基于矢量圖分析ZF8HP45自動(dòng)變速器動(dòng)力傳遞

趙成強(qiáng)

摘要：ZF8HP45是德國采埃孚股份公司生產(chǎn)的8速自動(dòng)變速器。該變速器目前應(yīng)用于奧迪A8、寶馬5系等高擋車型上。本文通過介紹ZF8HP45自動(dòng)變速器行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，運(yùn)用矢量圖分析各擋位的傳動(dòng)比變化，實(shí)現(xiàn)了對變速器各擋位變化的判斷。

關(guān)鍵詞：ZF8HP45;矢量圖;動(dòng)力傳遞方式

隨著時(shí)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(jī)構(gòu)，書本中雖然用結(jié)構(gòu)圖和計(jì)算公式對雙排和多排行星齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)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(dòng)變速器4個(gè)行星排行星齒輪機(jī)構(gòu)每個(gè)擋位的動(dòng)力傳遞方式和傳動(dòng)比的變化，矢量圖的方法更加便于理解。

一、ZF8HP45動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)圖及執(zhí)行元件表

（一）ZF8HP45自動(dòng)變速器動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)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(shí)，A工作S1和S2制動(dòng)，B工作R1制動(dòng)，第1個(gè)行星排2個(gè)元件制動(dòng)整個(gè)行星排制動(dòng)，與C1相連的R4也制動(dòng)，C工作輸入軸和S4及C2連接進(jìn)行輸入，S4輸入R4制動(dòng)使第4個(gè)行星排產(chǎn)生減速傳動(dòng)比變化實(shí)現(xiàn)1擋減速運(yùn)動(dòng)。第2和第3個(gè)行星排元件在結(jié)構(gòu)圖中兩兩相連維持平衡運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖2。

（二）2擋變化

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

（三）倒擋變化

倒擋時(shí)，A工作S1和S2制動(dòng)，B工作R1制動(dòng)，前2個(gè)行星出現(xiàn)1擋時(shí)的狀態(tài)，其中和C1和R4制動(dòng)。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(gè)行星排元件形成兩兩連接，當(dāng)R2動(dòng)力傳遞至S3，由于R4制動(dòng)使得C3和C4同速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，R3和S3也同速逆時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)。如右側(cè)圖4。

（四）3擋變化

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

（四）4擋變化

4擋時(shí)，B工作工作R1制動(dòng)，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(yùn)轉(zhuǎn)，由于D、E工作導(dǎo)致第3、4兩個(gè)行星排形成直接擋。而C1、R2分別和第3、4兩個(gè)行星排中元件連接，S1和S2也連接成一體。第1和第2兩個(gè)行星排2個(gè)元件兩兩相連，同時(shí)R1制動(dòng)C2輸入2個(gè)行星排維持平衡共同實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的變小產(chǎn)生4擋。如圖6。

（五）5擋變化

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

（六）6擋變化

6擋時(shí)，C工作輸入軸和S4、R3、C2連接進(jìn)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(gè)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(shí)，A工作S1和S2制動(dòng)，C工作輸入軸和S4、R3、C2連接進(jìn)行輸入，D工作C4及C3連接成一體。S1制動(dòng)C2輸入，第2個(gè)行星排實(shí)現(xiàn)加速變化，第2個(gè)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(gè)行星排的矢量圖形成平衡加速輸出實(shí)現(xiàn)7擋。如圖8所示。

（八）8擋變化

8擋時(shí)，A工作S1和S2制動(dòng)，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(dòng)C2輸入時(shí)第2個(gè)行星排中R2加速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)元件D、E工作使第3和第4兩個(gè)行星排中元件兩兩相連實(shí)現(xiàn)直接擋1：1傳遞動(dòng)力，也就是說有第2個(gè)行星排放大動(dòng)力，第3和第4兩個(gè)行星排等速傳遞了動(dòng)力實(shí)現(xiàn)8擋。如圖9所示。

三、結(jié)語

將矢量圖運(yùn)用于自動(dòng)變速器的各個(gè)擋位的分析中，通過矢量圖可以更好地了解各個(gè)擋位的每個(gè)行星排的變化，對動(dòng)力的變化可以有一個(gè)直觀的體現(xiàn)。這對學(xué)習(xí)雙排和多排變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)有很好的便利。

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