悍馬4L65E變速器性能改進(jìn)措施

文/上海 齊 明

悍馬4L65E變速器性能改進(jìn)措施

文/上海 齊 明

齊明

(本刊專家委員會委員)

美國索奈克斯工業(yè)有限公司中國代表處首席代表，美國達(dá)特茅斯學(xué)院工程科學(xué)碩士，上海交通大學(xué)材料科學(xué)碩士。

4L65E變速器被用于悍馬(Hummer)、克爾維特(Corvette)等駕駛性能要求較高的車型上，而與4L65E非常相似的4L60E變速器更是被廣泛應(yīng)用在很多汽車上。這些車的功率一般都比較大，駕駛者對駕駛性能和操控感覺也有更高的要求。除了發(fā)動機(jī)的動力性能外，變速器也起著很重要的作用。為了提高駕駛樂趣，駕駛者往往要求換擋更敏捷、主油壓增壓更快和更強(qiáng)勁,以達(dá)到離合器和制動帶更大的接合力，在高轉(zhuǎn)速時要控制油壓的突然降低，而且要避免4L60E與4L65E變速器在修改后經(jīng)常出現(xiàn)的2-3換擋不順問題。此外，還要求變速器在更高的工作強(qiáng)度下達(dá)到更長的使用壽命。這就需要我們對變速器的某些關(guān)鍵部位進(jìn)行改進(jìn)、提升，這些部位的技術(shù)改進(jìn)要求都遠(yuǎn)超過普通原廠變速器的設(shè)計要求。

對此，SONNAX公司提出了一套提升4L60E/ 65E變速器的修包(零件號HP-4L60E-01，見圖1)，對該變速器的性能和壽命都能起到大幅提升作用，這一類零件被稱為“高性能變速器零件”。通過這個高性能修包，我們可以看出對4L60E和4L65E變速器的改進(jìn)分別在油泵、閥體、蓄壓器、伺服器和箱體上，每一處只有很小的一點改進(jìn)，而且操作方便，正確地替換幾個小零件即可。

一、油泵的改進(jìn)

油泵中需要更換的主要零件是增壓閥。增壓閥是提升主油路增壓速度的關(guān)鍵，主油壓增壓不足是變速器的常見的問題之一。增壓不足會導(dǎo)致3-4離合器、2-4制動帶經(jīng)常失效或者換擋品質(zhì)變差。SONNAX的這款改良型增壓閥(圖2)采用了更大的增壓比，而且在制造工藝上達(dá)到了比原廠要求更小的滑閥與閥套之間的配合間隙，以達(dá)到最好的增壓速度。此外，這款改進(jìn)閥上比原廠件多了2個O形圈，這是為了防止閥套與油泵孔之間漏油，達(dá)到更好的增壓效果。

除了這個增壓閥外，位于主調(diào)壓閥和增壓閥之間的主油壓調(diào)節(jié)彈簧也需要升級，這個彈簧的作用力和增壓閥一起作用于主調(diào)壓閥上，從而達(dá)到提升主油壓的作用，高性能修包中的這個彈簧也經(jīng)過重新設(shè)計，起到了增強(qiáng)主油壓的作用。

油泵中的另一改進(jìn)之處是油泵滑移彈簧，原廠的雙彈簧設(shè)計效果并不理想，在發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速下往往會發(fā)生主油壓突然降低的問題。為了改善油泵在高轉(zhuǎn)速時的輸出穩(wěn)定性，SONNAX對這款彈簧進(jìn)行了特殊的設(shè)計，修包中的彈簧(圖3)直接用來替換原來的OEM彈簧，即可有效解決這個問題。

二、伺服器的改進(jìn)

伺服器(圖4)上的油封密封程度和伺服活塞作用面積直接影響到對制動帶的作用，尤其是在對駕駛性能要求較高的變速器中，伺服器上的問題會引起換擋疲軟或者制動帶反復(fù)燒壞的現(xiàn)象。更換修包中重新設(shè)計

的2擋和4擋伺服彈簧，并同時更換伺服活塞上的D形密封圈，會明顯增加伺服器的作用強(qiáng)度，這也是成本最低的一個方法。

如果需要進(jìn)一步增強(qiáng)變速器的性能，可以再更換SONNAX著名的“超緊固”2擋和4擋伺服活塞，這些重新設(shè)計的伺服活塞提供了更大的活塞作用面積和密封性，但它們并不包含在HP-4L60E-01這個高性能修包中，需要單獨訂購，其中1-2超緊固伺服活塞的零件號是77911-03K，4擋伺服活塞的零件號是77767K。

三、殼體上的改進(jìn)

1．3-4蓄壓器

在4L60E和4L65E變速器中，3-4蓄壓器位于變速器的殼體上，此蓄壓器活塞經(jīng)常磨損，活塞不斷往復(fù)運動導(dǎo)致蓄壓器的銷子和活塞之間的接觸部位很容易磨損。當(dāng)磨損達(dá)到一定程度后，銷孔處的漏油量不再能被有限的油泵容量所補償，導(dǎo)致?lián)Q擋品質(zhì)下降。

除了活塞中間的銷孔磨損外，蓄壓器活塞還經(jīng)常被卡在蓄壓器孔內(nèi)。對此，SONNAX的蓄壓器活塞進(jìn)行了革新設(shè)計(見圖5)，這種專利設(shè)計去除了原來的蓄壓器銷子，沒有了銷子，也就不需要活塞中間的銷孔了，自然也就沒有銷孔的磨損和漏油了。

另外，改進(jìn)的蓄壓器活塞在外圓上增加了雙重的密封圈，這樣既增加了蓄壓器活塞的密封性，也防止了活塞在蓄壓器孔內(nèi)的卡滯。實驗證明，即便在幾千次的循環(huán)運動后，這種無銷蓄壓器還能保持很高的密封性能。

2．伺服釋放單向閥

這里改進(jìn)之處同樣具有創(chuàng)新性，因為在原廠的4L60E和4L65E殼體上根本找不到這個閥。SONNAX這種特有的專利設(shè)計解決了原來一直困擾變速器修理人員的2-3換擋問題。在4L60E和4L65E中，3-4離合器經(jīng)常被燒壞，使用壽命較短，變速器修理人員于是在閥體隔板上加大節(jié)流孔以增加對3-4離合器的供油，從而延長離合器的使用壽命。

然而，油路的改變同時引發(fā)了3擋蓄壓器油路的改變。這條油路有一個對3-4離合器油路的緩沖作用，它的釋放速度影響著3-4離合器釋放的速度，節(jié)流孔的改變破壞了這2條油路的同步性，導(dǎo)致了2-3和3-2換擋出現(xiàn)不連續(xù)的問題。為了恢復(fù)這2條油路的同步性，從根源上解決2-3和3-2換擋品質(zhì)問題，就需要在圖6所示的殼體位置上增加這個伺服釋放單向閥(位于隔板和原廠#7鎖球之間)，此閥對3擋蓄壓器油路的充油不加限制，而對此油路的釋放進(jìn)行限制和調(diào)節(jié)，以達(dá)到和3-4離合器油路釋放的同步性。此閥的安裝孔由于OEM并不嚴(yán)格要求其尺寸大小，因此實際孔的大小可能會隨變速器而變化，因此在閥上設(shè)計了O形圈以起到密封作用。

四、閥體上的改進(jìn)

閥體上的改進(jìn)有3個地方，分別是前進(jìn)擋蓄壓器改用無銷設(shè)計、蓄壓器閥上增加調(diào)節(jié)片以及在閥體隔板上擴(kuò)大節(jié)流孔。

由于前進(jìn)擋蓄壓器活塞的不斷往復(fù)運動會使中間的銷孔處發(fā)生磨損，或者因為有些原廠蓄壓器活塞的塑料材質(zhì)產(chǎn)生裂紋，這里的漏油會產(chǎn)生入擋延遲、前進(jìn)擋打滑、燒壞離合器或制動帶等故障。因此，為了提高

性能，需要更換為無銷的前進(jìn)擋蓄壓器活塞和新的密封圈，用來替換原廠的蓄壓器活塞和銷子以及原廠的D形密封圈。由于不再使用銷子，因此需要將修包中所帶的2個鋼球壓入原來的銷孔內(nèi)(見圖7)。

閥體隔板上的節(jié)流孔必須根據(jù)圖8所示的位置并且使用修包中所帶的擴(kuò)孔工具來進(jìn)行修改。圖8中共有3種尺寸的節(jié)流孔，分別是0.052inch(1inch=2.54cm)、0.086inch和0.093inch。使用修包中的工具就可將指定的節(jié)流孔擴(kuò)大到這些尺寸。

在閥體上還有一個蓄壓器閥，它是由一個閥套和滑閥組成的，其位置如圖9所示。它控制蓄壓器的油壓，對蓄壓器控制不良會直接影響換擋感覺，尤其是1-2換擋沖擊。為了提高性能，需要在此閥的彈簧和閥孔末端之間插入一個調(diào)整墊片(已包含在修包內(nèi))。

五、1-2蓄壓器的改進(jìn)

最后需要改進(jìn)的是1-2蓄壓器。3個原廠彈簧都需要換掉，并且去除原來的蓄壓器銷子，用重新設(shè)計的波浪形彈簧、內(nèi)彈簧和外彈簧替換(見圖10)，并且用修包中提供的一個鋼球壓入原來的銷孔。1-2蓄壓器活塞和3-4蓄壓器活塞一樣，使用的是無銷設(shè)計，外圓上還帶有雙重的密封圈。

通過對以上提到的4L60E/65E變速器的關(guān)鍵部位進(jìn)行改進(jìn)，可以大幅提升變速器的操作性能和使用壽命。更重要的是，其操作簡單，不需要復(fù)雜的技巧，而且在維修過程中可以借此排除很多猜測點和不確定因素，使每次維修都能都到穩(wěn)定的結(jié)果。

圖9的噴油器波形是一種比較常見的接地控制波形，從圖中可見脈寬波形是指低電平的有效部分。圖10的噴油器波形是一種較少見的電源控制波形，從圖中可見脈寬波形是指高電平的有效部分，即5.4ms。

四、占空比信號和脈寬信號的關(guān)系

ECU用于控制執(zhí)行器的占空比信號和脈寬信號本質(zhì)上是相同的，多數(shù)情況下，它們都是通過ECU控制三極管導(dǎo)通時間來控制執(zhí)行器接地導(dǎo)通的。所以多數(shù)情況下占空比信號和脈寬信號都是計算低電平的部分。不同的是，占空比為一個高低電平周期中低電平部分所占整個周期的百分比，如圖7中的占空比信號是8%；而脈寬則是指低電平的絕對時間長度，如圖9中的脈寬為2.55ms。占空比在萬用表測量檔位上自定義為負(fù)號(-%)，就是波形顯示的低電平有效部分，從波形上講，這一段的波形與橫坐標(biāo)重合，因此波形為空，這就是占空比在波形顯示上的定義由來。

圖9噴油脈寬為2.55ms，也是低電平有效部分。如果以占空比來表示，則為噴油器控制信號的占空比為1.5%，即2.55ms/(8格+0.5格)×20ms/格=1.5%。圖9的座標(biāo)系中，假如急加速時噴油脈寬為5.10ms，如果以占空比來表示，則噴油占空比為3.0%。