基于矢量圖分析ZF8HP45自動變速器動力傳遞

趙成強

摘要：ZF8HP45是德國采埃孚股份公司生產的8速自動變速器。該變速器目前應用于奧迪A8、寶馬5系等高擋車型上。本文通過介紹ZF8HP45自動變速器行星齒輪傳動機構，運用矢量圖分析各擋位的傳動比變化，實現(xiàn)了對變速器各擋位變化的判斷。

關鍵詞：ZF8HP45;矢量圖;動力傳遞方式

隨著時代的變化在變速器的書上都能了解到雙排和多排行星齒輪機構，書本中雖然用結構圖和計算公式對雙排和多排行星齒輪結構進行了介紹但是還有很多地方很難讓理解。本文通過矢量圖的方法分析了ZF8HP45自動變速器4個行星排行星齒輪機構每個擋位的動力傳遞方式和傳動比的變化，矢量圖的方法更加便于理解。

一、ZF8HP45動力傳遞結構圖及執(zhí)行元件表

（一）ZF8HP45自動變速器動力傳遞結構圖

（二）各擋位執(zhí)行元件

1擋：A、B、C ?2擋：A、B、E ?3擋：B、C、E

4擋：B、D、E ?6擋：B、C、D ?7擋：A、C、D

8擋：A、D、E ? 倒擋：A、B、D

二、ZF8HP45各擋位矢量圖分析

（一）1擋變化

1擋時，A工作S1和S2制動，B工作R1制動，第1個行星排2個元件制動整個行星排制動，與C1相連的R4也制動，C工作輸入軸和S4及C2連接進行輸入，S4輸入R4制動使第4個行星排產生減速傳動比變化實現(xiàn)1擋減速運動。第2和第3個行星排元件在結構圖中兩兩相連維持平衡運轉。如圖2。

（二）2擋變化

2擋時，A工作S1和S2制動，B工作R1制動，前2個行星排出現(xiàn)1擋時情況。E工作S4、S3、R2、R3連接成一體同速運轉。由于S4、S3、R3和R2元件同速轉動，第3個行星排形成直接擋，第4個行星排的R4與C1相連被制動，C4傳動比變小實現(xiàn)2擋。如圖3。

（三）倒擋變化

倒擋時，A工作S1和S2制動，B工作R1制動，前2個行星出現(xiàn)1擋時的狀態(tài)，其中和C1和R4制動。D工作C4及C3連接成一體。由于元件D工作使第3和第4兩個行星排元件形成兩兩連接，當R2動力傳遞至S3，由于R4制動使得C3和C4同速逆時針轉動，R3和S3也同速逆時針減速轉動。如右側圖4。

（四）3擋變化

3擋時，B工作R1制動，C工作輸入軸和S4及C2連接進行輸入，E工作S4、S3、R2、R3連接成一體同速運轉，第2個和第3個行星排中C2、R2、S3、R3輸入2個行星排形成直接擋傳動比為1：1。S1和S2相連其速度和輸入相等，第1個行星排R1制動S1輸入C1減速運轉，第4個行星排由于R4和C1連接，S4連接輸入軸輸入，第1和第4個行星排形成平衡共同實現(xiàn)C4傳動比變小實現(xiàn)3擋。如圖5。

（四）4擋變化

4擋時，B工作工作R1制動，D工作C4及C3連接成一體，E工作S4、S3、R2、R3連接成一體同速運轉，由于D、E工作導致第3、4兩個行星排形成直接擋。而C1、R2分別和第3、4兩個行星排中元件連接，S1和S2也連接成一體。第1和第2兩個行星排2個元件兩兩相連，同時R1制動C2輸入2個行星排維持平衡共同實現(xiàn)傳動比的變小產生4擋。如圖6。

（五）5擋變化

5擋時，B工作工作R1制動，C工作輸入軸和S4、R3、C2連接進行輸入，D工作C4及C3連成一體。第1和第2兩個行星排中R1制動C2輸入，S1和S2從結構圖中可知連成一體，第3和第4兩個行星排S4和R3輸入，C4和C3連接成一體，第1和第4兩個行星排C1和R4從結構圖中可知連成一體。各個行星排元件兩兩相連形成平衡，同時R4受到第1和第2兩個行星排影響進行減速，第3和第4兩個行星排元件兩兩相連形成平衡實現(xiàn)5擋。如圖7。

（六）6擋變化

6擋時，C工作輸入軸和S4、R3、C2連接進行輸入，D工作C4及C3連接成一體，E工作S4、S3、R2、R3連接成一體。4個行星排中元件兩兩相連形成直接擋，輸入和輸出的相同。

（七）7擋變化

7擋時，A工作S1和S2制動，C工作輸入軸和S4、R3、C2連接進行輸入，D工作C4及C3連接成一體。S1制動C2輸入，第2個行星排實現(xiàn)加速變化，第2個行星排R2速度的變化影響與其連接S3，而元件A、D和E的工作使第2-4共3個行星排的矢量圖形成平衡加速輸出實現(xiàn)7擋。如圖8所示。

（八）8擋變化

8擋時，A工作S1和S2制動，D工作C4及C3連接成一體。E工作S4、S3、R2、R3連接成一體。S2制動C2輸入時第2個行星排中R2加速運轉，同時元件D、E工作使第3和第4兩個行星排中元件兩兩相連實現(xiàn)直接擋1：1傳遞動力，也就是說有第2個行星排放大動力，第3和第4兩個行星排等速傳遞了動力實現(xiàn)8擋。如圖9所示。

三、結語

將矢量圖運用于自動變速器的各個擋位的分析中，通過矢量圖可以更好地了解各個擋位的每個行星排的變化，對動力的變化可以有一個直觀的體現(xiàn)。這對學習雙排和多排變速器行星齒輪機構有很好的便利。

參考文獻：

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