马自达3变速箱说明

2023年11月26日发(作者：丰田卡罗拉高配报价)

福克斯 4速自动变速器（4F27E）研究及对比(与老马3变速箱相同)

一 @概述：

长安福特1.8L和2.0L福克斯装备的自动变速器都是4F27E型，其中4表示4个前进挡，

F表示前轮驱动，27表示最大输出扭矩365N．m, E表示电子控制。

===================================

二 @机械结构：

采用辛普森式（双排辛普森式）行星齿轮机构。其前排齿圈和后排行星架是一体，为动

力输入端;前排行星架和后排齿圈是一体,为动力输出端。

其内部有6个换档执行元件：

3个片式离合器：前进档离合器FC——倒档离合器RC——直接档离合器DC

1个片式制动器：低速/倒档制动器L/RB

1个带式制动器：2/4档制动带2/4B

1个单向离合器：低档单向离合器LF

控制阀体可分为上、中、下三个部分，上阀体上有3个滑阀式机械阀，中阀体上有6个

滑阀式机械阀，下阀体上有6个电磁阀。由这6个电磁阀和9个机械阀来控制自动变速器的

换挡及锁止离合器的工作。此外，在阀体上还有1个蓄能缓冲器，变速器壳体上还有与阀体

配合作用的2个蓄压器和1个制动带伺服器。

下阀体上的6个电磁阀：

1. 换挡电磁阀SSA 2.换挡电磁阀SSB 3.电子压力控制电磁阀EPC 4.换挡电磁阀SS

C 5.换挡电磁阀SSD 6.换挡电磁阀SSE

6个电磁阀的功能描述：

1：电磁阀SSA、SSB——是开／关(ON／oFF)控制式电磁阀，在电磁阀OFF时无液压流，

用于切换不同的油道，将油压导至各离合器或制动器。

2：电磁阀EPC——电子压力控制、也称可变力电磁阀(VFS)，它是脉冲宽度调整式(PWM)

电磁阀，在电磁阀OFF时为全液压流，它通过调节其供电脉冲宽度来精确控制各传动档位

所需要的主管路压力（主管路压力随发动机负荷而不同）。

3：电磁阀SSC、SSD、SSE——也是脉冲宽度调整式(PWM)电磁阀，在电磁阀OFF时为全

液压流，它通过调节其供电脉冲宽度来精确控制至离合器和制动带的压力，使换挡平顺。

（4：SSB与SSC同时还控制“变矩器锁止离合器”(torque converter clutch)(TCC)的工作。4

F27E设计为：在3和4档、且车速高于40Km/h时、根据其它条件、可以使TCC接合，即

“直接传动”。）

=============================================

三 @电控系统组成：

4F27E型自动变速器电子控制系统主要由涡轮轴转速传感器、输出轴转速传感器、变速

器油温传感器、挡位开关、制动开关、手动模式开关、增/减挡开关、换挡电磁阀、压力控

制电磁阀和变速器控制模块等组成。其他信号如：节气门位置信号、空气流量信号、发动机

温度信号、发动机冷却液温度信号等都是通过网路线从发动机控制模块取得。

1.涡轮轴转速传感器(TSS)

涡轮轴转速传感器位于变速器外壳上，用于感知变速器涡轮轴的转速。涡轮轴转速传感器的

类型是电磁感应式，其电阻为330～390Ω（在21℃时），如果它出现故障，变速器控制模

块将用输出轴转速传感器的信号取代它，车载诊断系统会纪录相应的故障码，并点亮故障指

示灯。

2.输出轴转速传感器（OSS）

输出轴转速传感器位于差速器处的变速器壳体上，用于感知变速器的输出轴转速。此信号不

作为车辆速度信号使用，车辆速度信号来自ABS的轮速传感器。输出轴转速传感器的类型

是电磁感应式，其电阻值800～900Ω（在21℃时），如果它出现故障，变速器控制模块将

用涡轮轴转速传感器的信号取代它，车载诊断系统会纪录相应的故障码，并点亮故障指示灯。

3.变速器油温传感器（TFT）

变速器油温传感器位于变速器内，用于感知变速器油液温度。在极冷和极热的变速器油温下，

变速器控制模块根据此信号控制管路压力、换挡和变矩器锁止离合器。传感器的类型是热敏

电阻式，其电阻值如表1所示。

4.挡位开关（TR）

挡位开关位于变速器外壳的手动轴上，用于感知变速器的挡位。

5.手动模式开关、增/减挡开关

变速器控制模块控制的换挡模式分为手动换挡和自动换挡，手动换挡允许手动加或减挡，在

手动模式下可以2挡起步，以方便在湿滑路面上顺利起步。自动换挡有快放模式和下坡模式，

在快放模式下，驾驶员快速松开油门时，变速器不会立即升挡，以保持车速稳定和较好的发

动机制动效果。在下坡模式下，当变速器控制系统接到制动信号时将自动降至较低挡位，以

保持良好的发动机制动效果，增强行车安全。

6.制动开关

用于控制排挡杆从驻车挡位置的移出。

7.换挡电磁阀

换挡电磁阀分为开关型和占空比型，换挡电磁阀SSA 和SSB为开关型电磁阀，通过电流的

通断控制液压施加到不同的油道，从而控制离合器或制动器等执行部件的作动，在电磁阀关

闭状态下无液压油流经。换挡电磁阀SSC、SSD 和SSE为占空比型电磁阀，通过调整控制

电磁阀的占空比来控制各执行器的油压，在电磁阀关闭状态下为最大液压油流经。电磁阀S

SA、SSB和SSC的电阻为1.0～4.2Ω，电磁阀SSD和SSE的电阻值为10.9～26.2Ω。

8.压力控制电磁阀（EPC）

压力控制电磁阀控制主油路压力，以确保在所有的操作状况下油路中都有合适的油压。在电

磁阀关闭状态下油路油压最大。其电阻为2.4～7.3Ω。

四 @特色：

.....................................

变速器控制模块(TCM)：也称自动变速器控制单元(Tcu)，它是自动变速器的控制中枢，

位于发动机舱防火墙上的中间部位。TCM接收各类信号，对信号进行处理，将输出信息传

递到各电磁阀，从而控制变速器的换挡、油压、和变矩器、锁止离合器的结合与分离。同时．T

CM还要控制故障指示灯的点亮和相关的故障诊断信息。

，同时变速器控制模块监视换挡时间，若变速器因内部磨损等原因导致换挡时间偏离了标准

值，

本TCM有这样一个优点：对磨损有自适应能力！是“电子同步换挡控制(ESSC)”功能的

一个作用：

变速器控制系统允许两个执行部件在同一时间动作（在一换挡操作中，某些正在工作的

元件会在其他元件作动时被释放，作动元件和释放元件是同时发生(同步)的），以避免急促

的换挡，减缓换挡冲击。

另一方面，换挡操作的时间应保持在所限制的时间范围之内，否则会出现换挡打滑或换

挡冲击。当变速器在使用一段较长的里程后，由于执行元件会发生不同程度的磨损，影响到

控制效果，压力的建立与降低可能将无法再同步，换挡时间会超过规定的范围。ESSC会侦

测换挡操作时间，且能够在整个变速器使用寿命内适应换挡组件的磨损。无论换挡操作是否

同步，系统都会侦测换挡时间，如果TCM侦测到换挡时间偏离了标准值（储存值），则变

速器控制模块将根据其检测到的换挡时间，调整换挡操作和油路压力，使换挡时间符合标准

值。

......................................

FOCUS的AMT结构简单，控制程序复杂，可靠性很高。这个变速箱虽然是4前速的，

但是里面的执行机构采用了比较先进的双面液压控制，冲击非常的小，因此驾驶者感受的振

动也是非常的小的。相对于某些5速甚至6速的自动波来说，在起步阶段的换档感觉还是比

较明显。油门控制得当的话，升档的速度比老式的变速箱要快。(现在的AT与MT比较的

话，传动效率损失约在4%-8%. )

这个变速箱的最大输出扭矩高达365N．m，所以它的特点就是可以承受比较大的负荷（而

FOCUS1.8发动机的最大扭矩仅为161N．m），40公里左右就到4挡了。从40公里到180

公里就是一个挡了，差别最多就是直接传动，就是好多人以为升到暗藏的第五挡了。这个变

速箱不是一个极高转速的东西，但是一挡经常可以轻轻踩到4000转而不费气力。最大的阻

力就是它自己的齿轮组的比例。

FOCUS的IB5、MTX75、4F27E、奥迪5HP19（ZF的5速）、大众09G/TF60SN（Aisin的

6速）传动比的对照表******

1.8的MT： IB5：主减速比(M)：4.06 R档：3.62 1档：3.58 2档：2.04 3档：1.41 4

档：1.11 5档：0.88

2.0的MT：MTX75：主减速比(M)：4.07 R档：3.73 1档：3.42 2档：2.14 3档：1.45 4

档：1.03 5档：0.81

JATCO：4F27E：主减速比(M)：4.21 R档：2.65 1档：2.82 2档：1.50 3档：

1 4档：0.73

ZF：5HP19：主减速比(M)： R档： 1档：3.67 2档：2 3档：1.41 4档：

1 5档：0.74

Aisin： 09G：主减速比(M)： R档： 1档：4.15 2档：2.37 3档：1.56 4档：

1.16 5档：0.86 6档：0.69

* 标尺 ： 5___________________4___________________3___________________2________

___________1____________________0 *

*

*

*

*

* IB5 ：(5)----------------------------1-----------------------------2------------3-----4---5-----------------

-( *

*

*

* MTX75 ：(5)-------------------------------1------------------------2-------------3--------4---5------------

----( *

*

*

* 4F27E ：(4)-------------------------------------------1-------------------------2---------3-----4------------

--( *

*

*

* 5HP19 ：(5)--------------------------1--------------------------------2-----------3-------4-----5-----------

---( *

*

*

* 09G ：(6)----------------1-----------------------------------2---------------3-------4-----5---6-----------

--( *

*______________________________________________________________________________

_________________________________________*

由图可见：

1、两款手动变速器：MTX75比IB5的齿比分配更均衡一些；5档（超速档）更突出。

2、4F27E的1+2（1档和2档）的涵盖范围很大，相当于手动箱子的1+2+3。而且 1+2+3+

4 >1+2+3+4+5 ，4档（超速档）比MTX75还突出。

3、4F27E的超速档，仅大于6速的09G、而比其它三款箱子的都小，可见其高档巡航之发

动机转速不高、最高车速不低。

4、5HP19的档位分布，和IB5的很接近。

5、09G的1档，速比太大，其实没什么实用性，频繁的升降档、反倒拖累了加减速的连贯

性。可见5速AT已经是实用的极限了。

6、4F27E的1+2的涵盖范围很大，相当于其它箱子的1+2+3。

7、三款AT相比，1+2+3+4=1+2+3+4+5=1+2+3+4+5+6，4F27E在理论上仅仅是顿挫感会明

显（而现实表现上，因其设计合理制造精良，反倒更加完美一些：相比于09G的降档不及

时、在2和3之间切换有强烈顿挫感...），而在动力衔接上、可完全由其高扭输出特性来弥

补，所以，其加速能力、高档巡航能力等并不逊色。特别的，因其硬件结构简单、且没有材

质和加工方面的特殊要求，其可靠性必然更高。

******（发动机）转速rpm和车速Km/h的对应关系******

在匀速直线运动条件下，2000rpm时、变速器升至4档，“变矩器锁止离合器”(TCC)接合（直

接传动），车速等于80Km/h。继续均匀加速，转速每增加250rpm，车速即增加10Km/h。

计算和实测的对应关系如下：

*转速1000rpm：___+____+____2____+____+____+____3____+____+____+____4____+____

+____+____5____+____+____+____6____+__

*车速Km/h：

__60___70___80__________________120_________________160_________________200____

_____________240______

_______________________________________________________________________________

_____________________________________

理论上，这是一个典型的线性关系，实际上、4000rpm时，车速也为160Km/h。再往后，风

阻的影响（对发动机功率的消耗）将越来越大，所以，现实中6000rpm时、车速无法达到2

40Km/h。

.........................................

******升降档、和“TCC接合”的规律探讨******

基本前提：小负载（小的节气门开度）、匀速、或匀加速直线运动。

1、升档过程：1750rpm为基本升档点，档位依次升高、升至3档，即1——2——3；之后、

均匀加速至某个转速（具体数据不明）rpm、3档时的TCC接合；之后、均匀加速至1750r

pm、升至4档；再均匀加速至2000rpm、4档时的TCC接合，车速等于80Km/h。

2、“TCC接合”又称“锁定(lock up)”，设计上，档位必须升至3档或4档才允许接合（是否

接合还要参考其它条件）。

整个升档过程示意如下：

1————————2————————3—————TCC====4—————TCC====（——

为液力传动====为直接传动）

3、在4档过程中、TCC接合的转速为2000rpm，直至最高转速/车速；而TCC释放转速rp

m为“小于1500rpm”（对应车速为“小于60Km/h”，就是说，无论什么情况下，只要车速小

于60Km/h、如55Km/h，TCC都将释放）。可见，节气门控制得当的话、车速从60Km/h

起、都可以使用“直接传动”来提高经济性。

4、降档过程：关于降档转速点rpm，具体数据不明。这里讨论2种情况：

（1）、“4档+TCC接合”时、迅速松开节气门：此时，TCC立即释放；档位还会停留在4

档。“3档+TCC接合”时的情况与之相同。 （2）、当车辆紧急制动时，降档顺序为：4——

3——1。3档的降档转速点rpm很低、接近800rpm，当车速约降至7Km/h时、才由3档直

接跳至1档，产生“喘动”现象。

5、以上讨论是基于“小负载（小的节气门开度）、匀速、或匀加速直线运动”的前提条件，

在实际使用中，车辆工况是复杂多变的，升档、降档的转速点rpm，TCC接合、释放的转

速点rpm，会因为节气门开度、车速、温度等等参数的改变而有很大变化。

五 @维护保养：

能够保证变速箱油不老化就行了。4F27E自动变速器油液检查周期为1年或20000km，

没有规定换油周期，但根据变速器油检查结果和车辆的使用情况，在合适的时候更换自动变

速器油对自动变速器的运转以及改善自动变速器的行驶状况是有好处的。4F27E自动变速器

油的规格型号是WSS—M2C202B，油液容量（包括冷却器与管路）是6.7L。