《汽车底盘电控技术》---参考文献
上海通用别克4T65E型自动变速器
(1)4T65E自动变速器的基本特点
参数 | 含义 |
4 | 4 个前进档 |
T | 横向装配 |
65 | 产品序列 |
E | 电子控制 |
1 档传动比 | 2.921 |
2 档传动比 | 1.568 |
3 档传动比 | 1.000 |
4 档传动比 | 0.705 |
倒档传动比 | -2.385 |
主减速比 | 3.294 |
可见,4T65E 型自动变速器是前轮驱动电子控制4 档自动变速器,有四个前进档和一个倒档,4档为超速档。
动力控制模块(PCM)能同时控制发动机和自动变速器,换档时刻、换档时间和换档时的油压完全由PCM 通过换档电磁阀和油压控制电磁阀精确控制,使换档快速、平稳。变矩器中锁止离合器为脉宽调制(PWM)电子控制方式,压力盘没有完全压死在变矩器壳体上,而是通过精确控制来维持发动机与涡轮间很小的滑动,使结合平稳,改善了行驶平顺性。机械部件有带锁止离合器的液力变矩器、叶片式油泵、链条链轮传动机构、3 个湿式多片式离合器、1 个湿式多片式制动器、3 个带式制动器、2 个楔块式单向离合器、1 个滚柱式单向离合器、辛普森式行星齿轮变速机构、主减速器、差速器和控制阀体。电气部件有2 个换档电磁阀、1 个油压控制电磁阀(PC 阀)、1 个自动变速器油温度传感器(ATFT)、1 个输入轴转速传感器(ISS)、1 个输出轴(车速)传感器(VSS)、1 个油液压力手动阀位置开关(TFP)、1 个多功能开关(P/N 开关)。换档手柄有7 个档位:P、R、N、D、3、2、1。其中“D”位在1-4 档间自动变化,“3”位在1-3 档间自动变化,“2”位在1-2 档间自动变化,“1”位只有1 档。
(2)结构
1)外形,如图2-1-4-1-45 所示(为观察方便,已拆掉阀体侧盖、油底壳和部分装置)。
图2-1-4-1-45 4T65E 型ECT 外形结构
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2)结构解剖图,如图2-1-4-1-46所示,实物解剖图如图2-1-4-1-47所示。
图2-1-4-1-46 4T65E 型ECT结构解剖图
其中:B1—4档制动器(24) B2—倒档制动带(6)
B3—低档制动器(10) B4—前进档制动器(15)
C1—2档离合器(19) C2—3档离合器(18) C3—输入离合器(17)F1—3档单向离合器(7)F2—输入单向离合器(8)F3—低速档单向离合器(12)
图2-1-4-1-47 4T65E 型ECT结构实物解剖图
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3)齿轮变速机构的结构简图,如图2-1-4-1-48所示,进一步简化为图2-1-4-1-49。
图2-1-4-1-48 4T65E 型ECT齿轮变速机构的结构简图1
其中:1—从动链轮 2—4档轴 3—2档驱动套/倒档制动套4—输入离合器壳 5—主减速器齿圈 6—制动轮
7—太阳轮轴 8—主减速器 9—差速器
图2-1-4-1-49 4T65E 型ECT齿轮变速机构的结构简图2
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4)液力变矩器,由泵轮、涡轮、导轮、单向离合器、锁止离合器组成。如图2-1-4-1-50所示:
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泵轮 | 导轮及单向离合器 | 锁止离合器压盘 | |
涡轮 |
图2-1-4-1-50 4T65E 型ECT液力变矩器
5)机械部件
①行星齿轮机构,如图2-1-4-1-51所示,结构简图如图2-1-4-1-52所示。
图2-1-4-1-51 4T65E 型ECT行星齿轮机构实物图
辛普森式
两排单级行星齿轮机构复合而成
前行星架和后齿圈一体,可作为动力输入元件前齿圈和后行星架一体,为动力输出元件
两个太阳轮
由六个元件复合成四个元件
Z11=26,Z12=62,Z21=42,Z22=74
图2-1-4-1-52 4T65E型ECT行星齿轮机构结构简图
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思考:4T65E与RA4A-EL的行星齿轮机构的复合形式有何异同?
②主减速器和差速器,如图2-1-4-1-53所示
图2-1-4-1-53 与4T65E 型ECT 组装在一起的主减速器和差速器
主减速器为行星齿轮式,太阳轮主动,齿圈制动,行星架输出Z1=34,Z2=78,则主减速比为i 主=(34+78)/34=3.294
③(换档)执行元件
10 个:B1、B2、B3、B4、C1、C2、C3、F1、F2、F3
B1: 4 档制动器(湿式多片式)
4 档轴通过花键与前排太阳轮相连故B1 的作用为制动前排太阳轮
图2-1-4-1-54 B1
B2:倒档制动器(带式) B2 的制动鼓也为C1的壳 |
图2-1-4-1-55 B2 |
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B3: 低速档制动器(带式)
B3 的制动鼓与后排太阳轮是一整体
故B3 的作用是制动后排太阳轮
B4:前进档制动器(带式)
其制动鼓也为低速档单向离合器F3 的内座圈
而F3 的外座圈即后排太阳轮
故B4 的作用是与F3 共同单向制动后排太阳轮
图2-1-4-1-56 B3
图2-1-4-1-57 B4
C1:2 档离合器 |
|
鼓到达其壳,再经2 档驱
动套到达前架(后圈) | 图2-1-4-1-58 C1 |
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C2:3 档离合器
C3:输入离合器
C2 与C3 共用壳体,壳体内有两组离合器片,里侧的是3 档离合器C2 的离合器片,外侧的是输入离合器C3 的离合器片。
共用壳体前端又与被动链轮连接,故壳是动力输入端
离合器摩擦片与单向离合器F1 和F2 的外座圈相连,F1 和F2 的内座圈通过花键与前排太阳轮连接
F1:3 档单向离合器
图2-1-4-1-59 C2 和C3
居于3 档离合器和前排太阳轮之间,属楔块式,如图2-1-4-1-60 所示。
F2:输入单向离合器
居于输入离合器和前排太阳轮之间,属楔块式,如图2-1-4-1-60 所示。
图2-1-4-1-60 F1 和F2
F3:低速档单向离合器
居于前进档制动器B4 和后排太阳轮之间,属滚柱式,如图2-1-4-1-61 所示:
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图2-1-4-1-61 F3
④链传动机构
在4T65E 自动变速器中,输入离合器壳是整个自动变速器的动力输入端,它与涡轮轴之间采用链条传动。如图2-1-4-1-62 所示。
动力传递路线为:涡轮?涡轮轴?主动链轮?传动链条?被动链轮?输入离合器壳
图2-1-4-1-62 链传动
6)液压控制系统
①油泵:采用变量叶片泵,如图2-1-4-1-63 所示:
图2-1-4-1-63 油泵
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②蓄能器与换档适配
③双金属片液面温控器
④控制阀体
压力调节阀、转矩信号调节阀、倒档增压阀、主油路增压阀、执行器进给极限阀、管路泄压阀 7)电子控制系统
本自动变速器的电子控制系统有电子控制单元(PCM)、换档电磁阀(A、B两个)、油压控制(PC)电磁阀、变矩器锁止离合器(TCC)电磁阀、变速杆锁止电磁阀(BTSI)与驻车锁定电磁阀、多功能开关(P/N开关)、各种传感器(输入轴转速传感器ISS、车速传感器VSS、油液温度传感器TFT、节气门位置信号、发动机转速信号、发动机温度信号、输出轴转速信号等)、自诊断系统等。
(3)各档各电磁阀及执行元件工作情况表
| 电磁阀A | 电磁阀B | C1 | C2 | C3 | B1 | B2 | B3 | B4 | F1 | F2 | F3 | |
P | on | on |
|
| A* |
|
|
|
|
| H* |
| |
R | on | on |
|
| A |
| A |
|
|
| H |
| |
N | on | on |
|
| A* |
|
|
|
|
| H* |
| |
D | 1 | on | on |
|
| A |
|
|
| A |
| H | H |
2 | off | on | A |
| A* |
|
|
| A |
| O | H | |
3 | off | off | A | A |
|
|
|
| A* | H |
| O | |
4 | on | off | A | A* |
| A |
|
| A* |
|
| O | |
3 | 1 | on | on |
|
| A |
|
|
| A |
| H | H |
2 | off | on | A |
| A* |
|
|
| A |
| O | H | |
3 | off | off | A | A | A |
|
|
| A* | H | H | O | |
2 | 1 | on | on |
|
| A |
|
| A | A |
| H | H |
2 | off | on | A |
| A* |
|
| A | A |
| O | H | |
1 | 1 | on | on |
| A | A |
|
| A | A | H | H | H |
注:A--结合;H--保持;O—超速;*--无负载
电磁阀A:1-2档/3-4档换档电磁阀,常开式
电磁阀B:2-3档换档电磁阀,常开式
C1:二档离合器 C2:三档离合器 C3:输入离合器 B1:四档制动器 B2:倒档制动器(带式)B3:1-2档手动制动器(带式) B4:前进档制动器(带式) F1:三档单向离合器(楔块式)F2:输入单向离合器(楔块式) F3:低档单向离合器(滚柱式,1-2档单向离合器)
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(4)自动换档过程分析及各档油路简图,如图2-1-4-1-所示:
图2-1-4-1- 各档油路简图
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(5)各档动力传递路线及传动比计算
原始方程组为:
| n | 11 | ? | ?1 | ? | n | 12 | ? | ?1 | ? | ?1 | ? | ? | n | 1c | ? | 0 | ||||
n | ? | ||||||||||||||||||||
? | ?2 | ? | n | 22 | ? | ?1 | ? | ?2 | ? | n | 2c | ? | 0 | ||||||||
21 | |||||||||||||||||||||
已知:Z11=26,Z12=62,Z21=42,Z22=74,则a1=2.385,a2=1.762前圈后架为一整体,且为动力输出元件,则n12=n2C=n出
前架后圈为一整体,则n1C=n22,则原始方程组简化为:
| n | 11 | ? | 2 . 385 | ? | n | 出 | ? | 3 . 385 | ? | n | 1c | ? | 0 | (*) |
n | 21 | ? | 1 . 762 | ? | n | 1C | ? | 2 . 762 | ? | n | 出 | ? | 0 |
1)1档:(工作的执行元件:C3、F2、B4、F3)
简化后的动力传递路线
图2-1-4-1-65 D1 档动力传递路线
因为C3、F2工作,所以动力输入到前太阳轮,即n入=n11,因为B4、F3工作,所以后太阳轮被制动,即n21=0,
带入方程组(*)中,得
| n | 入 | ? | 2 . 385 | ? | n | 出 | ? | 3 . 385 | ? | n | 1c? | 0 | |||||
0 | ? | 1 . 762 | ? | n | 1C | ? | 2 . 762 | ? | n | 出 | ? | 0 | ||||||
由第二式得出n1C=1.568n出,
带入第一式中,可得:n入+2.385n出-3.385*1.568*n出=0即n入-2.923*n出=0,所以,传动比i=n入/n出=2.923
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2)2 档:(工作的执行元件:C1、(C3)、(F2)、B4、F3) |
简化后的动力传递路线
图2-1-4-1-66 D2 档动力传递路线
因为C1 工作,所以动力传至前架后圈,即n 入=n1C=n22,
(此时C3、F2 工作,只是备用)
因为B4、F3 工作,所以后太阳轮被制动,即n21=0,
前排太阳轮处于空转状态,对动力传递无贡献,只是后排工作,
带入方程组(*)中,得:传动比i=1.568
3)3 档:(工作的执行元件:C1、C2、F1、(B4)、(F3))
简化后的动力传递路线
图2-1-4-1-67 D3 档动力传递路线
此时前排为一整体,后排空转,传动比为1,为直接档
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4)4 档:(工作的执行元件:C1、(C2)、(F1)、B1、(B4)、(F3)) |
简化后的动力传递路线
图2-1-4-1-68 D4 档动力传递路线
因为C1 工作,动力传递至前架后圈,即n 入=n1C=n22,因为B1 工作,前太阳轮被制动,即n11=0
后排空转,前排工作,前架带前圈
带入方程组(*)中,得:传动比i=0.705
5)R 档:(工作的执行元件:C3、F2、B2)
简化后的动力传递路线
图2-1-4-1-69 R 档动力传递路线
因为C3、F2 工作,动力传递至前太阳轮,即n 入=n11,因为B2 工作,前行星架被制动,即n1C=0
后排空转,前排工作,前太阳轮带前圈
带入方程组(*)中,得:传动比i= -2.385
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