悍馬4L65E變速器性能改進措施

文/上海 齊 明

悍馬4L65E變速器性能改進措施

文/上海 齊 明

齊明

(本刊專家委員會委員)

美國索奈克斯工業有限公司中國代表處首席代表，美國達特茅斯學院工程科學碩士，上海交通大學材料科學碩士。

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。除了發動機的動力性能外，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勁,以達到離合器和制動帶更大的接合力，在高轉速時要控制油壓的突然降低，而且要避免4L60E與4L65E變速器在修改后經常出現的2-3換擋不順問題。此外，還要求變速器在更高的工作強度下達到更長的使用壽命。這就需要我們對變速器的某些關鍵部位進行改進、提升，這些部位的技術改進要求都遠超過普通原廠變速器的設計要求。

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，而且操作方便，正確地替換幾個小零件即可。

一、油泵的改進

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。增壓不足會導致3-4離合器、2-4制動帶經常失效或者換擋品質變差。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到了比原廠要求更小的滑閥與閥套之間的配合間隙，以達到最好的增壓速度。此外，這款改進閥上比原廠件多了2個O形圈，這是為了防止閥套與油泵孔之間漏油，達到更好的增壓效果。

除了這個增壓閥外，位于主調壓閥和增壓閥之間的主油壓調節彈簧也需要升級，這個彈簧的作用力和增壓閥一起作用于主調壓閥上，從而達到提升主油壓的作用，高性能修包中的這個彈簧也經過重新設計，起到了增強主油壓的作用。

油泵中的另一改進之處是油泵滑移彈簧，原廠的雙彈簧設計效果并不理想，在發動機高轉速下往往會發生主油壓突然降低的問題。為了改善油泵在高轉速時的輸出穩定性，SONNAX對這款彈簧進行了特殊的設計，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

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燒壞的現象。更換修包中重新設計

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度，這也是成本最低的一個方法。

如果需要進一步增強變速器的性能，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

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，此蓄壓器活塞經常磨損，活塞不斷往復運動導致蓄壓器的銷子和活塞之間的接觸部位很容易磨損。當磨損達到一定程度后，銷孔處的漏油量不再能被有限的油泵容量所補償，導致換擋品質下降。

除了活塞中間的銷孔磨損外，蓄壓器活塞還經常被卡在蓄壓器孔內。對此，SONNAX的蓄壓器活塞進行了革新設計(見圖5)，這種專利設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的卡滯。實驗證明，即便在幾千次的循環運動后，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

這里改進之處同樣具有創新性，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，節流孔的改變破壞了這2條油路的同步性，導致了2-3和3-2換擋出現不連續的問題。為了恢復這2條油路的同步性，從根源上解決2-3和3-2換擋品質問題，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行限制和調節，以達到和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，因此在閥上設計了O形圈以起到密封作用。

四、閥體上的改進

閥體上的改進有3個地方，分別是前進擋蓄壓器改用無銷設計、蓄壓器閥上增加調節片以及在閥體隔板上擴大節流孔。

由于前進擋蓄壓器活塞的不斷往復運動會使中間的銷孔處發生磨損，或者因為有些原廠蓄壓器活塞的塑料材質產生裂紋，這里的漏油會產生入擋延遲、前進擋打滑、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(見圖7)。

閥體隔板上的節流孔必須根據圖8所示的位置并且使用修包中所帶的擴孔工具來進行修改。圖8中共有3種尺寸的節流孔，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流孔擴大到這些尺寸。

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整墊片(已包含在修包內)。

五、1-2蓄壓器的改進

最后需要改進的是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，用重新設計的波浪形彈簧、內彈簧和外彈簧替換(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變速器的關鍵部位進行改進，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定的結果。

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系

ECU用于控制執行器的占空比信號和脈寬信號本質上是相同的，多數情況下，它們都是通過ECU控制三極管導通時間來控制執行器接地導通的。所以多數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%。