向9AT時代邁進:揭秘ZF 9速自動變速箱
當大多數汽車還在向“8AT”時代邁進的時候,擁有8速自動變速箱最大市場份額的ZF 卻開啟了“9AT”時代的大門。而且,這款9速變速箱不同于ZF的立式8AT,它是臥式變速箱。需要知道的是,乘用車75%的市場份額來自于前置車型。這么大的市場肯定會讓ZF興奮。但是,這款代號為9HP的自動變速箱怎么能讓人興奮呢?
“9速”并不意味著更大更重——它的尺寸和重量與6速自動變速箱相當。
“9速變速箱?”這是6速變速箱檔位數的1.5倍!音量怎么樣?重量呢?ZF當然不會制造又大又笨重的“9速”變速器。工程師們做了一款可以在6速變速箱需要的點空處提供9個前進擋的變速箱,并不比6速變速箱重。
目前從9HP現有的兩款車型來看,輸入扭矩在280 Nm以下的9HP28可能主要匹配1.4T、1.6T甚至2.0T等中小排量增壓發動機或者排量在3.0L以下的自然吸氣發動機,而9HP48則作為合作伙伴與排量在2.0T以上的渦輪增壓發動機以及排量在3.0L以上的自然吸氣發動機搭配。
“由于9HP仍處于開發階段,重量和尺寸僅供參考,不代表最終產品”
這樣,所有車輛升級到9AT將非常簡單,新的9速變速器可以直接容納,而無需重新設計發動機艙的結構和尺寸。重量沒有變化,所以幾乎不需要重新調整前后重量分配,懸架調整等等。對于廠商來說,升級成本大大降低,汽車產品的競爭力也會大大提升。想必,這足以讓很多整車廠商興奮不已。從尺寸上來看,9HP變速箱即使搭配小型車也沒問題,緊湊型車和中型車無疑將是9HP的主攻方向。
根據ZF自己的分析對比圖片,9HP不僅沒有減肥,還有一定的優勢。在同等扭矩水平的液壓自動變速器中,9HP較輕,如9HP28,含油液體僅重78 kg。要知道大眾和福特這兩個干動力換擋,自然在重量上占優,只有72-73 kg。
乘坐舒適性和經濟性的誘惑-更寬的傳動比范圍和更多的檔位
9HP變速箱與8速和6速自動變速箱傳動比的比較變速箱ZF 9HP 9速自動變速箱AISIN AW TG80-LS8速自動變速箱AISIN AW TF80-SC6速自動變速箱1檔4.705.204.152檔2.842.9712.373檔1.901.9501.564檔1.001.2230.866檔0.801
“紅色標記為超速擋,即輸入速度低于輸出速度,是經濟擋,適合高速行駛。9HP的9個檔位中,有4個是超速檔”
橫向對比6速和8速自動變速器,可以看到9HP超速檔的數量已經達到了4個之多,從6擋開始,9擋的傳動比只有0.48,遠低于普通超速檔,總傳動比范圍達到了9.81。這款9擋變速箱的傳動比設置明顯偏向于經濟性,使得9擋變速箱的傳動比更加經濟。同樣,寬傳動比對于動力性能也是一樣的,可以在更寬的速度范圍內保持最高性能輸出的速度。
結構及技術解讀而技術解讀——緊湊高效是主要思路。
9HP變速箱的核心結構由四組行星齒輪和六個換擋元件組成,其中一個換擋元件超過8HP。行星齒輪的不同組合由換擋元件控制,實現9個前進檔和1個倒檔的設定。它采用嵌套式行星齒輪來縮短變速箱體的長度,在滿足強度的基礎上,通過優化變速箱體的結構和使用輕質零件和材料來控制整體重量。
9HP液壓控制單元位于變速箱側面,高精度電磁閥是響應速度和換擋品質的保證。TCU -變速箱控制單元安裝在變速箱的頂部。9HP TCU在運行性能上相當于ZF的立式8速自動變速箱,有提升速度的潛力。
9HP控制元件的組合邏輯也很巧妙。無論是換擋還是順序換擋,只需要兩個換擋元件即可操作,保證了9HP在這兩種執行模式下都能有較快的響應速度。與6速自動變速箱相比,0-100公里/小時的加速時間最多可增加2秒左右。
兼容連接四輪驅動和混合動力系統
這種變速箱兼容性很好。它既可以使用全電子變速桿,也可以使用使用機械電纜控制駐車檔的變速桿。考慮到汽車產品的檔次和定位不同,高端和低端車型可以搭配,這似乎也從側面反映了9HP對市場份額的野心。
雖然9HP的定位在匹配機型上要比垂直8HP低一點,但在擴展性上9HP也毫不含糊。在開發之初,ZF也為其考慮了與“啟停系統”的匹配,已經開始了基于9HP的混合動力系統的研發。
另一方面,9HP也能很好地配合四驅系統。ZF新開發的ECOnnect四輪驅動系統與這款9速變速箱相匹配。至于這個四驅系統的解讀,我們會在以后的文章中呈現給大家。
總結:誰將是先鋒?
目前已有多家廠商對9HP變速箱表現出了興趣,“首款9AT車”的榮譽已確認歸克萊斯勒所有。具體型號雖然沒有透露,但配套工作已經在進行中。
之前,ZF在包括MINI(查成交價|參配|優惠政策)在內的各種車型上進行了9HP匹配測試,進展還算順利。有人可能會擔心這樣的變速箱成本不低,最終只會是高端前輪驅動的專屬裝備。我認為ZF不會讓成本成為9HP普及的瓶頸,因為它針對的是市場份額。無論如何,從2021年開始,我們將陸續看到搭載9速自動變速箱的汽車產品,搭載橫向發動機的汽車也將直接跨越“8速”時代,邁向“9AT”時代。
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