1 ） 驱动电机

下面以北京-EU5搭载的TZ220XS560驱动电机为例，介绍新能源汽车驱动电机的特点、功能、工作原理等基本情况。

TZ220XS560驱动电机是一款液冷的永磁同步电机。其最大输出转矩不小于300N·m，其驱动效率、疲劳寿命、NVH（Noise、Vibration、Harshness的缩写，即噪声、振动与声振粗糙度）等重要指标均达到我国同类产品先进水平。该电机结构采用永磁励磁方式，结构紧凑，可靠性高，易于加工，拆装方便。TZ220XS560驱动电机通过整车驱动控制策略，实现以电动机模式驱动车辆前进、倒车，以及以发电机模式实现制动能量回收。

TZ220XS560驱动电机主要有以下优点：1）转速大、输出转矩大；2）NVH性能好；3）最高效率达96.7%；4）可靠性高，工作温度范围广。

驱动电机的功能：TZ220XS560输出转矩范围为0～300N·m，峰值转速为11000r/min。某车型TZ220XS560驱动电机主要技术参数见表1-1。

驱动电机的工作原理：整车控制单元通过检测电子档位信号和加速踏板总成信号，以控制驱动电机的正反转、转速和转矩，通过减速器本体输出转速和转矩，进而达到调整整车车速的目的。

驱动电机控制系统：驱动电机系统的控制中心，又称智能功率模块，以绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块为核心，辅以驱动集成电路、主控制集成电路。

MCU对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机系统运行状态的信息通过控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）进行共享发送。动力电子单元总成内含故障诊断电路，当诊断出异常时，它会激活一个故障码并发送给组合仪表，同时也会存储该故障码和相关数据。

驱动电机系统是纯电动汽车三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆的动力性、经济性和用户的驾乘体验。驱动电机系统由驱动电机、电机控制单元构成。

电机控制单元根据车辆运行的不同情况，包括车速、档位、动力蓄电池荷电状态（State of Charge，SOC）来决定电机输出的转矩和功率。

当驱动电机控制器得到电力电子集成模块（Power Electronics Unit，PEU，其集成了电机驱动系统、变换器、车载充电器、车载加热器等功能）提供的松开加速踏板或踩下制动踏板信号时，将电动机转变成发电机，发电机将发出的三相交流电转换为两相直流电为动力蓄电池充电。

（ 2 ） 减速器总成

下面以EF130B01减速器总成为例，介绍减速器总成的特点、工作原理和功能等。

该减速器总成的外观如图1-1所示，其最大输入转矩不小于300N·m。该系列减速器总成结构采用左右分箱式，结构紧凑，刚性好，易于加工，拆装方便；采用前进档和倒档共用结构进行设计，倒档通过整车驱动电机反向驱动实现。P位执行机构采用12V直流永磁同步电机进行自动驱动，P位电机采用专用P位控制器（PCU）进行控制，P位控制器通过螺母安装在整车的中通道处。

EF130B01减速器总成主要有以下优点：1）转速大、输出转矩大；2）NVH性能好；3）传递效率高，最高效率达97%；4）提升整车在坡道上的驻车可靠性；5）耐久可靠性强，工作温度范围广；6）可适配转矩在0～300N·m、峰值转速为12000r/min的驱动电机；7）采用专用P位控制器控制P位电机实现驻车。

其工作原理如图1-2所示。

1）整车通过检测电子档位信号和加速踏板信号，以控制驱动电机的正反转、转速和转矩，通过减速器总成本体输出转速和转矩，进而达到调整整车车速的目的。

2）MCU通过检测换档信号，发送驻车指令给PCU；PCU将驻车信号发送给P位电机，P位电机驱动减速器总成本体中的驻车机构运动，实现驻车。

3）驻车的执行情况通过角度传感器反馈给PCU；控制显示面板将PCU、MCU的反馈信号呈现给驾驶员。

EF130B01减速器总成与驱动电机直接通过花键刚性连接，减速器总成内部为2轴式，输入轴与中间轴互相平行。驱动电机输出的动力由输入轴输入，通过中间轴齿轮及中间轴传递给主减速齿轮，最终经差速器半轴齿轮两端输出给车轮，进而驱动整车前进或倒退。某车型EF130B01减速器主要技术参数见表1-2。

该减速器总成按功能和位置分为5大组件：右箱组件、左箱组件、输入轴组件、中间轴组件、差速器组件。

动力传递如图1-3所示，该减速器总成依靠两对齿轮副实现动力的传递和变换。整车前进和倒退时的动力传递路线如下：电机→减速器→主减速器→差速器→半轴→驱动车轮。

小知识

二、减速器总成的检修

1.检修前的准备工作

1）对高压电车辆周围布置好明显的警示标识。

2）检测车辆，确保车辆无故障（主要是高压漏电类故障）。

3）制作高压标识，用于在实训过程中标识高压部件。

2.减速器P位驱动电机故障件更换

若由故障码诊断确认P位驱动电机故障，则可进行P位驱动电机的更换，其流程如下：

1）通过拆卸P位驱动电机编码器处的3个M6螺栓及电机支架上的1个M6螺栓，可以将P位驱动电机及其支架整体拆下。

2）通过拆卸P位驱动电机尾部与支架连接的2个六角头螺母拆分电机与支架。

3）更换P位驱动电机后，按以上步骤逆序安装。

注：螺栓位置如图1-4所示，紧固件拧紧力矩参考技术文件要求。

3.减速器P位驻车手动应急解锁

若车辆发生故障，导致P位锁止，车辆无法行进，需要临时通过手动方式应急解锁，则可按照以下操作步骤进行。

1）整车下电，拔开与整车低压电线束连接的P位驱动电机低压电线束插接器，如图1-5所示。

2）参考图1-6所示中插接器端子（又称针脚），将D端子连接到12V电源正极，E端子连接到12V电源负极，可以让P位驱动电机解锁。

三、减速器总成常见故障解析

1.减速器总成漏油

某车型减速器总成漏油检测流程见表1-3。

2.无动力输出

某车型无动力输出故障检修流程见表1-4。

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