Автоматична коробка передач ZF 8HP70 (трохи теорії)

Контрольна діаграма"
Коробка передач ZF 8HP70 являє собою 8-швидкісну автоматичнукоробку передач з гідравлічним приводом та електронним управліннямЕлементи гідравлічного та електронного управління коробкою передач, включаючи блок управління коробкою передач TCM (модуль управліннякоробкою передач), складають єдиний блок, який називаєтьсямехатронним блоком і розташований у коробці передач.
Коробка передач ZF 8HP70 має такі характеристики:
• Її конструкція виключає необхідність технічногообслуговування.
• Заправлена ​​робочою рідиною на весь термін експлуатації.
• Коефіцієнт прослизання гідротрансформатора плавно регулюєтьсяелектронною системою від часткового блокування до повногоПрограмами перемикання передач управляє TCM
• Стратегія адаптивного управління перемиканням (ASIS)використовується для безперервної адаптації перемикання передач зметою відповідності індивідуальному стилю водіння, який може бутирізним – від спортивного до економічного.
• Підключається до ECM (модуль керування двигуном) черезвисокошвидкісну шину CAN (протокол передачі даних) для передачіданих
• При виникненні серйозної несправності за умовчанням переходить ваварійний режим роботи
• Діагностика здійснюється з TCM через високошвидкісну шинуCAN.
Зниження витрати палива на автоматичній коробці передач ZF 8HP70пояснюється такими модифікаціями:
< br> • більш широкий діапазон передавальних чисел і збільшенакількість передач для наближення до «ідеальної» роботи двигуна
• значно знижений момент пробуксовування елементів передачікрутного моменту (тільки два елементи на передачу)
• використання більш ефективного насоса ATF (трансмісійна рідинадля автоматичної коробки передач) (лопатевий насос з подвійнимходом)
• демонтаж коробки передач на нерухомому автомобілі
• демпфування крутного моменту в гідротрансформаторі.< br/>
Переключення передач відбувається за допомогою поворотногоперемикача JaguarDrive TCS (перемикач управління коробкою передач)у підлоговій консолі.

Потоки потужності Управління коробкою передач здійснюється зблоку TCM (модуль управління коробкою передач), який за допомогоюелектричних сигналів включає різні соленоїди для керування виборомдіапазону передач. Послідовність включення соленоїдів заснована наданих, запрограмованих у пам'яті TCM, та фізичних умовахексплуатації коробки передач, таких як швидкістьавтомобіля, положення дросельної заслінки, навантаження двигуна іположення важеля селектора. Всі передачі від 1 до 8 і від 8 до 1називають «накладаються» передачами. На передачах, що накладаються, під час перемикання одна муфта повинна як і раніше передаватикрутний момент при зниженому основному тиску доти, поки муфта незможе прийняти крутний момент.

Потоки потужності

<
Поз. Найменування
A Багатодискове гальмо
B Багатодискове гальмо
C Багатодискова муфта
D Багатодискова муфта
E Багатодискова муфта
1 Коронна шестерня планетарної передачі 1
2 Шестерні планетарної передачі 1
3 Сонячна шестерня планетарної передачі 1
4 Коронна шестерня планетарної передачі передачі 2
5 Шестерні планетарної передачі 2
6 Сонячна шестерня планетарної передачі 2
7 Коронна шестерня планетарної передачі 3
8 Шестерні планетарної передачі 3
9 Сонячна шестерня планетарної передачі 3
10 Коронна шестерня планетарної передачі 4
11 Шестерні планетарної передачі 4
12 Сонячна шестерня планетарної передачі 4
13 Підведення потужності від гідротрансформатора
14 Вихід потужності на вихідний вал

Крутячий момент двигуна в результаті включення однієї або кількохмуфт передається до чотирьох планетарних рядів. Всі планетарніряди, що забезпечують вісім передніх передач і одну задню, керуються впливом на них гальм багатодискових. Передавальні числаступенів:
Передача Коефіцієнт
1-а 4, 714
2-я 3, 143
3-я 2, 106
4-а 1, 667
5-а 1, 285
6-а 1, 000
7-а 0, 839
8-а 0, 667 Задній хід 3, 317 Піддон кріпиться болтами до нижньоїповерхні головної секції картера. З'єднання піддону та головноїсекції картера герметизовано ущільненням. Після зняття масляногопіддону забезпечується доступ до мехатронного блоку клапанів. Намасляному піддоні також передбачені магніти, розташовані в заднійчастині, які збирають металеві залізні частинки, що є в робочійрідині коробки передач. У піддоні встановлено рідинний фільтр. Уразі забруднення рідини, а також після закінчення будь-яких робіт зобслуговування піддон разом із вбудованим фільтром підлягаєзаміні.
У коробці передач не передбачено боуденівського тросу дляблокування стоянки.Блокування здійснюється за допомогою електронікипід час перекладу TCS у положення "P" (стоянка). На автомобіліпередбачений механізм аварійного вимикання гальма стоянки длявимикання гальма стоянки в разі несправності.
Внутрішній масляний насос приводиться в дію одинарним ланцюгом ідвома приводними шестернями від гідротрансформатора. Масляний насосє лопатевим насосом двократної дії, який подає 50 см³ трансмісійноїрідини за один оборот.
Вбудований картер захищає вузол гідротрансформатора, а такожзабезпечує кріплення коробки передач до двигуна. Гідротрансформаторє необслуговуваним вузлом і вміщає механізм блокувальної муфти.

Головна секція картера складається з наступних компонентів:
• Вхідний вал
Вихідний вал
• Електронно-механічний блок клапанів, в якому знаходяться всіелектромагнітні клапани, датчики частоти обертання і TCM
• Три багатодискові фрикційні муфти, що обертаються
<
• Два нерухомі багатодискові фрикційні гальма
• Чотири планетарні ряди.

Вигляд коробки передач у розрізі

Вигляд коробки передач у розрізі

Поз. Найменування
1 Корпус коробки передач
2 Передача 1
3 Передача 2
4 Передача 3
5 Передача 4
6 Вихідний вал
7 Зливна пробка
8 Муфта D
9 Муфта С
10 Муфта E
11 Мехатронний (електромеханічний) блок клапанів
12 Гальма В
13 Гальма А
14 Рідинний фільтр
15 Піддон
16 Насос
17 Гідротрансформатор
18 Вхідний вал

b> ГІДРОТРАНСФОРМАТОР
ГІДРОТРАНСФОРМАТОР
Коробка передач 8HP70 оснащується гідротрансформатором з подвійнимторсіонним демпфером. Демпфер забезпечує більш пряме з'єднання здвигуном підвищення ефективності передачі потужності при запуску іперемиканні. Внутрішній комплект пружин з'єднаний безпосередньо зкоробкою передач, зовнішній комплект пружин реагує на момент, щопоступає з двигуна, за допомогою муфти блокування. Коли задіянамуфта блокування, здійснюється перепуск гідродинамічного контуру, імомент, що крутить, передається безпосередньо на вхідний валкоробки передач. У порівнянні з традиційними гідротрансформаторамиподвійний торсійний демпфер раніше застосовує муфту блокування, тимсамим підвищуючи зручність управління на низьких оборотах двигуна, і скорочує витрату палива, забезпечуючи можливість роботи двигунана більш низьких оборотах.
Коли муфта блокування гідротрансформатора не застосовується, момент, що крутить, передається гідродинамічним шляхом. Потужністьдвигуна передається через насос та турбіну на вхідний вал коробкипередач. Коли застосовується муфта блокування гідротрансформатора, гідродинамічний контур обходиться, момент, що крутить, передаєтьсябезпосередньо через муфту блокування і подвійні комплекти пружин.Інерція турбіни передається на два комплекти пружин, що покращуєрозчеплення, допомагає знизити знос коробки передач та покращуєзвукоізоляцію.
Гідротрансформатор здійснює зв'язок між двигуном та коробкоюпередач. Він розташований у корпусі гідротрансформатора з бокудвигуна. Передача потужності від колінчастого валу двигунавиконується гідравлічно та механічно через гідротрансформатор укоробку передач. Гідротрансформатор приєднаний до двигуна гнучкимдиском, прикріпленим до заднього кінця колінчастого валу.
Основними деталями гідротрансформатора є подвійний торсійнийдемпфер, лопатеве колесо, статор та турбінне колесо.Гідротрансформатор є герметичним пристроєм і всі його деталірозташовуються між кришкою корпусу гідротрансформатора і насоснимколесом. Обидва вказані елементи приварені один до одного, утворюючи герметичний заповнений рідиною корпус. Оскільки насоснеколесо припаяне до кришки корпусу гідротрансформатора, вонообертається з частотою обертання колінчастого валу двигуна.
На провідному диску корпусу гідротрансформатора є чотири різьбовіприпливи для кріплення гнучкого диска двигуна. Ці ж різьбовіприпливи служать для закріплення спеціальних інструментів, якіпотрібно використовувати для зняття гідротрансформатора з корпусу.Муфта блокування гідротрансформатора Муфта сповільнювачагідротрансформатора (TCC (муфта гідротрансформатора)) маєгідравлічний привід від електромагнітного клапана регулювання тиску(EPRS), який, у свою чергу, управляється блоком управління коробкоюпередач (TCM). Муфта дає гідротрансформатору можливість перебуватив одному з трьох робочих станів:• повністю включеному;
• в режимі керованого прослизання;
<
• повністю вимкненому. Клапан регулятора тиску гідротрансформатораскорочує тиск у системі та забезпечує тиск, необхідний для роботигідротрансформатора. Він також обмежує максимальний тискгідротрансформатора, щоб уникнути його розширення.
Соленоїд управляється широтно-модульованими (PWM (широтно-імпульснамодуляція)) сигналами з блоку управління коробкою передач (TCM) длявключення повного або часткового блокування гідротрансформатора абоскасування блокування.
Блокуюча муфта – це гідромеханічний пристрій, що усуває прослизаннягідротрансформатора та знижує витрату палива. Блок управліннякоробкою передач (TCM) керує включенням та вимкненням муфти з метоюзабезпечення регульованого «прослизування». Невелика різниця вчастотах обертання лопатевого і турбінного коліс, що виникаєвнаслідок цього, покращує якість перемикання передач. Основнимикомпонентами муфти блокування є поршень та фрикційний дискмуфти.
У стані розблокування тиск олії з боку поршня знижується, і тиск утурбінному колесі виштовхує поршень назад. У цьому стані дискимуфти звільняються, забезпечуючи прослизаннягідротрансформатора.
У заблокованому стані EPRS включає золотникові клапани TCC. Рідинапід тиском направляється у поршень муфти блокуваннягідротрансформатора. При русі поршня створюється тиск, що впливаєна диски муфти. У міру збільшення тиску збільшується тертя міждисками муфти, що призводить до повного блокування муфти дисків. Уцьому стані між колінчастим валом двигуна і планетарним рядомкоробки передач встановлюється прямий механічний зв'язок. На8-ступінчастій коробці. Коли автомобіль зупиняється в режимі Drive (при натисканні педалі гальма) гідротрансформатор від'єднується відтрансмісії таким чином, що залишається лише невелике залишковенавантаження. Це також призводить до скорочення витрат палива.Роз'єднання здійснюється за рахунок переміщення муфти В в коробціпередач і залежить від навантаження і вихідної швидкості.
Насос ATF (трансмісійна рідина для автоматичної коробки) єневід'ємною частиною коробки передач. Насос ATF створюєгідравлічний тиск для роботи клапанів керування та муфт, перекачуєрідину через охолоджувач рідини коробки передач, а такожвикористовується для змащення шестерень і валів.
Насос ATF ZF 8HP70 є лопатевим типом з подвійним ходом. Вінрозташований під вхідним валом коробки. Насос приводиться в діюланцюгом приводу від зірочки, розташованої на вхідному валу.Коефіцієнт подачі насоса становить 50 см3 за оборот. Провідназірочка обертається зі швидкістю колінвала двигуна, вонаприводиться в дію за рахунок шліцевого з'єднання корпусугідротрансформатора.
Розташування дволопатевого насоса ATF
Поз. Найменування
1 Лопатевий насос
2 Ланцюг приводу від кришки гідротрансформатора
Принцип роботи
Поз.Найменування
/>
1 Клапан регулятора тиску системи
2 Лопатевий насос
3 Впускна трубка
4 Піддон картера
5 Трубка високого тиску
6 Переробка залишків рідини
Насос ATF складається з зірочки, задньої кришки з підшипником, передньої кришки з підшипником, циліндра, осі ротора і самогоротора з лопатями. Запобіжний клапан встановлений у випускніймагістралі тиску від насоса. При цьому він не є невід'ємноючастиною самого насоса.
Зірочка розташована навколо вхідного валу коробки передач. Шлиці напередній частині гідротрансформатора та зірочка забезпечуютьжорстку передачу моменту. Одинарний ланцюг передає обертання кришкигідротрансформатора на вісь ротора насоса через другу зірочку, встановлену на осі ротора. Зачеплення двох зірочок обертає вісьротора насоса зі швидкістю трохи вище кількості обертів за хвилинукришки гідротрансформатора, яка під'єднана безпосередньо доколінчастого валу двигуна. При обертанні лопатей відхилення відспіввісності центрального отвору в циліндрі призводить дозбільшення простору за лопатями. Це, своєю чергою, призводить доутворення виїмки між лопатями. Рідина втягується в простір міжлопатями через порт, що всмоктує, приєднаний до піддону. Перед тим, як потрапити в насос, рідина проходить через фільтр піддона. У міруобертання осі ротора впускний отвір лопатей, між яким вжезнаходиться рідина, закривається, «замикаючи» таким чином рідину впросторі між лопатями. Ексцентрично розташований отвір у циліндрісприяє скороченню простору між лопатями і послідовно стискаєрідину, що потрапила, нагнітаючи її тиск.
При подальшому обертанні осі ротора лопаті повертаються довипускного отвору. При проходженні лопатями вихідного отвору рідинапід тиском виходить із простору між лопатями в напірну магістраль, що веде до запобіжного клапана.
Оскільки насос ATF є лопатевим насосом дворазової дії, послідовність повторюється двічі за один оберт осі ротора.
>
Запобіжний клапан контролює тиск і потік рідини, що надходить ублок клапанів коробки передач, гідротрансформатор та іншікомпоненти. Тиск регулюється перепускним клапаном, який обмежуємаксимальний тиск у системі до 32 бар (464 фунт-сил/дюйм²). Завдякиконтролю тиску в рідині підтримується постійний тиск незалежно відшвидкості обертання вхідного валу гідротрансформатора. Калібруванняотвір регулюється вихідним тиском насоса. Якщо тиск в каліброваномуотворі досягає заданого рівня, пружна кулька в регуляторі витратиробочої рідини піднімається над своїм сідлом і дозволяє рідинициркулювати в насосі./b>
Мехатронний блок клапанів розташовується в нижній частині коробкипередач і закритий масляним піддоном. У блоці клапанівзнаходяться:TCM, електроприводи, датчики швидкості, регулюючіклапани та гідроакумулятор, що повністю забезпечуютьелектрогідравлічне керування функціями коробки передач. До складумехатронного блоку клапанів входять такі елементи:
• TCM
• сім соленоїдів регулятора тиску;
• два соленоїди стоянкового блокування;
> • Двадцять один гідравлічний золотниковий клапан
• Датчик температури
• Датчик швидкості обертання турбіни
• Датчик частоти обертання вихідного валу
• Гідроакумулятор.
Компоненти блоку клапанів
Поз. Найменування
1 EPRS A — гальмівний клапан А
2 EPRS D — клапан муфти D
3 EPRS B — гальмівний клапан В
4 EPRS E — клапан муфти Е
5 MV 2:магнітний клапан 2 для блокування електричного гальмастоянки (утримання в положенні, відмінному від P (стоянка))
6 MV 1:редукційний клапан
7 EPRS SYS — регулятор тиску в системі
8 EPRS WK — клапан блокуючої муфти гідротрансформатора
9 EPRS C — клапан муфти С
< 10 Датчик частоти обертання вихідного валу коробки передач
11 Гідроакумулятор
12 Електричний роз'єм
13 Блок управління коробкою передач (TCM):прихований
/p>

Електромагнітні клапани регулювання тиску з електроннимкеруванням (EPRS)

EPRS

В блоці клапанів знаходяться сім EPRS. Управління соленоїдамиздійснюється за допомогою широтно-модульованих сигналів PWM з TCM.Соленоїди перетворять електричні сигнали в тиск гідравлічногорегулятора пропорційне сигналу для приведення в дію золотниковихклапанів для забезпечення точної роботи коробки передач.сигналів.Їх можна визначити за помаранчевою кришкою з'єднувача. TCMуправляє електромагнітами з допомогою сигналів PWM. TCM контролюєнавантаження двигуна та прослизання муфти, а також відповіднокоригує робочий цикл електромагнітів. Робоча напругаелектромагнітів становить 12 В, а діапазон тиску 0 - 4, 7 бар (0 -68 фунт-сил/дюйм2). За сірим кольором ковпачка електричногороз'єму. TCM контролює навантаження двигуна і прослизання муфти, атакож відповідно коригує робочий цикл електромагнітів. У блоціклапанів знаходиться соленоїд управління перемиканням передач MV1 (магнітний клапан 1). Управління соленоїдом здійснює блок TCM, якийперетворює електричні сигнали в сигнали гідравлічного керування длярегулювання використання муфти. . TCM також подає живленняелектромагніт. Блок TCM включає соленоїд відповідно дозапрограмованої послідовності використання муфт для перемиканнядіапазонів та управління перемиканням передач.
МУФТИ ПРИВОДУ
Поз. Найменування
1 Вхідний вал
2 Порт подачі тиску в магістралі
3 Поршень
4 Циліндр – зовнішній завзятий диск
5 Диск зчеплення у зборі
6 Відбивна пластина (для зчеплення, а не гальма)
7 Тарілкова пружина
8 Вихідний вал
9 Підшипник
10 Камера врівноважування динамічного тиску
11 Поршнева камера
12 Мастильний канал

У коробці передач знаходяться три фрикційні муфти передачі крутногомоменту та дві муфти гальм. Кожна муфта в залежності від параметрівна виході містить кілька фрикційних дисків. Типова муфтаскладається з декількох сталевих дисків і дисків, що чергуються, покритих з обох сторін фрикційним матеріалом.
Диски муфти утримуються в розведеному положенні механічнодіафрагмовою пружиною і гідравлічно динамічним тиском. Подача тискуздійснюється через мастильний канал, яким рідина надходить допідшипників і системи охолодження муфти. Робоча рідина надходитьчерез отвори вхідного валу в камеру між відбивною пластиною тапоршнем. Для запобігання довільному включенню зчеплення тиску, щоутворився в результаті дії відцентрової сили, рідина в камеріврівноваження динамічного тиску протидіє тиску в поршневій камері іне дає поршню стикатися з диском зчеплення.
Коли потрібно виконати включення муфти, в камеру перед поршнемчерез порт живлення подається магістральний тиск, створюванийгідравлічним насосом. Магістральний тиск долає низький тиск рідинив камері, що врівноважує. Поршень рухається, долаючи тискдіафрагмової пружини, та стискає пакет дисків. Коли магістральнийтиск впаде, діафрагмова пружина відведе поршень убік від пакетадисків і муфта вимкнеться.
Вісім передач переднього ходу та задня передача виготовляютьсяшляхом комбінування чотирьох простих планетарних передач, трьохмуфт та двох гальм. На двох передачах переднього ходу встановленоспільну сонячну шестерню. Живлення завжди виходить через водилопланетарної передачі четвертої передачі.
До п'яти компонентів для перемикання передач відносяться 3 муфти і2 гальма, що відповідають за всі 8 передач переднього та задньогоходу. Висока ефективність досягається за рахунок використаннятільки 2 компонентів перемикання, які відключаються на кожнійпередачі, що дозволяє знизити опір, підвищити тим самимККД./>
Планетарні передачі 1 і 2 складаються з наступних компонентів:
• сонячна шестерня:загальна для обох передач;
• 4 планетарні зубчасті колеса на передачу;
водило планетарної передачі на передачу;
• коронна шестерня на передачу.
Планетарна передача 3 складається з наступних елементів:
• Центральна шестерня
/>
• 3 планетарні зубчасті колеса;
• Водило планетарної передачі
• коронна шестерня.

Планетарні передачі 1, 2 і 3
Поз.Найменування
1 Планетарні передачі:передача 1
2 Коронна шестерня:передача 1
3 Водило планетарної передачі< br/>
4 Планетарні передачі:передача 2
5 Коронна шестерня:передача 2
6 Планетарні передачі:передача 3
7 Коронна шестерня:передача 3
8 Сонячна шестерня:передача 3
9 Сонячна шестерня:з'єднання передач 1 і 2
Планетарна передача 4
Планетарна передача 4 складається з наступних елементів:
• Центральна шестерня
• 4 планетарні зубчасті колеса;
> • Водило планетарної передачі:вихідний вал;
• Коронна шестерня.
Планетарна передача 4
Поз. Найменування
1 Коронна шестерня
2 Планетарні передачі
3 Сонячна шестерня
4 Вихідний вал
>

БЛОК УПРАВЛІННЯ КОРОБКИЙ ПЕРЕДАЧ

TCM є складовою частиною блоку клапанів Mechatronic, розташованогов ни...