上海车展上亮相的新款奥迪A6、宝马X3等多款车系均采用了采埃孚8速自动变速器,并且同时基于奥迪A6、Q5和宝马5系等车型推出了采用采埃孚8速混合动力版自动变速器的混合动力版车型。这些最新的变速器技术在提高了驾驶性的同时,大幅降低了能耗和二氧化碳的排放量,充分体现了最新款车型的环保趋势。
一、采埃孚常规8速自动变速
这里首先介绍多款宝马车型上采用的来自德国采埃孚公司的8速自动变速器(图1)。根据发动机扭矩不同,配置了不同型号的自动变速器,有8HP30、8HP45、8HP70和8HP90。目前在宝马车型中最常用的是ZF8HP45变速器。与目前在用宝马车型上使用的采埃孚6速自动变速器相比,这些新款的8速自动变速器采用了不少创新的设计,使变速器的性能和节能特性有了大幅提高。
采埃孚8HP自动变速器的动力传递结构被认为是最佳方案。它配有5个换挡元件和4个行星齿轮组,转速比可达7级,速比间隔小而均匀(图2)。与6挡自动变速器相比,1-2挡间的转速比由1.78减少为1.5,这样的设计使得8速自动变速器在降低油耗的同时,还提高了起步加速性能。此外,减小1-2挡间的转速比,更进一步地改善了1-2挡间的换挡品质。
此外,采用的单级行星齿轮传动带来了高传动效率及速度和扭矩的均匀分配。所有挡位的传动效率均超过98%,仅有2个换挡元件处于分离状态(功率损失最小化),因此有效地避免了各挡位传动效率的损失,从而降低了燃料的消耗(见图3)。
改进的油泵设计也是8HP变速器的一个特点。油泵是自动变速器内最耗能的部件之一,8HP的油泵采用了链条的驱动方式(图4),油泵在系统油压足够的情况下会自动停止转动,而在系统油压不足时会自行转动以提高油压,这样的设计也就大大降低了油耗。图5显示了8HP油泵的效率相对于6HP油泵有明显的提高。
开发8速自动变速器的一个主要目的就是为了挖掘进一步降低油耗的潜力,这为与双离合变速器等其他形式的变速器竞争提供了前提条件。图6展示了在引入8HP新变速器系统所带来的节油效果。与第二代6挡变速器相比,新一代8速自动变速器(8HP)进一步降低了11%的油耗,这是自动变速器技术领域在降低油耗方面的一个具有重大意义的飞跃。同时这也意味着减少11%的二氧化碳排放。也就是说,对于一台二氧化碳排放为200g/km的3L V6发动机,搭载8HP自动变速器可使车辆进一步减少22g/km的二氧化碳排放。
二、采埃孚混合动力版8速自动变速器
适用于乘用车的采埃孚8速自动变速器的混合动力版本8P70H已可进入量产,这种变速器在常规液力变矩器的位置安装了一个电动机(图7)。作为强混合变速器,它同样可以依靠纯电力驱动。与常规8速自动变速器相比,混合动力版可额外节约燃油高达25%。采埃孚乘用车混合动力版变速器也可匹配四轮驱动车。它目前被装配在BMW Active Hybrid7混合动力车上,并且也将在更多的量产车型上使用。