八速自动变速器(GA8HP)以及液力变矩器解析
BMWCHE/2015-12-08/技术解析/阅读:次
一、概述
新款八挡GA8HP自动变速器是GA6HP自动变速器的下一代产品，它采用新型油泵、液力变矩器和控制系统。
GA8HP自动变速器带有4个行星齿轮组件(装备单排单行星架)。8个前进挡和1个倒挡的动力传动由相应齿轮组件连接形成，这需要5个换挡元件、2个片式制动器和3个片式离合器。该变速器行星齿轮组件设计方案是：当形成每个挡位传动时都有3个换挡元件接合，2个换挡元件分离，在降低拖拉阻力方面有明显的优势。
变速器内部的机械电子模块采用液压电子方式工作。液压换挡机构和电子控制模块 (自动变速器控制模块) 集成在机械电子模块内部。GA8HP自动变速器内部部件见下图。
1.液力变速器 2.油泵驱动链 3.齿轮组件1
4.齿轮组件2 5.齿轮组件3 6.齿轮组件4
7.驻车锁 8.片式离合器D9.片式离合器 C
10.片式离合器 E 11.齿轮组件1和2共用的太阳轮
12.片式制动器 B 13.片式制动器 A
4.齿轮组件2 5.齿轮组件3 6.齿轮组件4
7.驻车锁 8.片式离合器D9.片式离合器 C
10.片式离合器 E 11.齿轮组件1和2共用的太阳轮
12.片式制动器 B 13.片式制动器 A
为了进一步降低油耗，该变速器具有停车分离功能，也就是说，当停车时该变速器能够使动力传动组件分离。该变速器使用三管路液力变速器，这种液力变矩器是早期液力变矩器的后续开发产品，其内部也使用变矩器锁止离合器。
GA8HP自动变速器有3种规格：GA8HP45ZTU自动变速器是 GA6HP19Z自动变速器的替代产品，GA8HP70Z自动变速器是 GA6HP26ZTU自动变速器的替代产品，GA8HP90Z白动变速器是 GA6HP32Z白动变速器的替代产品。GA8HP自动变速器的车型配置见下表。
GA8HP自动变速器技术数据见下表。
GA8HP自动变速器技术数据见下表。
二、液力变矩器
(一)概述
与早期自动变速器相比，GA8HP自动变速器液力变矩器的基本结构没有改变，同样带有泵轮、涡轮和导轮。这种三管路变矩器是针对功率优化的后续开发产品，其中一条管路用于液压油供给，一条管路用于液压油回流，另一条管路用于向变矩器锁止离合器供油。这就是说，变矩器锁止离合器是通过独立的液压管路来供油，其优点是在所有行驶情况下都能很好地控制变矩器锁止离合器，即使当变矩器锁止离合器接合时，液压油也能对该变矩器进行有效冷却。
GA8HP自动变速器的液力变矩器见下图。
GA8HP自动变速器的液力变矩器见下图。
1.泵轮 2.导轮 3.变矩器锁止离合器
4.减振器(涡轮扭矩减振器或双减振器系统) 5.涡轮
4.减振器(涡轮扭矩减振器或双减振器系统) 5.涡轮
(二)扭转减振装置
为了将发动机扭转振动与变速器隔开，相关的减振器与液力矩变矩器组合在一起。有两种减振器，一种是涡轮扭转减振器(TTD)，另一种是双减振器(ZD)。GA8HP自动变速器带有减振器的液力变矩器见下图。
A.带涡轮扭矩减振器的液力变矩器 B.双减振器液力变矩器
1、祸轮扭转减振器
涡轮扭转减振器的初级侧 (发动机侧) 部件利用变矩器锁止离合器与涡轮相连。由于这种连接方式是固定式的，因此提高了初级侧的飞轮质量，改善了减振特性。带涡轮扭转减振器的液力变矩器工作原理见下图。
1.环形弹簧套件 2.变矩器锁止离合器活塞
3.变矩器壳体 4.涡轮 5.泵轮
6.导轮 7.变速器输入轴
3.变矩器壳体 4.涡轮 5.泵轮
6.导轮 7.变速器输入轴
当变矩器锁止离合器分离时 (变速器运行模式)，来自涡轮的动力不像通常那样传输到变速器输入轴，而是传输到扭转减振器的初级侧部件。涡轮扭转减振器的次级侧部件与变速器输入轴相连。由于此时液力变矩器不传输振动，因此涡轮扭转减振器不承担减振任务，其工作方式与一个刚性传动元件相似。
当变矩器锁止离合器接合时，动力直接从该离合器传输到涡轮扭转减振器的初级侧部件。由于此时处于刚性连接状态，因此提高了初级侧的飞轮质量。动力通过涡轮扭转减振器传输到变速器输入轴上，扭转振动可以非常有效地被过滤掉。这样系统可以在不降低舒适性的情况下使变矩器锁止离合器的接合时间明显提前，变速器与发动机之间的动力衔接更及时，从而降低油耗和排放。
2、双减振器液力变矩器
双减振器液力变矩器 (ZDW) 主要由一个前置减振器和一个涡轮扭转减振器组成。前置减振器的初级侧部件与变矩器锁止离合器相连，前置减振器的次级侧部件与涡轮扭转减振器相连。该涡轮扭转减振器的连接方式是刚性连接方式。双减振器液力变矩器的工作原理见下图。
1.环形弹簧 2.变矩器売体 3.涡轮
4.泵轮 5.导轮 6.变速器输入轴
7.环形弹簧套件
4.泵轮 5.导轮 6.变速器输入轴
7.环形弹簧套件
当双减振器液力变矩器的变矩器锁止离合器分离时，其动力传输与带涡轮扭转减振器的液力变矩器相同。动力由涡轮经过双减振器 (未经过减振) 传输至变速器输入轴。
当双减振器液力变矩器的变矩器锁止离合器接合时，动力通过由一个环形弹簧组成的前置减振器传输。动力从此处传输至涡轮扭转减振器。该涡轮扭转减振器由两个环形弹簧组成，其结构与带涡轮扭转减振器的液力变矩器相似。由于这种结构改善了减振特性，因此变速器更适应柴油机的转动不均匀性。
(三) 变矩器锁止离合器
1、结构原理
变矩器锁止离合器用于锁止变矩器，有助力降低油耗。在三管路变矩器中，有一条液压管路用于控制变矩器锁止离合器。该离合器与涡轮室之间是隔开的。GA8HP 自动变速器的变矩器锁止离合器结构原理见下图。
1.变矩器锁止离合器活塞
2.变矩器売体(变矩器锁止离合器的外摩擦片支架)
3.变矩器锁止离合器摩擦片组件
4.扭转减振器 5.涡轮 6.泵轮 7.导轮
8.导轮的单向离合器
9.至泵轮室和涡轮室的管路1和2
10.变矩器锁止离合器的管路3和压力室
11.变矩器锁止离合器的内摩擦片支架
2.变矩器売体(变矩器锁止离合器的外摩擦片支架)
3.变矩器锁止离合器摩擦片组件
4.扭转减振器 5.涡轮 6.泵轮 7.导轮
8.导轮的单向离合器
9.至泵轮室和涡轮室的管路1和2
10.变矩器锁止离合器的管路3和压力室
11.变矩器锁止离合器的内摩擦片支架
与早期的变矩器锁止离合器相同，GA8HP白动变速器的变矩器锁止离合器也有调节范围，即允许驱动侧部件与从动侧部件之间存在一定的滑转率 (可调)，这种情况主要是指离合器分离和接合的过渡期间。采用滑转控制方式可降低扭矩振动。
对于早期的变矩器锁止离合器，控制系统改变液力变矩器内部的液压油流动方向。液压油改变活塞两侧的压力，从而使活塞向分离方向或接合方向移动。
GA8HP 自动变速器采用独立的液压油管路，这使得能够以调节方式而不是以分离方式控制变矩器锁止离合器，而且还能够根据具体情况 (例如冷却需求) 来调整液压油的流量。
2、分离
当变矩器锁止离合器处于分离状态时，其压力建立室内几乎没有压力，此时仅有30kPa的压力用于注满液压油。涡轮室内的液压油压力将活塞压到静止位置。这种控制方式不像早期的控制方式那样，使液压油反向流动将活塞保持在静止位置。GA8HP自动变速器变矩器锁止离合器分离时的液压回路见下图。
1.变矩器锁止离合器压力室
2.变矩器锁止离合器 3.涡轮
4.导轮 5.泵轮 6.单向阀
7.变矩器底阀 8.变矩器保持阀
2.变矩器锁止离合器 3.涡轮
4.导轮 5.泵轮 6.单向阀
7.变矩器底阀 8.变矩器保持阀
9.变矩器压力控制阀 10.变矩器压力阀
11.系统电子压力控制阀
12.来自调压阀的液压油 13.过滤器
14.来自系统压力阀的液压油
15.变矩器锁止离合器阀
16.来自系统压力保持阀的液压油
17.用于预先注满液压油的压力 (30kPa)
18. 变矩器锁止离合器电子压力控制阀
19.来自调压阀的液压油
11.系统电子压力控制阀
12.来自调压阀的液压油 13.过滤器
14.来自系统压力阀的液压油
15.变矩器锁止离合器阀
16.来自系统压力保持阀的液压油
17.用于预先注满液压油的压力 (30kPa)
18. 变矩器锁止离合器电子压力控制阀
19.来自调压阀的液压油
变矩器锁止离合器和变矩器压力控制阀都位于各自的静止位置。由变矩器压力控制阀调节的液压油从变矩器压力控制阀内的一个转换部件通过并提供给涡轮室。液压油从涡轮室出口经过变矩器压力控制阀的另一个转换部位进入变速器油冷却器并用于润滑。
3、接合
当变矩器锁止离合器处于接合状态时，变矩器锁止离合器阀直接为变矩器锁止离合器活塞提供液压油。GA8HP 自动变速器变矩器锁止离合器接合时的液压回路见下图。
1.变矩器锁止离合器压力室
2.变矩器锁止离合器 3.涡轮
4.导轮 5.泵轮 6.单向阀 7.变矩器底阀
8.变矩器保持阀
2.变矩器锁止离合器 3.涡轮
4.导轮 5.泵轮 6.单向阀 7.变矩器底阀
8.变矩器保持阀
9.变矩器压力控制阀
10.变矩器压力阀
11.系统电子压力控制阀
12.来自调压阀的液压油
13.过滤器
14.来自系统压力阀的液压油
15.变矩器锁止离合器阀
16.来自系统压力保持阀的液压油
17.用于预先注满液压油的压力(30kPa)
18. 变矩器锁止离合器电子压力控制阀
19.来自调压阀的液压油
10.变矩器压力阀
11.系统电子压力控制阀
12.来自调压阀的液压油
13.过滤器
14.来自系统压力阀的液压油
15.变矩器锁止离合器阀
16.来自系统压力保持阀的液压油
17.用于预先注满液压油的压力(30kPa)
18. 变矩器锁止离合器电子压力控制阀
19.来自调压阀的液压油
由于变矩器锁止离合器阀被接通，因此系统压力保持阀的系统压力直接作用在变矩器锁止离合器的活塞上。与此同时，变矩器压力控制阀也被接通，系统压力阀不再为液力变矩器提供液压油，液压油直接用于冷却并提供给润滑部位。
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