История разработки АКПП на ZF для легковых автомобилей
Первая серийная автоматическая трансмиссия была сконструирована на ZF в 1965 году. Она имела три уровня перемены передач и получила маркировку 3HP12. Новинку сразу приобрели для своих автомобилей Peugeot, установив ее на 504 модель, и BMW для своей легендарной 2000С. В 1967 году вышла модификация 3HP20 с прогрессивной гидравлически включаемой блокировкой гидротрансформатора. В 1975 году разработали принципиально новую модель АКПП 3HP22, которую взяли на вооружения половина европейских автопроизводителей. В 1982 году в связи с увеличением мощности и оборотистости двигателей была выпущена 4-ступенчатая АКПП 4HP22. Изначально система управлялась гидравлически, команды на переключение определялись центробежным скоростным маятниковым регулятором давления, в последствии этот автомат был оснащен электронно-гидравлическим управлением, где команды на переключение формировал примитивный компьютер. АКПП этого типа устанавливались на некоторые автомобили вплоть до 2002 года, и зарекомендовали себя как крайне надежные. Фиксировались случаи, когда АКПП проходили без капремонта до 700 тыс. км.
Далее были разработаны четырехступенчатые АКПП для других типов двигателей: 4HP14, 4HP18FL, 4HP20, 4HP24BA. Принцип их управления был аналогичен. Следующим шагом была разработка в конце 80х пятиступенчатой линейки АКПП. Первой была 5HP18, несовершенная, но достаточно надежная. Принципиальное отличие ее от своих более совершенных пятиступенчатых собратьев была в том, что один из контуров торможения был расшифрован при помощи гидравлического цилиндра и тормозной ленты. Остальные АКПП этого семейства: 5HP19, 5HP24 B 5HP30 этого элемента не имели. Принципиальное их отличие от четырех ступенчатых АКПП состоит в усложнении электросхемы (компьютера) и исполнительного гидравлического механизма (гидроблока). Формирование управляющих сигналов в электронном блоке усовершенствованных за счет включения в логическую цепь большего количества сигналов от бортовой электроники автомобиля: от компьютера управляющего двигателем ( сигнал датчика коленвала, датчика распредвала, сигнал уровня нагрузки и крутящего момента), датчики расхода воздуха, дроссельной заслонки (для бензиновых двигателей), в люксовых комплектациях сигналы от системы ABS, ASC. Это давало возможность более точно определять кинематические характеристики движения автомобиля, а как следствие более качественно осуществлять переключения на оптимальных значениях скорости оборотов двигателя, усовершенствования гидравлического блока с возможностью реализации более сложных комбинаций исполнительных гидравлических команд, позволило упростить механическую часть АКПП уменьшив количество гидроцилиндров тормозных лент и обгонных муфт, а в конечном итоге эволюции и вовсе от них избавиться. Увы на надежности АКПП это сказалось не в лучшую сторону. Ресурс семейства 5HP18 – 5HP30 снизился до 250 – 300 тыс. км. На сегодняшний день венцом творения конструкторов концерна ZF в 2000 году стали шестиступенчатые АКПП 6HP19 (6HP21) для двигателей с крутящим моментом до 350 н.м., и 6 HP26 (6HP28, 6HP32) до 700 н.м.
Принципиальное отличие этих АКПП от всего, что было создано ранее, это наличие мехароника (MEHA+RONIC) – единого моноблока помещенного в корпус АКПП, включившего в себя электронно-программируемый модуль с возможностью интеллектуальной системы адаптации корректировал программ АКПП в зависимости от условий эксплуатации более сложный усовершенствованный гидравлический блок с электроклапана имеют регулируемые режимы открытия-закрытия, и интегрированные в корпус мехатроника датчиками вращения валов и датчик позиционировать переключатели скоростей. Одновременно впервые применяющий управляемо проскальзывающей блокировки гидротрансформатора. Это позволило еще больше упростить механическую часть АКПП реализовав ее на пяти пакетах сцепления ( три на привод, два на торможение) и комбинацией грапетарного ряда по схеме Лепелетье (Lepeletier) сдвоенного грапетарного ряда по схеме Равинье (Ravigneaux).
Нужно заметить, что ресурс шестиступенчатых АКПП еще более снизился и по статистике в среднем достигает не более 150-180 тыс.км. пробега до выхода из строя. Причем по причине недостатков блока мехатроника (в частности функционирования электронного процесса в высокотемпературной среде) Сбой в работе АКПП в массовом порядке возникают, уже начиная от 75000 км пробега. В 2006 году с огромной компанией была представлена новая линейка восьмиступенчатых АКПП – 8HP30, 8HP45, 8HP70, 8HP90 соответственно рассчитанных на крутящие моменты 300нм, 500нм,700нм, 1000нм. Было заявлено, что это мощный прорыв в создании автоматических трансмиссий, которые будут обладать феноменальными характеристиками. Меж тем принципиальных отличий от шестиступенчатых АКПП не наблюдается вовсе. Разница в конструкции состоит в том, что обычный, всегда надежный стальной шестерёнчатый насос, приводимый в движение жесткой связью от двигателя через корпус гидротрансформатора был заменен на отдельно вынесенный моноблочный узел в алюминиевом корпусе и турбинойс плавающими стальными лопатками, как в 5-ти ступенчатой АКПП фирмы GM (причем в GM5L4E это было всегда самое слабое место, поскольку твердые стальные лопатки быстро изнашивали алюминиевый корпус насоса, что приводило АКПП к выходу из строя). Привод насоса осуществляется сегментарной цепной передачей, крутящий момент которой сообщает шестерня, сцепленная с Хабом гидротрансформатора. В механической части было несколько доработанных планетарный ряд Лепелье, добавлением еще одного ряда шестерен, что позволило задействовать в нем еще 2 передачи. В довершение в конструкцию добавлена возможность интегрирования гибридных установок вместо гидротрансформатора без серьезного изменения конструкции АКПП, и подключения механически взводимого гидроаккумулятора с электрическим спуском для возможности реализации функции старт-стоп. Также было заменено программное обеспечение. Новое было разработано с участием компании Microsoft. Результат эволюции от 4-рех ступенчатых АКПП до 8-ми ступенчатых в сумме выражается следующими данными, предоставленными службами концерна:
- увеличение величины максимального крутящего момента от 350 до 1050
- снижение массы на 10-15 кг по отношению к 4ст. АКПП (в зависимости от модели)
- Экономия топлива на 25% при использовании системы старт-стоп, а при использовании полногибридной установок, еще на 25%
- увеличение скорости отклика при переключении на 15%
- Снижение вредных выбросов
- Пользование системы старт- стоп на 11 процентов, а при использовании полногибридной системе еще на 20%.
К сожалению, в борьбе за экономичность и экологичность изделия ZF начинают глобально терять в надежности, и средний срок службы новейших АКПП ограничивается 3-5 годами. Надо понимать, что современным машинам, оборудованными трансмиссиями такого типа не суждено дожить до возраста раритетов. Параллельно с вышеописанной линией АКПП ZF напряженно занимался разработками в других отраслях машиностроения: судовых привода и редуктора для морских судов и ветровых установок, спецтрансмиссии для силовой военной и спецтехники, коробки передач и элементы подвески для пассажирских и грузовым машин, бесступенчатые, работизированные и смешанные системы переключения передач. Результатом стали трансмиссий “Ecosplit”, “Ecomid”, “Ecolite”, “AS-Tronic”, “Hy- Tronic”, “E-Tronic”, “Power Line”.
Коробки передач ZF
Полный список коробок передач компании ZF на одной странице: механические, автоматические, роботизированные и вариаторы.
Список всех коробок передач компании ZF мы разделили на три группы.
Гидромеханические автоматы ZF
Роботизированные коробки ZF
Вариаторы ZF
Расшифровка названия любой трансмиссии компании ZF
Аббревиатура ZF либо Zahnrad Fabrik переводится дословно как завод шестерен.
Первая цифра всегда означает количество передач кпп (у вариатора пропущена).
Далее буквы: HP — гидроавтомат, CFT — вариатор, DT — роботизированная коробка.
Крайние цифры это индекс крутящего момента, чем они больше, тем кпп мощнее.
Все тексты написаны мной, имеют авторство Google, занесены в оригинальные тексты Yandex и заверены нотариально. При любом заимствовании мы сразу же пишем официальное письмо на фирменном бланке в поддержку поисковых сетей, вашего хостинга и доменного регистратора.
Далее подаем в суд. Не испытывайте удачу, у нас более тридцати успешных интернет проектов и уже дюжина выигранных судебных разбирательств.
Изучаем АКПП ZF и Getrag на BMW F10
Трансмисия — это следующая после двигателя по важности, сложности и стоимости система автомобиля, основу которой на автомобилях BMW пятой серии F10 составляют АКПП производства немецкой компании ZF Friedrichshafen AG (ZF).
На моем автомобиле, с двигателем которого N57D30O1 удалось разобраться в предыдущем посте, установлена АКПП этой марки.
Попробуем взглянуть чуть подробнее на эту важнейшую систему, которую удается частично разглядеть лишь когда автомобиль висит на подъемнике.
О концерне ZF (по материалам сайта autoexpert.com.ua)
Концерн ZF — один из ведущих поставщиков автомобильной промышленности. Продукция ZF вносит существенный вклад в развитие мобильности во всем мире. ZF разрабатывает и производит коробки передач, рулевые управления, мосты и автомобильные компоненты для легковых автомобилей, коммерческих автомобилей и рабочих машин. ZF также важный игрок на рынке приводной техники для специального и рельсового транспорта, судов, вертолетов.
ZF является ведущим мировым поставщиком систем привода и подвески для автомобильной промышленности, производит продукцию на 117 заводах в 26 странах. На ZF занято около 70 000 сотрудников, в 2010 году оборот ZF составил около 12,9 млрд. ZF ежегодно инвестирует более пяти процентов от продаж в исследования и разработки (в 2010 году эта сумма достигла 750 млн. евро).
Миллион восьмиступенчатых АКПП от ZF
В августе 2011 был выпущен миллионный экземпляр 8-ми ступенчатой автоматической коробки передач ZF 8HP. Столь быстрый выход новой трансмиссии на уровень миллиона штук объясняется ее высокой популярностью среди потребителей премиум-сегмента: Alpina, Audi, Bentley, BMW, Jaguar, Land Rover, Rolls-Royce. Число автопроизводителей, выбравших для своих автомобилей ZF 8HP, продожает расти.
Основой рыночного успеха нынешней 8-ми ступенчатой АКПП является уникальное сочетание качеств. Она не только обеспечивает высокий комфорт при минимальном времени переключения передач, но и является самой экономичной трансмиссией в мире в данном классе:
В случае опционального оснащения ZF 8HP автоматикой старт-стоп (весьма полезная функция, довольно неоднозначно воспринимаемая многими водителями), она снижает потребление топлива на 11% по сравнению с предыдущей 6-ти ступенчатой АКПП второго поколения.
За счет модульного построения ZF 8HP, она доступна для различных вариантов полного привода, а также оснащается электродвигателем и гибридными модулями для получения среднего или полного гибридного привода параллельной компоновки.
АКПП ZF для BMW F10 5-series
Автомобили BMW пятой серии F10 оснащаются двумя типами АКПП: 8HP45 и 8HP70, с номинальной величиной допустимого крутящего момента, соответственно, 500 Нм и 700 Нм.
Невозможно не обратить внимание на техническую красоту устройства этого агрегата. Говоря словами одного из классиков отечественного бизнеса, «мы видим сочетание простоты и совершенства формы…
… с захватывающей сложностью содержания!»:
На мой взгляд, применительно к продуктам ZF данная фраза весьма уместна.
АКПП Getrag для BMW F10 M5
Нескольких слов об особом агрегате, устанавливаемом на M5. Это роботизированная коробка с двойным сцеплением с красноречивым названием «Getrag GS7D36BG M Double-Clutch Transmission (DCT) with Drivelogic»:
В продуктовой линейке компании Getrag коробка-робот для М5 обозначена индексом 247 АМТ (Automated Manual Transmission/Автоматизированная ручная трансмиссия): передачи переключаются гидравлическим исполнительным устройством (актюатором) под контролем электронного блока управления.
В практическом смысле, коробка на М5 при старте с места ведет себя как механическая (например, с отпущенной педалью газа на обратном уклоне машина покатится назад), а при движении — как автоматическая (такое же переключение передач).
Более подробное описание этого чуда техники находится здесь: F10 M5 Car Blog.
Сводная таблица АКПП
Подводя итоги этого небольшого обзора, предлагаю вам взглянуть на простую таблицу:
Интересен существенный резерв повышения крутящего момента со стоковых 560 Нм до 700 Нм, заложенный в трансмиссиях трехлитровых дизельных моделей 530d и 535d.
GA8HP70Z требовательна к качеству масла. Поэтому, несмотря на надпись «lifetime» на поддоне, рекомендуется менять масло (подходят ZF или Ravenol transmission fluid) и поддон-фильтр каждые 80 тыс. км, а каждые 100 тыс. км — провести тестирование гидротрансформатора на вибрацию и износ фрикционов блокировки.
При замене масла в трансмиссии неплохо также поменять масло в раздаточной коробке xDrive.
Источник https://www.zfmaster.ru/tehnicheskaya-informatsiya/istoriya-razrabotki-akpp-na-zf-dlya-legkovyh-avtomobiley
Источник https://otoba.ru/transmissii/zf.html
Источник https://www.drive2.ru/l/3170059/
