采埃孚9挡自动变速器简介

采埃孚公司于2012年正式推出了9HP系列自动变速器（图1）。该款变速器已在包括MINI在内的多款车型上进行了匹配试验，其对提高整车动力性、舒适性及燃油经济性的作用显著。首次推出的变速器有9HP28和9HP48两个型号，它们的最大扭矩传递值分别为280N·m和480N·m。

克莱斯勒公司已率先在其生产的车辆上使用采埃孚9挡自动变速器，预计2013年将会有更多的汽车厂商采用这种变速器。在全球普遍重视汽车节能减排的大环境下，这款全新的自动变速器必将迅速占有可观的市场份额。为使读者尽早了解自动变速器技术的发展动态，在这里对这款变速器进行简要介绍。

1 性能

发动机的输出扭矩除了用来驱动车辆外，还要用来维持自身的运转。也就是说，输出扭矩必须被分成两部分。那么这两部分扭矩到底应该如何分配才更为合理呢？这就引出了负荷率这一参数，它是评价发动机运转状态的重要指标。

车辆行驶中，如果负荷率过低，那么发动机的进气阻力就会偏大，泵气损耗加剧，显然不利于降低油耗。相反，如果负荷率过高，发动机的进气增量将受到制约，车辆加速无力。如果负荷率继续升高，还会导致发动机失速。可见控制负荷率对发动机而言是何等重要，而这一重任就落在了变速器的身上。

车辆行驶中，衡量自动变速器性能的一项重要指标是看它能否及时准确地给发动机提供最佳的负荷率。一般来说，变速器的挡位越多，传动比范围越大，换挡越快，其工作表现就越出色。

9HP型自动变速器是到目前为止，世界上挡位最多的轿车用自动变速器，其传动比范围达到9.81，9挡时的传动比为0.48。为了突出性能上的优势，该款变速器除了保持传统的顺序换挡外，还增加了跳跃式换挡功能（图2）。例如变速器从5挡直接换入3挡时，传动比从1.0跃变到1.9，其跨度达0.9。这是无级变速器所无法比拟的，也是自动变速器始终无法被取代的原因之一。

车辆在行驶中要面对各种复杂情况，有些是人们无法预料的。作为一款性能卓越的自动变速器，突出表现在无论遇到何种情况都能将发动机的负荷率始终绑定在最佳状态。以匹配2.0T发动机的车辆为例，在其以9挡120km/h行驶时，发动机转速仅为2200r/min，负荷率为80%。由此可见，在这种工况下，发动机不仅油耗低，而且还有充分的动力储备。

与6HP30型自动变速器相比，搭载9HP28车辆的综合节油率提高了16%。在发动机发展到现阶段，节油率每提高1%都十分困难的情况下，这样的数据不能不令人感到兴奋。

2 结构特点

（1）换挡元件和齿轮组

该变速器主要由6个换挡元件和4个行星齿轮组构成（图3）。换挡元件中有2个普通离合器、2个爪型离合器和2个制动器。所有的行星齿轮组均为简单的单排结构，其中有2个行星齿轮组被做成了镶套式，即一个齿轮组的太阳轮同时为另一个齿轮组的齿圈，这样可以充分节省空间。

（2）变速器控制单元

考虑到可靠性及可维修性的因素，该款变速器一改原来的油浸式设计，将变速器控制单元置于了紧靠液压控制单元的变速器外部的上方位置（图4）。

（3）液压控制单元

液压控制单元被布置在变速器的侧面（图5），拆检极为方便。而以往底部安装的液压控制单元，当遇到就车拆检时，油液将会顺着维修人员的手臂流下，十分不便。

（4）油路及电路接口

对液压控制单元来说，其油路及电路接口的可靠性是非常重要的。该款变速器将油、电路的接口置于同一平面中（图6），用液压控制单元整体的压紧力来保证它们与变速器其他部分的可靠连接。

（5）爪型离合器

对换挡过程中动作不频繁的离合器，采用了爪型结构（图7），这样便降低了变速器的热量损耗，提高了离合器的使用寿命，同时使换挡过程更加平顺。

（6）传感器

变速器的输入、输出轴齿轮靠得很近，同样，2个爪型离合器的拨叉也很靠近。这样输入、输出轴转速传感器和爪型离合器拨叉位置传感器都可做成集合形式（见图6）。

（7）液压油泵

液压油泵通过链条传动（图8），这样可将其置于变速器的油底壳中。这一措施即节省了轴向空间，又避免了车辆起动时油泵先要排气的问题。

3 换挡元件

从换挡元件表（表1）中可以看出，尽管该款变速器有如此多的挡位，但在换挡过程中大部分换挡元件的动作却并不频繁，这是优化设计的结果。这样的设计保证了变速器的工作效率，同时也提高了其使用寿命。

4 动力传递路线

在此以1挡、6挡和倒挡为例，通过动力传递路线来说明挡位形成的过程。

（1）1挡的形成

1挡时爪型离合器A、F均接合，制动器D将第3行星排的齿圈固定（图9），输入轴的转动通过爪型离合器A送至第3行星排的太阳轮，由于齿圈已被固定，所以转动经减速后从该行星排的行星架送至第2行星排的齿圈。此时爪型离合器F已将第1及第2行星排的太阳轮都固定，转动再次被减速后从第2行星排的行星架送至第1行星排的齿圈。同样的，第1行星排将转动第3次减速后由行星架输出。此时的传动比为4.70。

（2）6挡的形成

6挡时爪型离合器A和离合器E接合，制动器C将第4行星排的太阳轮固定（图10）。输入轴的转动通过爪型离合器A送至第3行星排的齿圈，由于太阳轮已被固定，所以转动经减速后从行星架送至第2行星排的齿圈。第2行星排以行星架输入动力，以转动的齿圈为支点，将转动加速后从太阳轮输出给第1行星排的太阳轮。此时由于第1行星排太阳轮的转速已经远高于齿圈转速，所以当转动从第1行星排的行星架输出时齿比变成0.8。

（3）倒挡的形成

倒挡时爪型离合器A、F均接合，制动器D将第3行星排的齿圈固定，离合器B将输入轴与第4行星排的太阳轮连接（图11）。输入轴的转动通过离合器B送至第4行星排的太阳轮，由于制动器D的支撑力通过第3行星排传至行星架，所以转动经反向后送至第3行星排的太阳轮。第3行星排将反向转动减速后传至第2行星排的齿圈，此时爪型离合器F已将第1及第2行星排的太阳轮都固定，反向转动经2次减速后从输出轴送出。倒挡的传动比为-3.8。