Transmisia automată cu 9 trepte - ZF9HP

    La salonul internațional de motoare IAA din 2011, compania ZF Friedrichshafen AG a prezentat o nouă transmisie automată, codificată 9HP, disponibilă în producție de serie pentru automobilele cu motoare dispuse transversal. Conceptul transmisiei fusese prezentat încă din 2009.

Transmisia automată ZF 9HP

Foto: Transmisia automată ZF 9HP
Sursa: ZF

    La baza proiectării transmisiei automate ZF9HP au stat următorele criterii tehnice:

  • scăderea consumului de combustibil al automobilului prin îmbunătățirea randamentului global al transmisiei și prin utilizarea mai eficientă a cuplului motor
  • creșterea performațelor dinamice ale automobilului prin reducerea timpilor de schimbare a treptelor
  • îmbunătățirea comfortului la bordul automobilului prin efectuarea fără șoc a schimbărilor de trepte

Tabel comparativ între diferite cutii de viteze ZF

Cutia de viteze 6HP 8HP 9HP
Treapta raport de
transmitere
salt între trepte raport de
transmitere
salt între trepte raport de
transmitere
salt între trepte
1 4.17   4.70   4.70  
2 2.34  1.78 3.13  1.50 2.84  1.65 
3 1.52  1.54  2.10  1.49 1.90  1.49 
4 1.14  1.33  1.67  1.26  1.38  1.38 
5 0.87  1.31  1.29  1.29  1.00  1.38 
6 0.69  1.26  1.00  1.29  0.80  1.25 
7     0.84  1.19  0.70  1.14 
8     0.67  1.25  0.58  1.21 
9         0.48  1.21 
Gama de variație a rapoartelor 6.04   7.01   9.79  

Sursa: ZF

    Reducerea consumului de combustibil se poate face prin utilizarea unor transmisii cu gamă de variație a rapoartelor mai largă. De asemenea, dacă saltul între trepte este mai redus, comfortul în timpul schimbării treptelor se îmbunătățește, deoarece diferența de turație a arborelui de ieșire din cutie, între două trepte adiacente, se reduce.

Comparație rapoarte de transmitere între transmisiile automate 6HP (6 trepte), 8HP (8 trepte) și 9HP (9 trepte)

Foto: Comparație rapoarte de transmitere: 6HP (6 trepte), 8HP (8 trepte) și 9HP (9 trepte)
Sursa: ZF

Comparația saltului între trepte: 6HP (6 trepte), 8HP (8 trepte) și 9HP (9 trepte)

Foto: Comparația saltului între trepte: 6HP (6 trepte), 8HP (8 trepte) și 9HP (9 trepte)
Sursa: ZF

    Transmisiile automate precedente cu 7 (Mercedes Benz 7G-tronic) sau 8 (ZF8HP) trepte sunt destinate exclusiv automobilelor cu tracțiune pe puntea din spate sau integrală, fiind dispuse longitudinal. ZF9HP este prima transmisie automată cu 9 trepte destinată automobilelor cu tracțiune pe puntea din față, cu motor dispus transversal. Există, de asemenea, o versiune de transmisie automată ZF9HP și pentru automobilele cu tracțiune integrală.

Mecanismul cu roți dințate planetare al transmisiei automate ZF9HP

Foto: Mecanismul cu roți dințate planetare al transmisiei automate ZF9HP
Sursa: ZF

    Montarea transmisiei automate pe puntea din față limitează dimensiunile exterioare ale acesteia, mai ales în ceea ce privește lungimea. Din acest motiv pentru ZF9HP s-a optat pentru utilizarea a două mecanisme planetare simple și a unui mecanism planetar dublu (format din două mecanisme planetare simple suprapuse), care permit reducerea lungimii totale în detrimentul înalțimii.

Dimensiunile transmisiei automate 9HP48

Foto: Dimensiunile transmisiei automate 9HP48
Sursa: ZF

    Cutia de viteze 9HP utilizează în total 4 mecanisme planetare simple și 6 mecanisme de cuplare: 2 mecanisme cu craboți, 2 ambreiaje multidisc și 2 frâne multidisc. Gama de variație a rapoartelor este de 9.79, ceea ce permite optimizarea punctului de funcționare al motorului termic pentru reducerea consumului de combustibil. Randamentul transmisiei este de 97%, în fiecare treaptă.

Transmisia automată ZF9HP – componente

Foto: Transmisia automată ZF9HP – componente
Sursa: ZF

  1. baie de ulei
  2. hidrotransformator (convertizor de cuplu)
  3. carcasă
  4. frână multidisc D
  5. frână multidisc C
  6. ambreiaj multidisc B
  7. cuplaj cu craboți A
  8. cuplaj cu craboți F
  9. ambreiaj multidisc E
  10. diferențial

    Construcția transmisiei automate 9HP este modulară. ZF comercializează două variante: 9HP48 ce transmite un cuplu maxim de 480 Nm și 9HP28 cu un cuplu maxim de intrare de 280 Nm. De asemenea, transmisia poate fi utilizată și pe automobilele cu tracțiune integrală, distribuția cuplului între puntea față și spate realizându-se la ieșirea din transmisie.

  9HP48 9HP28
Cuplu motor maxim transmis [Nm] 480 280
Masă umedă* [kg] 86 78
Lungime [mm] 521 482
Lățime [mm] 367 363
Înălțime [mm] 429 386

* include uleiul de transmisie

Sursa: ZF

Transmisia automată 9HP – detaliu secțiune

Foto: Transmisia automată 9HP – detaliu secțiune
Sursa: ZF

    Pentru utilizarea pe automobile cu sisteme Stop & Start transmisia 9HP nu are nevoie de sisteme adiționale de menținere a presiunii hidraulice (ex. HIS) deoarece pentru cuplarea treptei 1 se acționează un singur element de frecare, mecanismele cu craboți fiind cuplate în timpul opririi/pornirii motorului termic.

Transmisia automată 9HP – schemă cinematică

Foto: Transmisia automată 9HP – schemă cinematică
Sursa: ZF

A, F – cuplaje cu craboți
C, D – frâne multidisc
B, E – ambreiaje multidisc
RSx – mecanisme planetare
AWD – tracțiune integrală
FWD – tracțiune față

Programul de cuplare al treptelor transmisiei ZF9HP

    Frână Ambreiaj Crabot
Treapta Raport de transmitere C D B E F A
1 4.70      
2 2.84      
3 1.90      
4 1.38      
5 1.00      
6 0.80      
7 0.70      
8 0.58      
9 0.48      
R -3.80      

Sursa: ZF

    Mecanismele de cuplare cu craboți au avantajul unui randament mai bun, comparabil cu ambreiajele și frânele multidisc, deoarece nu are pierderi prin frecare (drag torque) atunci când nu sunt acționate. Pe de altă parte cuplare mecanismelor cu craboți implică un anumit șoc în transmisie și din acest motiv comfortul poate fi afectat. Soluția constă în cuplarea acestora doar pentru schimbări de treaptă statice (neutru -> treapta 1) și apoi doar decuplarea pentru treptele superioare, la schimbarea de jos în sus.

Transmisia automată 9HP – schimbările de trepte de viteză posibile

Foto: Transmisia automată 9HP – schimbările de trepte de viteză posibile
Sursa: ZF

    De exemplu pentru obținerea treptei 1 se cuplează ambele mecanisme cu craboți (A, F) și ambreiajul multidisc D. Până la treapta 5 cele două mecanisme cu craboți rămân cuplate iar realizarea treptelor se face cu ajutorul ambreiajelor și frânelor multidisc.

    Din punct de vedere al comfortului treptele care implică decuplarea unui ambreiaj/frână multidisc și cuplare unui mecanism cu craboți sunt mai dificile deoarece mecanismele cu craboți nu permit controlul eficient al diferenței de turație (alunecarea) dintre elementele pe care le cuplează. Aceste schimbări de treaptă sunt: 9 – 7, 8 – 7 și 5 – 4. Totodată, prin controlul precis al cuplului motor în timpul schimbării treptelor de viteză, chiar dacă sunt utilizate mecanisme cu craboți, schimbarea treptei se poate face fără șocuri și fără să fie sesizată de conducătorul auto.

    Automobilele echipate cu transmisia automată ZF9HP, varianta cu cuplu maxim de 480 Nm, sunt:

  • Range Rover Evoque
  • Jeep Cherokee

Range Rover Evoque

Foto: Range Rover Evoque

Jeep Cherokee

Foto: Jeep Cherokee

    Comparativ cu transmisia automată cu 6 rapoarte ZF6HP, consumul de combustibil pentru un automobil echipat cu ZF9HP este cu 16% mai redus. Un alt avantaj îl reprezintă gama de variație foarte largă a rapoartelor (9.79), ceea ce permite rularea, în ultima treaptă, la viteze ridicate dar la turații reduse ale motorului termic. Acestă caracteristică permite obținerea unui consum redus de combustibil în mediul extra-urban, la viteze ridicate, cu un confort ridicat în habitaclu datorită zgomotului redus al motorului.

Afișaj bord Range Rover Evoque

Foto: Afișaj bord Range Rover Evoque
Sursa: ZF

    Transmisia automată 9HP de la ZF se remarcă printr-un design foarte compact, mase și dimensiuni reduse și un proces de schimbare a treptelor rapid și fără șocuri. Numărul ridicat de trepte precum și gama largă de variație a rapoartelor permit adaptarea punctului de funcționare al motorului, în funcție de dorința conducătorului auto, pentru performanțe dinamice sau pentru rularea cu consum redus de combustibil. ZF9HP este în mometul de față cea mai avansată transmisie automată cu 9 trepte, montată transversal, pentru automobile.

Pentru a comenta articolul trebuie să vă înregistrați!

Comentarii

Dragosh92
Luni, 09 Martie 2015 Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5

Login

Logo motorul anului