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4HP-16型自动变速器是由专业制造变速器的ZF公司开发，与前轮驱动、发动机横置的车辆配套使用。4HP-16为电控4速自动变速器，被装备在上海通用公司生产的凯越（1.8）、雪弗兰景程、大宇美男爵等乘用车上。由于4HP-16型自动变速器内没有单向离合器，使变速器的结构紧凑、质量轻、且换挡零件数目减少，使拖滞损耗降低，传动效率增高，作用在部件和传动系上的峰值扭矩低。但这种设计需要加工精密的机械部件、高性能的软件和精确的发动机控制信号来保证，采用重叠换挡控制技术。4HP-16自动变速器的基本技术参数见表1，动力传递路线见图1。
由图1可知，4HP-16自动变速器采用改进型辛普森行星齿轮机构，即后排行星架与前排齿圈为一体；后排齿圈与前排行星架为一体，是动力输出端；前、后排两个太阳轮独立。在变速器内部有2个离合器和3个制动器，各换挡执行元件的作用见表2，不同挡位时各换挡执行元件的状态见表3。
一、P/N挡动力传递路线 在P或N挡，离合器B工作，驱动后排太阳轮，但无制动部件，整个行星齿轮机构空转，故没有动力输出，动力传递路线简图见图2。动力传递路线是：发动机→变矩器泵轮→涡轮→输入轴→离合器B工作，驱动后排太阳轮→行星齿轮机构空转，无动力输出。
二、R挡动力传递路线 R挡时，离合器B工作，驱动后排太阳轮；制动器D工作，固定后排行星架，后排齿圈/前排行星架反向减速输出，动力传递路线见图3。动力传递路线是：发动机→变矩器泵轮→涡轮→输入轴→离合器B工作，驱动后排太阳轮→制动器D工作，固定后排行星架→后排齿圈/前排行星架反向减速输出→差速器。
三、1挡动力传递路线 在D、3、2、1之1挡，换挡执行元件的动作完全相同，即离合器B工作，驱动后排太阳轮；制动器F工作，固定前排太阳轮，后排齿圈/前排行星架同向减速输出，动力传递路线简图见图4。动力传递路线是：发动机→变矩器泵轮→涡轮→输入轴→离合器B工作，驱动后排太阳轮→制动器F工作，固定前排太阳轮→后排齿圈/前排行星架同向减速输出→差速器。
四、2挡动力传递路线 在D、3、2之2挡，换挡执行元件的动作完全相同，即离合器E工作，驱动后排行星架/前排齿圈；制动器F工作，固定前排太阳轮，后排齿圈/前排行星架同向减速输出，动力传递路线见图5。动力传递路线是：发动机→变矩器泵轮→涡轮→输入轴→离合器E工作，驱动后排行星架/前排齿圈→制动器F工作，固定前排太阳轮→后排齿圈/前排行星架同向减速输出→差速器。
五、3挡动力传递路线 在D、3之3挡，换挡执行元件的动作完全相同，即离合器E工作，驱动后排行星架/前排齿圈；同时，离合器B工作，驱动后排太阳轮，没有部件被固定。因行星齿轮机构中后排行星架与后排太阳轮两个部件被同时驱动，则整个行星齿轮机构以一个整体同向等速旋转，为直接传动挡，由后排齿圈/前排行星架同向等速输出，传动比为1:1。3挡动力传递路线见图6，动力传递路线是：发动机→变矩器泵轮→涡轮→输入轴→离合器E工作，驱动后排行星架/前排齿圈；同时，离合器B工作，驱动后排太阳轮→后排齿圈/前排行星架同向等速输出→差速器。
六、4挡动力传递路线 4挡时，离合器E工作，驱动后排行星架/前排齿圈；制动器C工作，固定后排太阳轮，则后排齿圈/前排行星架同向增速输出，动力传递路线见图7。动力传递路线是：发动机→变矩器泵轮→涡轮→输入轴→离合器E工作，驱动后排行星架/前排齿圈→制动器C工作，固定后排太阳轮→后排齿圈/前排行星架同向增速输出→差速器。
因4HP-16自动变速器内部没有单向离合器，故在各挡均由发动机制动。 |
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