混动系统：行星齿轮系统进阶-ZF6AT-功率流分析

面对日益严峻的油耗压力，DHT为代表的HEV以及8AT/9AT越来越受到车企的重视。功率分流混动系统方案以及自动变速器传动方案都是基于行星齿轮系统的组合而来，方案的优劣直接决定了系统的可靠性、成本以及性能。为了加深对行星齿轮系统的理解，小编今年会陆陆续续分享自己的在这方面的学习成果。今天我们以ZF经典的6AT变速器为例，分析变速器的功率流，也为后续系列文章做个铺垫。

ZF6HP26自动变速器可实现6个前进挡和1个倒挡，其结构简图如下图所示，包含一个与壳体直接相连的负号行星排和拉维纳复合行星排。该变速器有5个换挡元件，分别为2个制动器（B1和B2）以及3个离合器（K1,K2和K3）。每个档位将闭合2个换挡元件。

不同档位下，离合器和制动器操作如下表所示（X代表结合状态）。

根据上面的表格，可以绘制不同档位下的功率流向，如下图所示。

1档:

2档:

3档:

4档:

5档:

6档:

R档:

为了便于理解功率流，我们以3档位为例，计算转速和扭矩的关系，如下图所示。对于前面的负号行星排，C1转速和扭矩都可以直接算出。对于后面的拉维纳复合行星排，根据扭矩转速关系可以求出最终的R2输出净扭矩和R2转速。此时R2输出的转速和功率确定，3档传动比也随之确定下来。

同样地道理，假定输入转速和输入扭矩分别等于1，可以分析其他档位下的各个动力构件转速、扭矩、功率大小表格，更加便于我们去理解AT的工作原理和能量流动。

ZF这款6AT箱子非常具有代表性，逆向分析是不难的，但是如何基于基础的负号行星排、拉维纳复合行星排、制动器、离合器等基础部件，设计自动变速器的方案，却是相当有挑战的。