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ZF九速自动变速器动力传递流程图分析(上)

28日

ZF九速自动变速器动力传递流程图分析(上)

   时间: 2015-01-28

来源:《财经界•再制造》

上海新孚美汽车变速箱技术服务有限公司总经理 迟永波

 

 去年四月,于北京国际车展上亮相的克莱斯勒JEEP 备受瞩目,其配备的九速自动变速箱正是由ZF(采埃孚)公司生产配置,有9HP28 和9HP48 两款型号,扭矩分别为280N.m、480N.m,重量分别为78Kg 和86Kg,为前轮驱动。这标志着国内汽车“正式步入九速时代”。

 

 九速自动变速箱在设计上采用多项先进的新结构和控制技术,如首次使用爪形离合器,行驶中可以越级升档。离合器元件共有六组,传统离合器和制动器、新型爪形离合器均有两组,共计六组执行元件完成前进九档和倒档的转换工作,见表1。

 

表1 九速(9HP)自动变速器动力元件工作表

 

 9HP 自动变速器使用四组行星齿轮,它们有这些特点:

 

 1、二排行星齿轮组的行星架共用(并且行星架联接到三行星齿轮组环齿圈);

 2、一排行星齿轮组环齿圈与二排行星齿轮组的太阳轮可受A 爪形离合器动力输入;

 3、四排行星齿轮组的太阳轮同时被F 爪形离合器控制(固定或放松),三排行星齿轮组行星架又与四排行星齿轮组环齿圈联接。所以四组行星齿轮都关联一起,如图1 所示。

 

图1 9HP 动力元件传递路线全图

 

 GWK 带锁止离合器的变扭器 E 输入离合器 B 输入离合器 F 爪形离合器 A 爪形离合器 C 制动器D 制动器

 

 S1-P1-H1:分别为第一行星组(RS1)太阳轮、行星架、环齿圈

 S2-P2-H2:分别为第二行星组(RS2)太阳轮、行星架、环齿圈

 S3-P3-H3:分别为第三行星组(RS3)太阳轮、行星架、环齿圈

 S4-P4-H4:分别为第四行星组(RS4)太阳轮、行星架、环齿圈

 Z1 输出齿轮

 Z2 输出过桥齿轮端

 Z3 输出过桥齿轮端

 Z4 差速器

 

 一、9HP P、N 档动力传递路线分析

 

图2 1、工作元件:D 固定,爪形离合器F 固定第三、四行星组太阳轮。
2、F+D=P/N( 待命工作)

 

 二、9HP 倒档动力传递路线分析

 

 1、工作元件:D 固定,爪形离合器F 固定第三、四行星组太阳轮。B 输入,传递第一(RS1)/ 第二(RS2)行星组-至第三排行星组- 由第四行星架输出。

 

 2、F+D+B=R(倒档工作,3.80:1)

 

图3

 

 3、具体工作过程:

 

 a、在P 档时,D 固定,爪形离合器F 固定第三、四行星组太阳轮,等待驾驶操作,即“处在待命状态”。此处的D制动器将第二排行星组(RS2)环齿圈固定,当变速杆拨到R档时,离合器B加入工作,将输入轴的动力传送至第一行星组(RS1)的太阳轮,则第一行星组(RS1)、第二排行星组(RS2)的共用行星架反向转动,将动力传递至第三行星组的环齿圈。

 

 b、反向转动输入至第三行星组的环齿圈,由于爪形离合器F 的工作,将第三行星组(RS3)和第四排行星组(RS4)共用太阳轮固定,动力由第三行星组(RS3)的行星架反向输出到第四排行星组(RS4)的环齿圈。

 

 c、反向转动输入至第四行星组的环齿圈,由于爪形离合器F 的工作,将第四排行星组(RS4)太阳轮固定,动力由第四行星组(RS4)的行星架反向输出到差速器,实现倒档。

 

 三、9HP 一档动力传递路线分析

 

 图4

 

 1、工作元件:D 固定,爪形离合器F 固定第三、四行星组太阳轮。B 退下工作。爪形离合器A 输入,传递第一(RS1)/ 第二(RS2)行星组- 至第三排行星组- 由第四行星架输出。

 

 2、F+D+A=1(一档工作,4.70:1)

 

 3、具体工作过程:

 

 a、在N 档时,D 固定,爪形离合器F 固定第三、四行星组太阳轮,等待驾驶操作,即“处在待命状态”。此处的D制动器将第二排行星组(RS2)环齿圈固定,当变速杆拨到D 档时,爪形离合器A 加入工作,将输入轴的动力传送至第二行星组(RS1)的太阳轮,则由第二排行星组(RS2)的行星架将动力传递至第三行星组的环齿圈。

 

 b、动力输入至第三行星组的环齿圈,由于爪形离合器F 的工作,将第三行星组(RS3)和第四排行星组(RS4)共用太阳轮固定,动力由第三行星组(RS3)的行星架输出到第四排行星组(RS4)的环齿圈。

 

 c、动力转动输入至第四行星组的环齿圈,由于爪形离合器F 的工作,将第四排行星组(RS4)太阳轮固定,动力由第四行星组(RS4)的行星架输出到差速器,实现D 位中的一档。

 

 四、9HP 二档动力传递路线分析

 

 1、工作元件:D 退下固定。C 固定,爪形离合器F 固定第三、四行星组太阳轮。爪形离合器A 保持输入,传递第一(RS1)/ 第二(RS2)行星组- 至第三排行星组- 由第四行星架输出。

 

 2、F+C+A=2(二档工作,2.84:1)

 

图5

 

 3、具体工作过程:

 

 a、变速杆在D 位、当车速等信号满足升二档时,D 制动器退出固定。爪形离合器F 保持固定第三、四行星组太阳轮,爪形离合器A 保持工作;加入C 制动器工作,将第一排行星组(RS2)太阳轮固定。将输入轴的动力传送至第一行星组(RS1)的环齿圈,则由第二排行星组(RS2)的共用行星架将动力传递至第三行星组的环齿圈。

 

 b、动力输入至第三行星组的环齿圈,由于爪形离合器F 的工作,将第三行星组(RS3)和第四排行星组(RS4)共用太阳轮固定,动力由第三行星组(RS3)的行星架输出到第四排行星组(RS4)的环齿圈。

 

 c、动力输入至第四行星组的环齿圈,由于爪形离合器F 的工作,将第四排行星组(RS4)太阳轮固定,动力由第四行星组(RS4)的行星架输出到差速器,实现D 位中的二档。

 

 五、9HP 三档动力传递路线分析

 

 1、工作元件:C 退下固定。爪形离合器F 固定第三、四行星组太阳轮。爪形离合器A 保持输入,B 输入,传递第一(RS1)/ 第二(RS2)行星组- 至第三排行星组- 由第四行星架输出。

 

 2、F+B+A=3(三档工作,1.90:1)

 

 图6

 

 3、具体工作过程:

 

 a、变速杆在D 位、当车速等信号满足升三档时,C 制动器退出固定。爪形离合器F 保持固定第三、四行星组太阳轮,爪形离合器A 保持工作;加入B 离合器工作,将动力输入到第一排行星组(RS1)太阳轮。由第一、二排行星组的共用行
星架将动力传递至第三行星组的环齿圈。

 

 b、动力输入至第三行星组的环齿圈,由于爪形离合器F 的工作,将第三行星组(RS3)和第四排行星组(RS4)共用太阳轮固定,动力由第三行星组(RS3)的行星架输出到第四排行星组(RS4)的环齿圈。

 

 c、动力输入至第四行星组的环齿圈,由于爪形离合器F 的工作,将第四排行星组(RS4)太阳轮固定,动力由第四行星组(RS3)的行星架输出到差速器,实现D 位中的三档。(未完待续)

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