第一代到第三代采埃孚(ZF)8速自動變速器(8HP)對比分析
裝備采埃孚(ZF)8HP系列變速器(8速AT)的部分車型:寶馬全系;奧迪A8L、Q5;賓利全系;勞斯萊斯全系;路虎發(fā)現(xiàn)、攬勝;Jeep大切諾基;克萊斯勒300C;等等。
1、第一代8速自動變速器(AT):8HP
第一代8HP系列變速器包括:8HP30、8HP45、8HP70、8HP90。
1.1、8HP70:
剖視圖:
原理圖:
兩個制動器A、B,三個離合器C、D、E。8個前進擋、一個倒擋。最大傳動比4.696,最小傳動比0.667。相鄰擋位之間傳動比比值從1.5到1.25,比值越小,越容易換擋。高擋使用頻繁,相鄰擋位之間傳動比比值更小。各擋位制動器、離合器閉合情況如下:相鄰兩個擋位換擋時,兩個元件不變,松開第三個元件,接合第四個元件,即完成換擋。
從左到右,行星輪系編號為1、2、3、4。以一擋為例,如下圖:制動器A、B閉合,太陽輪1、齒圈1、太陽輪2、行星架1、齒圈4轉(zhuǎn)速均為0。離合器C接合,行星架2、太陽輪4、齒圈3轉(zhuǎn)速為發(fā)動機轉(zhuǎn)速。根據(jù)杠桿圖,可得到行星輪系4中的行星架4的轉(zhuǎn)速,即輸出轉(zhuǎn)速。一擋傳動比為行星輪系4的齒圈齒數(shù)除以太陽輪齒數(shù),再加1。
8HP70 與6速AT 6HP28參數(shù)對比:匹配發(fā)動機最大扭矩700Nm,最大功率380kW,而重量僅89kg。(包含油液,變矩器包含扭轉(zhuǎn)減振器。)
一體式殼體,薄壁壓鑄,最小壁厚3 mm,重量10.9kg。
1.2、8HP45:
剖視圖:
原理圖:
擋位和傳動比:
可見第一代8HP45和8HP70在原理方面完全相同,只是具體尺寸、參數(shù)不同。
8HP45參數(shù):
2、第二代8HP:第二代8HP主要包括8HP50、8HP75。因為使用具有更少汽缸的渦輪增壓發(fā)動機,減少發(fā)動機排量,發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低,需要更大傳動比比值的變速器。(從7.07增大到7.8)。
3、第三代8HP:第三代8HP,2018年開始量產(chǎn)。重新設(shè)計了機電一體化系統(tǒng),進一步開發(fā)了扭轉(zhuǎn)減振器,并再次提高了最大傳動比(8.6)。 第三代8HP提供了更多的換檔動力和駕駛舒適性。 平均油耗進一步降低2.5%,同時減少了二氧化碳排放量。
4、混合動力變速器:
4.1、Mild hybrid(輕混):
15kW、200Nm電機。提供起動 - 停止功能,當車輛停止時,該功能關(guān)閉發(fā)動機,一旦駕駛員再次踩下油門踏板,重新啟動發(fā)動機。在電動機的輔助下,發(fā)動機在最佳效率范圍內(nèi)運行,這對燃料消耗和二氧化碳排放產(chǎn)生積極影響。當車輛制動時,電動機充當發(fā)電機,并自動為電池充電。兼容全輪驅(qū)動。除高壓方案外,適用于48 V系統(tǒng)。
4.2、Full hybrid(全混):
40kW、230Nm電機。發(fā)動機、電機之間有分離離合器,使得發(fā)動機能夠與變速器完全分離。 提供純電動模式,純電動里程可達5公里。 電動機、離合器、扭轉(zhuǎn)減振器和液壓裝置,安裝在變速器中,取代了變矩器。集成電動泵。兼容全輪驅(qū)動。
4.3、Plug-in hybrid(插電混動):
90kW、250Nm電機。純電動模式下,最長續(xù)航里程可達50公里,最高時速可達120公里/小時。集成電動泵。電動機由水或變速箱油冷卻。低阻力分離離合器將電機與發(fā)動機分離。與傳統(tǒng)變速器相比,僅增加30mm的安裝空間。
參考文獻:
SAE:ZF New 8-speed Automatic Transmission 8HP70 - Basic Design and Hybridization
SAE:Optimization Potential for a State of the Art 8-Speed AT
SAE:The Modular Hybrid Transmission Kit from ZF
SAE:Advancement in NVH- and Fuel-Saving Transmission and Driveline Technologie
ZF:Transmission technology from ZF
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