基于矢量图分析ZF8HP45自动变速器动力传递

赵成强

摘要：ZF8HP45是德国采埃孚股份公司生产的8速自动变速器。该变速器目前应用于奥迪A8、宝马5系等高挡车型上。本文通过介绍ZF8HP45自动变速器行星齿轮传动机构，运用矢量图分析各挡位的传动比变化，实现了对变速器各挡位变化的判断。

关键词：ZF8HP45;矢量图;动力传递方式

随着时代的变化在变速器的书上都能了解到双排和多排行星齿轮机构，书本中虽然用结构图和计算公式对双排和多排行星齿轮结构进行了介绍但是还有很多地方很难让理解。本文通过矢量图的方法分析了ZF8HP45自动变速器4个行星排行星齿轮机构每个挡位的动力传递方式和传动比的变化，矢量图的方法更加便于理解。

一、ZF8HP45动力传递结构图及执行元件表

（一）ZF8HP45自动变速器动力传递结构图

（二）各挡位执行元件

1挡：A、B、C  2挡：A、B、E  3挡：B、C、E

4挡：B、D、E  6挡：B、C、D  7挡：A、C、D

8挡：A、D、E   倒挡：A、B、D

二、ZF8HP45各挡位矢量图分析

（一）1挡变化

1挡时，A工作S1和S2制动，B工作R1制动，第1个行星排2个元件制动整个行星排制动，与C1相连的R4也制动，C工作输入轴和S4及C2连接进行输入，S4输入R4制动使第4个行星排产生减速传动比变化实现1挡减速运动。第2和第3个行星排元件在结构图中两两相连维持平衡运转。如图2。

（二）2挡变化

2挡时，A工作S1和S2制动，B工作R1制动，前2个行星排出现1挡时情况。E工作S4、S3、R2、R3连接成一体同速运转。由于S4、S3、R3和R2元件同速转动，第3个行星排形成直接挡，第4个行星排的R4与C1相连被制动，C4传动比变小实现2挡。如图3。

（三）倒擋变化

倒挡时，A工作S1和S2制动，B工作R1制动，前2个行星出现1挡时的状态，其中和C1和R4制动。D工作C4及C3连接成一体。由于元件D工作使第3和第4两个行星排元件形成两两连接，当R2动力传递至S3，由于R4制动使得C3和C4同速逆时针转动，R3和S3也同速逆时针减速转动。如右侧图4。

（四）3挡变化

3挡时，B工作R1制动，C工作输入轴和S4及C2连接进行输入，E工作S4、S3、R2、R3连接成一体同速运转，第2个和第3个行星排中C2、R2、S3、R3输入2个行星排形成直接挡传动比为1：1。S1和S2相连其速度和输入相等，第1个行星排R1制动S1输入C1减速运转，第4个行星排由于R4和C1连接，S4连接输入轴输入，第1和第4个行星排形成平衡共同实现C4传动比变小实现3挡。如图5。

（四）4挡变化

4挡时，B工作工作R1制动，D工作C4及C3连接成一体，E工作S4、S3、R2、R3连接成一体同速运转，由于D、E工作导致第3、4两个行星排形成直接挡。而C1、R2分别和第3、4两个行星排中元件连接，S1和S2也连接成一体。第1和第2两个行星排2个元件两两相连，同时R1制动C2输入2个行星排维持平衡共同实现传动比的变小产生4挡。如图6。

（五）5挡变化

5挡时，B工作工作R1制动，C工作输入轴和S4、R3、C2连接进行输入，D工作C4及C3连成一体。第1和第2两个行星排中R1制动C2输入，S1和S2从结构图中可知连成一体，第3和第4两个行星排S4和R3输入，C4和C3连接成一体，第1和第4两个行星排C1和R4从结构图中可知连成一体。各个行星排元件两两相连形成平衡，同时R4受到第1和第2两个行星排影响进行减速，第3和第4两个行星排元件两两相连形成平衡实现5挡。如图7。

（六）6挡变化

6挡时，C工作输入轴和S4、R3、C2连接进行输入，D工作C4及C3连接成一体，E工作S4、S3、R2、R3连接成一体。4个行星排中元件两两相连形成直接挡，输入和输出的相同。

（七）7挡变化

7挡时，A工作S1和S2制动，C工作输入轴和S4、R3、C2连接进行输入，D工作C4及C3连接成一体。S1制动C2输入，第2个行星排实现加速变化，第2个行星排R2速度的变化影响与其连接S3，而元件A、D和E的工作使第2-4共3个行星排的矢量图形成平衡加速输出实现7挡。如图8所示。

（八）8挡变化

8挡时，A工作S1和S2制动，D工作C4及C3连接成一体。E工作S4、S3、R2、R3连接成一体。S2制动C2输入时第2个行星排中R2加速运转，同时元件D、E工作使第3和第4两个行星排中元件两两相连实现直接挡1：1传递动力，也就是说有第2个行星排放大动力，第3和第4两个行星排等速传递了动力实现8挡。如图9所示。

三、结语

将矢量图运用于自动变速器的各个挡位的分析中，通过矢量图可以更好地了解各个挡位的每个行星排的变化，对动力的变化可以有一个直观的体现。这对学习双排和多排变速器行星齿轮机构有很好的便利。

参考文献：

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