自動變速器動力傳遞路線分析（五）

——德國ZF公司的4HP-16型自動變速器

4HP-16型自動變速器是由專業制造變速器的ZF公司開發，與前輪驅動、發動機橫置的車輛配套使用。4HP-16為電控4速自動變速器，被裝備在上海通用公司生產的凱越（1.8）、雪弗蘭景程、大宇美男爵等乘用車上。由於4HP-16型自動變速器內沒有單向離合器，使變速器的結構緊湊、質量輕、且換擋零件數目減少，使拖滯損耗降低，傳動效率增高，作用在部件和傳動系上的峰值扭矩低。但這種設計需要加工精密的機械部件、高性能的軟件和精確的發動機控制信號來保證，采用重疊換擋控制技術。4HP-16自動變速器的基本技術參數見表1，動力傳遞路線見圖1。

由圖1可知，4HP-16自動變速器采用改進型辛普森行星齒輪機構，即後排行星架與前排齒圈為一體；後排齒圈與前排行星架為一體，是動力輸出端；前、後排兩個太陽輪獨立。在變速器內部有2個離合器和3個制動器，各換擋執行元件的作用見表2，不同擋位時各換擋執行元件的狀態見表3。

一、P/N擋動力傳遞路線

在P或N擋，離合器B工作，驅動後排太陽輪，但無制動部件，整個行星齒輪機構空轉，故沒有動力輸出，動力傳遞路線簡圖見圖2。動力傳遞路線是：發動機→變矩器泵輪→渦輪→輸入軸→離合器B工作，驅動後排太陽輪→行星齒輪機構空轉，無動力輸出。

二、R擋動力傳遞路線

R擋時，離合器B工作，驅動後排太陽輪；制動器D工作，固定後排行星架，後排齒圈/前排行星架反向減速輸出，動力傳遞路線見圖3。動力傳遞路線是：發動機→變矩器泵輪→渦輪→輸入軸→離合器B工作，驅動後排太陽輪→制動器D工作，固定後排行星架→後排齒圈/前排行星架反向減速輸出→差速器。

三、1擋動力傳遞路線

在D、3、2、1之1擋，換擋執行元件的動作完全相同，即離合器B工作，驅動後排太陽輪；制動器F工作，固定前排太陽輪，後排齒圈/前排行星架同向減速輸出，動力傳遞路線簡圖見圖4。動力傳遞路線是：發動機→變矩器泵輪→渦輪→輸入軸→離合器B工作，驅動後排太陽輪→制動器F工作，固定前排太陽輪→後排齒圈/前排行星架同向減速輸出→差速器。

四、2擋動力傳遞路線

在D、3、2之2擋，換擋執行元件的動作完全相同，即離合器E工作，驅動後排行星架/前排齒圈；制動器F工作，固定前排太陽輪，後排齒圈/前排行星架同向減速輸出，動力傳遞路線見圖5。動力傳遞路線是：發動機→變矩器泵輪→渦輪→輸入軸→離合器E工作，驅動後排行星架/前排齒圈→制動器F工作，固定前排太陽輪→後排齒圈/前排行星架同向減速輸出→差速器。

五、3擋動力傳遞路線

在D、3之3擋，換擋執行元件的動作完全相同，即離合器E工作，驅動後排行星架/前排齒圈；同時，離合器B工作，驅動後排太陽輪，沒有部件被固定。因行星齒輪機構中後排行星架與後排太陽輪兩個部件被同時驅動，則整個行星齒輪機構以一個整體同向等速旋轉，為直接傳動擋，由後排齒圈/前排行星架同向等速輸出，傳動比為1:1。3擋動力傳遞路線見圖6，動力傳遞路線是：發動機→變矩器泵輪→渦輪→輸入軸→離合器E工作，驅動後排行星架/前排齒圈；同時，離合器B工作，驅動後排太陽輪→後排齒圈/前排行星架同向等速輸出→差速器。

六、4擋動力傳遞路線

4擋時，離合器E工作，驅動後排行星架/前排齒圈；制動器C工作，固定後排太陽輪，則後排齒圈/前排行星架同向增速輸出，動力傳遞路線見圖7。動力傳遞路線是：發動機→變矩器泵輪→渦輪→輸入軸→離合器E工作，驅動後排行星架/前排齒圈→制動器C工作，固定後排太陽輪→後排齒圈/前排行星架同向增速輸出→差速器。

因4HP-16自動變速器內部沒有單向離合器，故在各擋均由發動機制動。