AT变速箱最新资讯及技术分析（十五）

IAV的8AT技术分析

主流的、量产的乘用车多挡位AT，在前面的文章中基本介绍完了，这篇文章开始介绍其他厂家研发的乘用车多挡位AT，这些AT可能已经做出样机、或者仅处于概念阶段，总的来说就是没有大规模量产的。为什么要介绍这个呢，主要都是为了多挡位AT的技术分析服务，多分析些案例总归是有好处的。本文先介绍德国IAV公司的8AT技术方案。

IAV的横置8AT

IAV是大众控股的传动系统工程技术服务公司，研发了系列的AT、DCT以及混合动力传动系统。其中AT系列研发了横置平台的8H-AT350，纵置平台的8H-AT500和适配商用车的9H-AT3000(商用车部分的AT后面再介绍)。

▲IAV的8AT(8H-AT350)

横置平台的8H-AT350非常有特色，与盛瑞的8AT一样，采用不同轴布置的行星齿轮机构，通过两对平齿轮连接两个行星机构轴。采用的是四自由度行星机构，与输入轴同轴的两个行星排组成CR-CR结构的4AT，而第二个轴的单行星排作为汇速行星排，汇集太阳轮的转速和行星架的转速，最后从齿圈输出。3个行星排6个操纵元件(3个制动器、3个离合器)，理论操纵序列为6C3=20，用了9个挡位(8前进挡+1倒挡)，机构利用率一般。相比于盛瑞的8AT(1个制动器，4个离合器)，理论操纵序列为5C3=10，用了9个挡位(8前进挡+1倒挡)，盛瑞8AT的机构利用率还是非常高的，基本上没有闲置的传动机构。从这点来看，盛瑞8AT传动方案会比IAV的8AT要好。

▲IAV的8AT传动简图

IAV的8AT变速原理与莱佩莱捷式6AT和8AT相类似，但也有不同。莱佩莱捷式行星机构在前面的单个行星排产生两路不同的转速，最后在4AT中汇合，产生6个或者8个不同的挡位。而IAV的8AT刚好相反，它先从前面的4AT中产生两路个不同的速度，然后再通过后面的单个行星排进行速度的汇合，形成8个挡位，如下图，两路红色箭头分别表示输入到单行星排的太阳轮和行星架的不同速度，通过两路不同的速度，组合成8个挡位。

▲IAV的8AT传动杠杆图

第二轴的单个行星排作为功率汇流排，按照行星排的功率汇流特性，理论上最合理的是：太阳轮和齿轮共同输入功率，行星架输出功率。但IAV的8AT却把齿圈作为输出，因此某些挡位会有循环功率的存在。例如6挡或者7挡，功率是从最后一个行星排的行星架输入，齿圈输出一部分功率到路面，但太阳轮回流一部分功率回到4AT中，形成功率循环。总的来说，循环功率不大，不至于严重影响传动效率。

从其换挡逻辑图中看，IAV的8AT传动范围设置不算太大，只有6.9，但换挡阶比很合理，呈修正的等比级数排布，主要原因：相比于同轴布置的行星机构，增加了两对平齿轮，可以通过调整这两对平齿轮的传动比，从而调整各挡位的换挡阶比。因此，虽然增加了两对齿轮，结构是复杂了，但也带来了一个额外的好处。IAV的8AT每个挡位需要接合3个操作元件，每次换挡只需操纵1个元件，带排功率损失(拖曳损失)较优，控制也简单(官方的换挡逻辑宣传资料中7挡应该画少了一个制动器B的接合)。

▲IAV的8AT换挡逻辑

再说说IAV的8AT结构设计方面，不同轴布置在5AT的发展过程中也出现过，如下图。这样布置能缩短轴向空间，但会增加轴承、齿轮等传动元件，并且要处理平齿轮传动带来的径向力和轴向力等，这些都会带来结构设计上的困难。随着新型莱佩莱捷式6AT行星机构的出现，5AT以后的结构设计又慢慢的回到了主流的同轴布置行星机构。

▲不同轴布置的5AT结构图

其实IAV的横置8AT传动方案是可以做成同轴布置的，但估计是轴向空间的限制，IAV把其中的一个行星排放置在另外一根轴上。这样做，增加了两对平齿轮。增加平齿轮带来几个问题：(1)需要增加轴承，(2)如何处理平齿轮传动带来的径向力和轴向力，(3)齿轮的径向力是在壳体承受还是在芯轴上承受；这些问题都关乎结构的设计。盛瑞8AT三对平齿轮的径向力都作用在壳体上，所以需要在变速箱内部隔开两堵墙；而IAV的8AT平齿轮的径向力估计是作用在芯轴上(在结构图上看，芯轴特别粗)。与盛瑞的8AT(1个制动器、4个离合器)不同的是，IAV的8AT(2个制动器、3个离合器)减少了一对连接平齿轮，在结构设计上会更简单。而盛瑞的8AT结构设计上约束更多，更有挑战性(定轴、行星复合轮系，中心距、配齿、各挡传动比、离合器、轴承等相互约束的参数太多)。

IAV在8AT的基础上，衍生了几种混合动力的结构，有采用P2结构的，也有双电机结构的(后面写混动的时候再详细介绍)，形成系列化的技术解决方案。需要指出的是：IAV的AT一般配合混动使用的，可以通过电机实现倒挡，因此可以取消制动器C，变为5个操作元件，有利于简化结构设计。