二、8HP70自动变速器
    1．概述
    ZF 8HP70变速器是一个电控液动的8速自动变速器，其基本参数见表2，内部构造如图51所示，动力传递示意图如图52所示。





    8HP70自动变速器具有以下特点：
   （1） 8HP70自动变速器采用了全新齿轮组，四个齿轮组只有五个换挡元件，三个多片式离合器和两个制动器，而且每次换挡时只打开其中两个元件。
   （2）范围更宽的传动比和更多的挡位可以更好地适应理想的发动机工作点。该变速器始终可调整到发动机的最佳运转范围内，以提高加速度并减少燃油消耗。
   （3）免维护设计，变速器油“不用更换”。
   （4）变矩器具有带电子调节锁止控制的控制滑动功能，能平稳转换至完全锁定状态。
   （5）变速器控制模块（TCM）位于变速器内部，控制换挡程序。TCM与ECM通过高速CAN通信。
   （6） ASIS（自适应换挡策略），提供持续的换挡自适应，借以适应驾驶者的驾驶方式（涵盖从动力换挡至经济换挡模式范围内的所有模式）。
   （7）使用效率更高的变速器油（ATF）和油泵（两冲程叶片泵）。
   （8）车辆静止时分离变速器（变矩器部分脱开）。
   （9）变矩器的扭转减振性能得到提升。
   （10）变速器选择使用底盘控制台中的旋转捷豹驾驶TCS（变速器控制开关）完成。
（11）部分车型的3.0L V6 S/C发动机采用停／启技术。作为此的补充，采用停／启技术的车辆上的8速变速器配备有液压脉冲存储（HIS）设备，以确保发动机启动时换挡元件可以尽快使用ATF。
（12）8HP70变速器有两个版本；一个版本用于RWD（后轮驱动）车辆，另一个用于AWD（全轮驱动）车辆。这两个变速器版本的变速器内部结构类似。
   （13）如果发生严重故障的默认模式。
    2．变矩器
    变矩器是发动机和变速器之间的藕合部件，位于变矩器壳体内、变速器的发动机侧。发动机曲轴提供的驱动力通过变矩器以液压和机械的方式传送至变速器。变矩器通过连接到曲轴后方的挠性传动板连接到发动机。变矩器内部构造如图53所示，该变矩器是具有双扭转减振器的变矩器。变矩器由一个双扭转减振器、一个叶轮、一个定子和一个涡轮组成。内部弹簧组直接与变速器相连，而外部弹簧组通过锁止离合器传递来自发动机的扭矩。与常规变矩器相比，双扭转减振器能更早应用锁止离合器，从而提高低发动机转速时的驾驶舒适性，并让发动机可在更低的转速等级下运转以提高燃油效率。

    锁止离合器TCC（torque converter clutch）由电子压力调节电磁阀（EPRS）通过液压进行控制，而EPRS则是由TCM进行控制的。这使得变矩器具有以下三种运行状态：
   （1）完全接合。
   （2）受控可变滑动接合。
   （3）完全分离。
    锁止离合器是一种液压机械设备，可消除变矩器打滑，改善油耗。垮合和分离由TCM控制，借以允许一定量的受控“打滑”。这允许叶轮和涡轮在旋转速度上存在细微差别，提高了换挡质量。锁止离合器由一个活塞和一块离合器摩擦片组成。
    变速怠速控制（TIC）功能是一种用于8速变速器的静止分离功能。当车辆在行驶中静止下来时（制动器踩下），变矩器与传动系统分离，因此仅保留极少量的剩余负荷。这将进一步降低燃油消耗。分离是通过启动变速器中的离合器B来实现的，分离与负荷和输出速度相关。

    3．油泵
    ZF 8HP70液体泵是一种两冲程叶片泵，位于变速器输入轴下方。此泵由位于输入轴上的链轮通过链传动机构来驱动。驱动链轮由发动机通过变矩器壳体中的花键连接来驱动。双叶片液体泵位置如图54所示，叶片泵工作原理示意图如图55所示。



    油泵包含一个链轮、一个带轴承的后盖、一个带轴承的前盖、一个油缸、一个转子轴和一个带叶片的转子。减压阀安装在泵的压力出口流道中，但不是泵的一体式部件。泵包含7个叶片，这些叶片连接到转子并在凸轮形的油缸内旋转。当叶片旋转时，油缸中心孔的偏心度会使叶片之间的空隙增大。这会使叶片间产生低压区，从而使得油液通过连接到油盘的吸入孔流入叶片之间的空隙。油液进入泵之前，先流经油盘滤清器。随着转子轴进一步旋转，吸入油液的进口被叶片封闭，从而使油液留存在叶片间。油缸中的偏心孔使得叶片间的空隙减小，从而压缩留存在叶片间的油液，使油液压力升高。转子轴的进一步旋转会使叶片朝向出口移动。随着叶片通过出口，加压油液从叶片间的区域进入通向减压阀的压力通道。由于液体泵是两冲程叶片泵，所以，此程序在转子轴每次旋转过程中重复两次。压力控制系统保持恒定的油液压力，不受变矩器输入轴转速的影响。计量孔随泵输出压力而变。如果此孔口中的压力达到预定水平，则流量控制阀中的一个由弹簧支撑的球会从其底座升起，从而允许加压的油液在泵内进行再循环。
    4．控制单元
    机电一体化阀块位于变速器底部，其上覆盖有变速器油底壳。控制单元如图56所示，阀块中包括TCM、电气执行器、速度传感器和控制阀，控制阀提供对所有变速器功能的电液控制。机电一体化阀块由以下部件组成：

   （1）TCM；
   （2）7个压力调节器电磁阀；
   （3）2个驻车锁止电磁阀；
   （4）21个液压滑阀；
   （5）温度传感器；
   （6）涡轮转速传感器；
   （7）输出轴转速传感器。
    5．电磁阀
   （幼压力控制电磁阀
    压力控制电磁阀如图57所示，7个EPRS安装在阀块内。这些电磁阀由PWM信号控制，信号来自TCMO电磁阀将电信号转换为与信号成比例的液压控制压力，借以启动滑阀来实施精确的变速器操作。电磁阀EPRSA、B、D、E和WK随信号电流值增大提供较大控制压力，可通过橙色接头盖来辨认。TCM使用PWM信号来操纵电磁阀。TCM监测发动机负荷和离合器打滑，借以变更电磁阀占空比。电磁阀的工作电压为12V，压力范围为0～470kPa。电磁阀EPRSC和SYS随信号电流值增大提供较低控制压力，可通过灰色接头盖来辨认。TCM监测发动机负荷和离合器打滑，借以变更电磁阀占空比。在20℃下，EPRS电磁阀线圈绕组的阻抗为5.05Ω。

   （2）换挡控制电磁阀MV1（电磁阀1）
    换挡控制电磁阀MV1（电磁阀1）如图58所示，该电磁阀位于阀块内，由TCM控制，它将电信号转换成为液压控制信号，借以控制离合器应用程序。换挡控制阀是一种开／闭、通／断型电磁阀，由TCM将电磁阀切换到一接地线来控制。TCM也对电磁阀供电。TCM按照编程设置的顺序给电磁阀通电，以启动离合器应用程序，实现传动比变更和换挡控制。在20℃下，电磁阀线圈绕组的阻抗为10～11Ω。

   （3）控制电磁阀（MV 2）
    控制电磁阀MV2（电磁阀2）如图59所示，该阀位于阀块内。此电磁阀由TCM控制，它将电信号转换成为液压控制信号，借以控制电子驻车锁止功能。此控制阀是一种开／闭型电磁阀，由TCM将电磁阀切换到接地线来控制。当取消驻车挡后，控制阀MV2将机电阀块内的驻车锁止阀复位。实现此功能的方法如下：TCM为电磁阀提供接地，电磁阀通电，从而将保持驻车锁止活塞的棘爪松开。作用于驻车锁止活塞上的主油液压力向后推动活塞，从而松开锁止装置。当选择驻车挡时，控制电磁阀MV2断电。驻车锁止油缸活塞位置处的油液压力被释放，活塞的机械联锁装置打开。驻车锁止盘处预张紧的扭转弹簧推动活塞进入“驻车”位置，活塞在此位置与控制电磁阀棘爪接合，并锁定在此驻车位置。如果出现电气故障，可使用一个紧急释放拉索手动松开驻车锁止器。在20℃下，电磁阀线圈绕组的阻抗为25Ω。当选择空挡（N）位置且发动机关闭时，驻车锁止油缸活塞处的油液压力被释放。控制电磁阀MV2的供电电流一直保持。驻车锁止油缸活塞仍被作用于驻车锁止盘上的弹簧力保持在解锁位置，从而防止驻车锁止板与驻车锁止器接合。这可在发动机短时未运转的情况下允许车辆移行。如果蓄电池电压下降到将电磁阀保持在通电位置所需的电压以下，驻车锁止器将会接合。

    6．传感器
   （1）速度传感器
    涡轮转速传感器和输出轴转速传感器都是霍尔传感器，均位于机电一体化阀块中，属非耐用件二TCM监测来自各传感器的信号，以便确定输入（涡轮）速度和输出轴速度。
    涡轮速度由TCM监测，借此计算变矩器离合器的滑移和离合器内部滑移。此信号允许TCM准确地控制换挡过程中的移滑时间，并调整离合器应用程序或释放压力以便实现重叠换挡控制。
    输出轴速度由TCM监测，并与通过CAN总线自ECM收到的发动机转速信号做比较。通过比较两个信号，TCM计算变速器滑动率的合理性，并保持自适应压力控制。
（2）温度传感器
    温度传感器也位于机电一体化阀块中。TCM使用温度传感器信号确定变速器油液的温度。TCM使用这些信号来控制变速器工作，以便在低温条件下加快预热速度或在出现油液温度过高的情况时通过控制变速器操作来帮助油液冷却。如果传感器出现故障，TCM将使用默认值，并在TCM中存储故障码。
    7．控制滑阀
    阀块包含滑阀，这些阀门控制变速器的各种功能。这些滑阀均为传统设计，需通过油液压力操作。每个滑阀都位于其滑阀孔中，并由弹簧固定在默认（非承压）位置。滑阀孔具有许多口，允许油液流入其他阀门和离合器，以支持变速器运行。每个滑阀半腰都有一个活塞，可在操作阀门时将油液转到适合的口。当液压驱动1个转轴时，轴管上的一个或多个孔口即被覆盖或露出。这将阻止油液流动或允许其围绕滑阀半腰适当区域流动，并流入另一个未遮盖的口。油液可流入油道以启动另一个滑阀、操作离合器，也可以返回变速器油底壳。
    8．行星齿轮机构与换挡执行元件
    8HP70自动变速器行星齿轮机构与换挡执行元件的布置如图60所示。变速器上采用了3个驱动离合器和2个制动器。各离合器包含多个摩擦片，其具体数量依控制输出而定。为防止由于离心力所产生的压力增大而造成的不当离合，动压力均衡室内的油液在活塞室内克服离心力并使活塞离开离合器片总成。

    8个前进挡和倒挡由4个简单行星齿轮组、3个离合器和2个制动器共同实现。前部两个齿轮组共用一个太阳轮。动力总是通过第4个齿轮组的行星托架输出。5个换挡部件（包含3个离合器和2个制动器）负责实施所有8个前进挡和倒挡。每次换挡时只分离2个换挡部件，因而减小阻力扭矩，并提高效率。

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