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ZF的9速自动变速箱均速行驶时燃效最大提高16％

http://cn.newmaker.com 11/3/2011 11:13:00 AM 日经BP社

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展厅 3	传动/转向/制动系统展厅变速箱, 离合器, 制动系统...

德国ZF公司开发出了乘用车使用的9速自动变速箱（AT），并在VDI（德国工程师协会）举行的汽车变速箱国际会议“Transmissions in Vehicles 2011”上公开（图）。适用于横置发动机的前轮驱动车，有最大扭矩为280N·m的“9HP28”和最大扭矩为480N·m的“9HP48”两种。9HP48还备有供四驱车及HEV（混合动力车）使用的型号。

新型AT使用4组行星齿轮机构和6个变速装置（图）。以往的6速AT为3组5个、8速（纵置发动机用）为4组5个。

变速装置只有离合器和制动器，没有单向离合器。单向离合器的目的在于，即使离合器的开、合时机并不理想，也不会出现振动。该公司在设计上以前就采取不依靠单向离合器，而是让离合器的开合时机相互吻合的方针。

从概略图来看，新型AT的特点是4组行星齿轮机构中有2组采用内外两重设计。内侧行星齿轮机构的内齿轮的外面成为外侧行星齿轮机构的恒星齿轮。由于动力传输路径的组合获得增加，因此凭借最少的追加部件即可增加变速档位。

虽然概略图上为双重设计，但两组行星齿轮的位置实际上沿轴方向错开，直径大体相同。带有将其中一个行星组件的内齿轮与另一个行星组件的恒星齿轮连接起来的旋转部件。

6个变速装置中有2个采用爪形离合器而非湿式多板离合器。由于能够以小尺寸来传递大扭矩，因此可减少整体体积。另外，湿式多板离合器即使在开放状态下，也存在润滑油导致的拖曳阻力。而爪形离合器由于分离彻底，因此没有拖曳阻力。

爪形离合器只用于起步涉及的传输扭矩大的变速装置（表）。表格中的爪形离合器F从起步开始一直保持连接至4速，A从起步开始一直保持连接至7速。而反复开合的操作以及微细的操作则与原来一样由湿式多板离合器来负责。

ZF公司在大型卡车用产品线中拥有不使用同步器而是以爪形离合器来传输动力的AMT（手自一体变速箱）。该公司充分利用了自己拥有爪形离合器设计及生产技术的优势。

“相似同类”的时代走向终结

ZF取得了以上构成的专利。AT发展到6速时，各变速箱厂商都曾购买法国工程师皮埃尔·莱佩莱捷（Pierre Leplletier）的专利，在相同方式中提出细小的不同，以此展开竞争。而9速AT的情况则不同。今后，其他公司只能寻找避开ZF专利的其他构成方案，或者从ZF接受技术授权，以不同的方式展开竞争。

9速AT的优点在于燃效。以120km/h均速行驶时，燃效可最多提高16％。

下面看一下以实际的行驶模式进行的比较。将配备在宝马“MINI Coupe S”1.6L车型上的6速AT拆下来，换上“9HP28”。对初期试制器进行模拟时，预测NEDC（New European Driving Cycle）燃效可提高10.5％，而认证机构TUV的实测数据显示，提高了11.6％。之后，在对改进后接近量产水平的试制品实施模拟时，得到了11.7％的结果。ZF认为，实测的话应该有最高12.8％的增幅空间。

燃效大为改善是得益于变速比范围（减速比最大时的档位与减速比最小时的档位的比值）从6速的6.04加大到了9.84。可将120km/h均速行驶时的发动机转数从6速的2600rpm降至1900rpm。

相反，相邻档位的变速比差值则可减小。在全负荷状态下，可使刚刚升档后的转速保持在高水平。这样一来，在相同发动机条件下与6速相比，可使起步后加速至100km/h的时间缩短0.6秒。

尺寸方面，9HP28为长（车身横宽方向）363×宽（车身前后方向）482×高386mm，9HP48为367×521×429mm。虽然比其它各公司的6速AT稍长，但经证实只需小幅设计变更即可更换配备。重量方面，包括变扭器用液及油压工作油在内，9HP28为78kg，9HP48为86kg。这样的重量不仅是6速AT，与DCT（Dual Clutch Transmission）相比也较轻（图）。（记者：浜田基彦，《日经汽车技术》）

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