通用别克4T65E自动变速器的档位分析技巧

张军社

摘 要：由于自动变速器结构复杂，因此对其维修提出更高的要求。本论文以通用生产的别克轿车4T65E自动变速器为例，针对此种变速器各档位以及换挡过程中零部件的作用这个难点进行详细解析，使我们对行星齿轮自动变速器机械传动部分分析水平得到提高，为自动变速器机械故障诊断和维修提供理论依据。关键字：4T65E;自动变速器;档位分析;传动比;换挡元件作用中图分类号：U463.22+1.2  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）08-213-03

Absrtact： Because of the complex structure of automatic transmission， it puts forward higher requirements for its mainten -ance. Based on the example of the 4 T65E automatic transmission of buick car produced by general purpose， this paper analyzes in detail the difficulty of the function of each gear and parts in the shift process of this kind of transmission， so that we can improve the analysis level of the mechanical transmission part of the planetary gear automatic transmission， and provide the theoretical basis for the mechanical fault diagnosis and maintenance of the automatic transmission.Keywords： 4T65E; Automatic transmission; Gear analysis; Transmission ratio; Function of shift elementCLC NO.： U463.22+1.2  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）08-213-03

1 通用别克自动变速器4T65E机械部分的简介

上图为4T65E自动变速器的结构简图，从图中可以看出它有3个离合器、4个制动器、3个单向离合器。

下表为各换挡元件动作表：表中l为工作的元件;? 只有在此檔位有发动机制动时工作;# 工作与档位传动无关但有其它作用（档位分析时会介绍）。

2 自动变速器4T65E档位分析

2.1 空档或锁止档时

制动器都不工作，所有C1、F1工作，是为换前进挡和倒挡做准备，减少换挡迟滞时间。其它离合器不工作。输入轴动力不能传递到输出轴，实现空挡。

2.2倒车档时：C1、F1、B2工作，此三元件工作时无发动机制动作用

当选档杆置于R位时，执行元件有C1、F1、B2，输入动力由C1、F1传至前太阳轮，在前排由于B2制动器工作将前行星架和后齿圈固定，这样动力输出直接前行星排实现;在前行星排由于行星架作为固定原件，因此就形成了齿圈反向输出的倒挡速比。

传动比计算方法如下：

设前排太阳轮转速为N1、行星架为N2、齿圈为N3、a1为前排齿数比，后排则太阳轮转速为N4、行星架为N3、齿圈为N2、a2为后排齿数比;以后计算中不再提示。

前排：N1+a1×N3=（1+a1）×N2（N2固定转速为0）

传动比为：I倒= -N1/N3=  -a1=-2.385

2.3 前进挡D档时，一档作为过度档（作为过度档时无发动机制动作用）

当选档杆置于D、3、2位时，执行元件有C1、F1、B0、F0，输入动力由C1、F1传至前排太阳轮，由于B0、F0工作，此时后排B0制动器工作通过单向离合器F0将后排太阳轮单项锁止，此时动力分两路将动力传递到前排齿圈和后排行星架。

传动比计算方法如下：

前排：N1+a1×N3=（1+a1）×N2

后排：N4+a2×N2=（1+a2）×N3（N4固定转速为0）

传动比为：I1= N1/N3= 1+（1+ a1）/ a2=2.921

2.4 前进挡D档时，二档作为过度档（作为过度档时无发动机制动作用）

当选档杆置于D、3位时，执行元件有C3、B0、F0、C1，输入动力由C3离合器传至前排行星架和后排齿圈，由于B0、F0工作，后排B0制动器工作通过单向离合器F0将后排太阳轮单项锁止，而前排太阳轮自由转动，前排无法传递动力。此时动力只能通过后排行星架输出。C1自身保护作用，也为换挡做准备。

传动比计算方法如下：

后排：N4+a2×N2=（1+a2）×N3（N4固定转速为0）

传动比为：I2= N2/N3=（1+a2）/ a2=1.568

2.5 前进挡D档时，三档作为过度档（作为过度档时无发动机制动作用）

当选档杆置于D位时，执行元件有C2、C3、F2、B0，C2、C3、F2同时工作，输入动力同时传至前排行星架、后排齿圈以及前排太阳轮，这样前排驱动齿圈时就形成1：1的直接档。虽然B0也工作，但此时后行星排所有部件都做逆时针旋转，而单向离合器F0恰恰允许后排太阳轮转动而不能将其单项锁止，这时B0工作完全是为了减少自身磨损。

传动比计算方法如下：

传动比为：I3= 1

2.6 前进挡D档时，四档是最高档，无过度档作用，具有发动机制动作用

当选档杆置于D位时，执行元件有C3、B3、C2、B0， C3离合器工作将输入动力同时传至前排行星架、后排齿圈，B3制动器工作将前排太阳轮固定，这样前行星排齿圈直接将动力输出至差速器。C2、B0自身保护作用，也为降挡做准备。

传动比计算方法如下：

前排：N1+a1×N3= （1+a1）×N2（N1固定轉速为0）

传动比为：I4= N2/N3= a1/（1+a1）=0.705

2.7 换挡杆置于1位时，这时一档无过度档作用，具有发动机制动作用

当选档杆置于1位时，执行元件有C2、F2、C1、F1、B1、B0、F0，这时变速器只执行一档，主动原件不但有C1、F1参与工作同时又有C2、F2来参与工作，这样就具有可靠的动力连接;在后排不但有B0/F0来单向固定太阳轮，同时由于B1工作会将后太阳轮正反两个方向牢牢锁死，这样就形成了具有发动机制动作用的一档。

2.8 换挡杆置于2位时，这时变速器执行过度档一档和二档，此时二档具有发动机制动作用

这时的二档，执行元件有C3、B1、F0、B0、C1，输入动力由C3离合器传至前排行星架和后排齿圈，不但有 B0、F0将后排太阳轮单项锁止，同时又多一个B1制动器工作，这样就将后排太阳轮牢牢锁死。这样就形成了具有发动机制动作用的二档。C1自身保护作用，也为换挡做准备。

2.9 换挡杆置于3位时，这时变速器执行过度档一档、二档，此时三档是最高档，具有发动机制动作用

经过过度档一档和二挡，进入三档时，换挡执行元件有C2、C3、F2、C1、F1、B0， 连接前太阳轮的动力不但由C2、F2完成同时又有C1、F1来参与，这样使前太阳轮与输入轴刚性连接，实现具有发动机制动作用的三档。B0自身保护作用，也为换挡做准备。

3 自动变速器4T65E的补充说明

3.1 单向离合器

在自动变速器传递过程中涉及到单向离合器，有的人对于其作用不甚了解，为了让读者更好好的理解其作用，我把它作用归纳如下：

3.1.1 换挡执行元件的作用

用于连接某些元件起动力传递作用， 如一档无发动机制动作用时的F1。还用于制动某些元件，如一档无发动机制动作用时的F0。

3.1.2 改善换挡品质的作用

在自动变速器升档过程中，不经过空挡而升入相邻的高档，这时能减小换挡冲击改善换挡品质。如从一档升入二档时，这时空档时先让C1、F1工作，这是为空挡升入前进挡做好准备，只需让B0工作（F0也自动工作）就可在原来空挡的基础上升入一挡。往往自动变速器在低档时为减小换挡

冲击改善换挡品质，采用这种方法。

3.1.3 起保护离合器或制动器的作用

当换挡手柄处于不同档位时，变速器在最高挡必须是有发动机制动作用的，这样大负荷工作时可能引起离合器或制动器打滑，使他们的使用寿命降低，这时单向离合器和它们同时工作会防止打滑，延长它们的使用寿命，相互保护。也可以减小离合器或制动器片数和尺寸，也减小自动变速器尺寸。

3.2 延长执行元件的使用寿命

自动变速工作过程中，有的离合器或制动器可能空转，在不影响档位情况下，尽量让它们结合，取而代之的让单向离合器超速空转，单向离合器空转磨损很小，这样同样不影响档位，减少离合器或制动器因空转的磨损，延长寿命。如四档时B0结合是为了让F0单项空转和C2结合让F2单项空转。

3.3 调节迟滞时间

自动变速器在升档过程中由低档升入高挡时，为了减少换挡时间达到换挡迟滞时间要求，有些执行元件在不影响低档时首先让其工作以便换入相邻高挡时尽量减少离合器或制动器数量，以减少换挡执行元件的充液时间。