采埃孚8前速自动变速器新技术解析:自动变速器的拆装图解

　　德国采埃孚公司生产的8前速电控自动变速器被率先装备在了新宝马5系及奥迪D4A8轿车上。该款变速器采用诸多新技术，如新型热量管理系统、空挡怠速控制功能及起步／停车系统等。为了方便广大读者对这些新技术的了解，在此对它们进行简要介绍。
　　
　　1.创新型热量管理系统(1TM)
　　
　　变速器冷却系统是创新型热量管理系统(简称ITM)的一部分，创新型热量管理系统的目的是通过缩短发动机和变速器的暖机过程来降低油耗。“热量管理器”是一种新研制的发动机控制单元机载软件模块，它保证发动机所产生的热量在发动机冷却循环回路(发动机加热)中能够合理分配给空调(车内空气加热)和变速器(变速器加热)。
　　空调控制单元和变速器控制单元通过控制器局域网(CAN)总线将其所需的热量发送给发动机控制单元，创新型热量管理系统对这些信息和发动机所需热量进行权衡，确定优先顺序，然后生成系统组件(阀门和调节器)的控制信号。这里以与奥迪4.2 LV8 FSI发动机搭配的情况为例，说明变速器加热和冷却系统功能和结构。其冷却液循环回路逻辑框图如图1所示。
　　(1)发动机／变速器处于冷机状态(图2)
　　变速器控制单元将其所需热量发送给发动机控制单元，变速器油温必须尽快得到提高。发动机首先试图尽快使其自身变热，电磁阀N509(通电)和N488(断电)是闭合的。只有当发动机达到既定温度时，电磁阀N488才打开(通电)。此时，已加热的冷却液从气缸盖流向变速器油热交换器，变速器油得到加热。需要注意，这种情况下，系统优先满足空调的加热需求(加热车内空气)，然后再满足发动机和变速器的加热需求。
　　(2)发动机／变速器已暖机(图3)
　　
　　
　　
　　
　　
　　当变速器油达到一定温度时，变速器结束加热，N488被闭合(关闭)。如果油温继续上升，则电磁阀N509打开(断电)，经过冷却的冷却液从水冷式主冷却器流到变速器油热交换器。如果变速器油温上升到96℃，则接通冷却液延时泵V51，从而加快冷却速度。
　　
　　2.空挡怠速控制
　　在市内较为拥堵的交通环境下，空挡怠速功能可以显著降低油耗。这个功能是通过在发动机怠速运行、挂在前进挡、车辆静止且踩下制动踏板时减小液力变矩器传动损失扭矩实现的。发动机怠速(如在等红灯停车)时的扭矩降到最低。除了降低发动机怠速时的油耗外，这个功能还可以降低噪声，提高行驶舒适性。这样就降低了发动机运行时的负荷，发动机运行也就更平稳、安静。减小剩余扭矩，就可将制动时所需的踩踏力降到最小。
　　086型自动变速器首次采用了空挡怠速控制功能。随着硬件和软件的不断发展，0BK、0BL8前速型自动变速器采用的第2代空挡怠速控制功能在舒适性和油耗方面达到了更高的水平。
　　采用0BK和0BL型自动变速器的车型，可以通过打开制动器B来实现空挡怠速控制功能(图4、图5)。因为打开制动器B后，可以消除齿圈1的支承力矩，刚性连接转移到了制动器B上。当空挡怠速控制功能运行时，制动器B依靠滑差运行。为了保证制动器B能够持续工作，其尺寸是根据滑差功率大小设计的。为此，在激活制动器B时，必须通过液压开关装置有针对性地将其冷却。
　　除了降低液力变矩器剩余扭矩外，该功能还可以提高闭合动力啮合时的响应性能。可以通过编码来启动或关闭空挡怠速控制功能。
　　
　　3.起步／停车系统
　　起步，停车功能对自动变速器提出了特别的挑战。在起步，停车模式下，要求起步响应时间很短。为了不出现明显的起动延迟，发动机和自动变速器必须在350 ms内就做好起动准备。如果自动变速器没有经过相应的设计并对供油系统采取适当措施，无法达到这样的要求。
　　起步／停车模式时的问题在于：在关闭发动机时，变速器内停止供油，此时所在挡位的换挡元件打开，动力啮合被中断。发动机起动时，变速器内必须恢复动力啮合，从而做好起动准备。对于8前速自动变速器来说，就意味着必须闭合3个换挡元件。发动机加速时，由于变速器油泵供应的油量不足以在规定的时间内向换挡元件施压，从而无法产生足够的动力啮合。原则上可以通过合理设计变速器油泵来达到这个要求，然而，这样的油泵往往在发动机低速运转时会产生巨大的动力损失。为了解决这个问题，研发人员开发了液压脉冲式储油罐(图6)。
　　采用液压脉冲式储油罐是一种高效的解决方案。液压脉；中式储油罐是一个专用的储油罐，带有电子机械式锁紧装置，它的作用是瞬间为换挡元件提供可传输的压力。利用液压脉冲式储油罐可以将起步响应时间控制在350ms以内，其与不采用液压脉冲式储油罐的系统压力对比曲线图如图7所示。
　　(1)结构和功能
　　液压脉冲式储油罐的安装位置如图8所示。液压脉冲式储油罐由弹簧活塞式储油罐、1个电子机械式锁紧装置(储压器电磁铁N485)和1个单向节流阀组成(图9)。弹簧活塞式储油罐由活塞、液压缸和钢制弹簧组成。电磁铁N485的作用是保持活塞处于预张紧状态(N485通电)。
　　(2)运转过程
　　弹簧活塞式储油罐在发动机运行时“加压”。在起步时，电磁铁N485被断电，所储存的油在弹力作用下压入液压控制装置(泄压)。这样，当油泵开始泵油时，换挡元件就已经被施加油压。因此，液压脉冲式储油罐就帮助油泵在瞬间形成高压。当油泵提供足够压力的时候，液压脉冲式储油罐所产生的压力和油泵所产生的压力发生叠加。此时活塞式储油罐开始增压。为了避免增压影响进一步形成高压，单向节流阀会限制流向活塞弹簧式储油罐的流量。增压过程约5 s(温度为20℃情况下)，时间非常短，不会影响起步／停车功能。
　　①开始增压(发动机运转)
　　在发动机运行时，通过节流孔向弹簧活塞式储油罐内注油(图10)，增压时间约为5s。在增压过程中，活塞被推向左侧末端。吸持磁铁的衔铁被推向锁紧所需的末端位置，堵住气隙(图11)。
　　②充分充压
　　a.活塞充分充压且位于止点位置
　　在锁紧时钢球被推出，电磁铁N485吸住衔铁，从而使活塞保持锁紧状态(图12)。
　　b.活塞充分充压且闭合状态
　　在关闭发动机时，系统压力和液压脉冲式储油罐压力下降，液压脉冲式储油罐内的油液没有承受压力，此时活塞被钢球锁止机构固定住(图13)。液压脉冲式储油罐此时已为发动机停转做好了准备。
　　③泄压(发动机起动阶段)
　　起动发动机时，通过切断吸持磁铁电流将活塞松开。活塞将变速器油压八连接到换挡元件的液压控制装置。单向节流阀此时打开，使截面增大。