Новая АКПП для легковых автомобилей с 9-ю передачами
Концерн ZF представляет новое поколение экономичных автоматических коробок передач: совершенно новая АКПП для легковых автомобилей, разработанная с 9-ю передачами для автомобилей с передним расположением двигателя.
Инновации с девятью скоростями
Экономия топлива с повышенной производительностью - ZF еще раз показывает, автомобильному миру, что эти два атрибута не являются взаимоисключающими.
ZF является первым производителем АКПП по всему миру по разработке современных автомобилей, оснащённых автоматической коробкой с 9-ю передачами. Она была разработана для автомобилей с поперечным расположением двигателя с передним или полным приводом и, таким образом может быть установлена в 75 процентов всех автомобилей, произведенных во всем мире. Это означает, что 9-ти ступенчатая АКПП не только заменяет текущий продольно установленный 8-ступенчатый флагманский агрегат ZF, но она также представляет собой новую, абсолютно самостоятельную конструкцию для поперечного монтажного положения. Концепция изучения этой автоматической коробки передач привлекла внимание в автомобильной отрасли уже на IAA 2009.
Спортивная с умным расходом топлива
По сравнению с сегодняшними стандартными 6-ступенчатыми автоматическими коробками передач для двигателей с передней-поперечной установкой, новая 9-ступенчатая АКПП ZF доказано улучшает как ходовые качества, так и экономию топлива.
Что сочетает в себе новый агрегат производства ZF? Изюминкой является реакция на переключение передач и время за которое переключение происходит – они столь коротки, что практически находятся вне зоны восприятия. Это делает двух-и многоступенчатые переключения передач в доли секунды реальностью. Таким образом, новая автоматическая коробка передач оснащена тем же «спортивным геном» как и её 8-ступенчатая предшественница; в сочетании с отличными характеристиками комфорта в переключении передач, конечно, влечет за собой окончательное удовлетворение потребности клиентов.
Анализ рынка
В целях формирования эффективности индивидуальной мобильности, системы привода современных автомобилей будет постоянно развиваться. Перед тем, как их полностью сменят электроприводы, автоматические системы переключения передач будут играть центральную роль. Сегодня автоматические трансмиссии уже более эффективны с точки зрения потребления топлива, чем стандартные механические коробки передач, и по-прежнему предлагают потенциал для оптимизации. Цель состоит в том, чтобы снизить потребление энергии всей трансмиссии в то время, когда будут повышаться ходовые качества и комфорт при вождении. Таким образом, должна быть обеспечена возможность реализовать все разработанные концепции экономически эффективным образом.
В общем, имеет смысл использовать АКПП с более высоким передаточным отношением, большим количеством передач с меньшими шагами передач. Хотя уже есть 7 и 8-ступенчатые автоматические коробки передач с высоким передаточным отношением, но они располагаются на рынке продольно установленных автоматических трансмиссий, такое развитие событий еще не затронуло автомобили с передним поперечным расположением двигателя. Эта конфигурация привода используется, в частности для компактных и средних классов автомобилей, то есть сегментов с требованиями установки агрегатов в малом пространстве, и высокой чувствительностью к затратам со стороны клиентов. На глобальном уровне, эти транспортные средства продолжают завоевывать рынок. Сегодня у 75 процентов легковых автомобилей, двигатель установлен в поперечном положении к направлению движения.
Управление трансмиссией 9HP
Из-за соображений эффективности финансовых затрат и оптимизации пространства для установки АКПП, инженеры ZF не использовали полностью интегрированный модуль мехатроника для всех датчиков, актуаторов и электронного блока управления (ECU) в 9 HP. Вместо этого, ЭБУ установлен отдельно от теперь существенно уменьшенной единицы гидравлического управления (HCU), а именно на верхней стороне корпуса коробки передач. Датчики находятся внутри трансмиссии, а вне АКПП подключение производится штекером непосредственно к ЭБУ.
В случае 9HP, концерн ZF самостоятельно разрабатывает и производит комплект ECU впервые. Мощный встроенный флэш контроллер может реализовывать сложные алгоритмы управления. Его производительность сравнима с контроллером, используемым в 8 -ступенчатой автоматической трансмиссии и может быть увеличена прибл. на 30 процентов. Таким образом, АКПП ZF9HP также будут оборудованы с большим запасом комплексных программных функций. Компоновка ECU платы была разработана так, что различные требования к оборудованию от OEM-производителей могут быть разрешены без каких-либо проблем.
Комплект ЭБУ подходит как для «shift-by-wire» системы и для «shift-by-wire/park-by-cable» электронной / системы ручного переключения.
Гибкая система комплекта. Габариты АКПП ZF9HP.
Двумя сериями 9HP охватывается диапазон крутящего момента от 200 до 480 кНм. Из-за своей модульной системы основной данные автоматические коробки передач могут быть добавлены по требованию автопроизводителя. Таким образом, можно реализовать различные стартовые элементы, гибридные и полно приводные при передне-поперечной установке в легковых автомобилях очень экономичным способом, даже в труднодоступных местах для установки АКПП. Таким образом, полная линейка двигателей транспортных средств конфигурации передней поперечной установкой могут быть покрыты данным видом трансмиссии.
Еще одна раздаточная коробка передач может быть подключена для работы полно приводной системы. Мощность двигателя распределяется на переднюю и заднюю оси при выходе из АКПП. Для эффективной реализации такого полного привода, ZF разработала систему с расцепляющей функцией (Econnect). Данная система задействует задний мост только тогда, когда это необходимо и, таким образом, экономит до пяти процентов топлива по сравнению с постоянным полным приводом.
9-ступенчатая автоматическая коробка передач также имеет функцию старт-стоп без гидравлического импульса масла (hydraulic impulse oil storage (HIS)). Так, в случае повторного включения, срабатывает всего лишь один пакет АКПП, время отклика действительно незначительно. Кроме того, 9HP может быть гибридизирована: На основе параллельной гибридной структуры, гидротрансформатор заменяется электродвигателем. Наконец, благодаря своей открытой программной структуре и интерфейсу, а также мощному электронному блоку управления, можно будет интегрировать 9-ступенчатую автоматическую коробку передач в разные автомобильные концепции с точки зрения функциональности и электроники. Это разнообразие конструктивных возможностей 9HP делает данный тип АКПП особенно эффективным.
Концепция АКПП
Что касается требований к пространству для установки - в частности длина АКПП - предельный размер был достигнут последними действующими технологическими разработками передне-поперечных планетарных 6-ти ступенчатых автоматических коробок передач. Если количество передач увеличивается до восьми-девяти, то соответственно потребуются дополнительные комплекты фрикционных пакетов и элементов переключения. Однако в общепринятой конструкции АКПП с гидротрансформатором, эти компоненты не могут с быть установлены в столь ограниченном пространстве. В целях сохранения надежности установленной планетарной технологии, в связи с повышением количества передач, а также при условии сохранения гидротрансформатора в качестве исходного элемента, необходимо было найти новые пути для организации сборки.
Инженеры ZF поставил две планетарные системы друг над другом, теперь не существует более трех планетарных механизмов в ряд. Этот подход является наиболее разумным для переднеприводных автомобилей, в случае продольно установленной коробки передач, потому что они велики в диаметре. Эта концепция сберегла пространство, и являясь компактной используется с гидравлическим приводом элементов в постоянном зацеплении, которые оказались интегрированными без оказания большого влияния на общую длину АКПП и сохранив обеспечение высокого КПД. Такая система планетарных передач в совокупности с многодисковыми элементами сцепления и «dog clutch» создают моменты переключения, практически исключающие потери. Этот аспект особенно важен в связи с понятиями «многоступенчатые»: повышая эффективность, разработка минимального шага передачи не должна создавать потерь в сопротивлении в привязке к достаточно сложной конструкции.
В целом, реализуемая система автоматической трансмиссии состоит из четырех простых комплектов планетарных передач и шести переключающих элементов, и в дополнение к этому, двух сцеплений «dog clutch» каждое из которых использует две многодисковые муфты и два многодисковых тормоза. Общий коэффициент 9,81 значительно снижает обороты двигателя и, следовательно, расход топлива. АКПП имеет гармоничный шаговый диапазон как и 8-ступенчатая автоматическая коробка передач ZF в (8HP).
Конструктивный дизайн
Гидротрансформатор используется в качестве исходного элемента для 9HP, потому что клиенты, особенно в США и на азиатских рынках, почитают его высокие манёвренные качества. Чтобы свести к минимуму гидравлические потери, различные демпферные системы используются так, чтобы муфта блокировки гидротрансформатора может быть закрыта на низких скоростях. Различное демпфирование может быть реализовано, чтобы обеспечить оптимальную регулировку к соответствующему двигателю.
Корпус состоит из двух основных частей: корпуса гидротрансформатора и основной корпус с алюминиевой крышкой. Охлаждение АКПП ZF9HP осуществляется путем подключения к 9HP труб радиаторов транспортного средства. При желании охладитель АКПП может быть прикреплен непосредственно к корпусу.
Что касается длины АКПП и веса базовой модели, конкурентное сравнение показывает, что, несмотря на механические расходы на 9 передач и более высокие нагрузки на компоненты, может быть достигнут идеальный баланс компактного корпуса, мощности и веса.
Улучшенная производительность и меньший расход топлива
Расход топлива и эффективность вождения 9HP28 по сравнению с конкурентами. В дополнение к улучшениям дизайна упомянутых в начале, стратегия по оптимизации потребления топлива автомобилем, оснащённым АКПП ZF9HP также дала свои плоды. В общей сложности, АКПП 9HP в передне-поперечном секторе реализовала экономию потребления топлива, которая не считалась более возможной. По сравнению с 6-ступенчатой автоматической коробкой передач первого поколения, 9HP экономит до 16 процентов топлива.
Технологии 9HP по сравнению с технологиями двойного сцепления, относительно к расходу топлива, показывают значительные преимущества. Так же параметры стартового ускорения, которые можно улучшить> 2 секунд по сравнению с 6-ступенчатой автоматической коробкой передач.
С целью, быть успешными на рынке, и что не менее важно, чтобы обеспечить комфорт и привлекательные ходовые качества для конечного покупателя. Что также стоит упомянуть, является изменение скорости на самой высокой передаче, что служит улучшению акустики в автомобиле и увеличивается комфортность езды. ZF самостоятельно разработал все компоненты управления для кратчайшего момента реакции и самого переключения передачи, чтобы увеличить производительность. Повышена динамика движения. В этом процессе, момент переключения и динамика переключения могут варьироваться с акцентом на комфорт до очень спортивного, позволяя влиять на производительность транспортного средства в соответствии с пожеланиями водителя. Таким образом, АКПП 9HP отвечает всем требованиям с точки зрения функциональности и гибкости современных автоматических коробок передач, демонстрируя потенциал, который она несёт для передне-поперечных систем установки в автомобилях.
Оригинал статьи представлен на сайте zf.com
