ZF 4 HP 16 - это четырехступенчатая коробка передач для переднеприводных автомобилей с поперечно установленным двигателем.

Коробка передач имеет в своем составе гидротрансформатор с блокировочной муфтой.

Планетарная зубчатая передача определяет механическое передаточное отношение. Передаточное число КПП может изменяться в зависимости от мощности двигателя веса автомобиля, на котором она установлена. Электрогидроуправление делает возможным контролируемое переключение передач при невыключенном сцеплении и применение различных программ переключения. Если рычаг переключения передач находится в положении "Р", происходит механическое блокирование вторичного вала.

Особенностью данной коробки передач является, то, что она работает без муфты свободного хода. Переключение передач происходит посредством частичного перекрытия моментов включения и выключения фрикционных муфт.

Преимущество такого переключения заключается в следующем:

Однако переключение передач с частичным перекрытием моментов включения и выключения муфт требует высокопроизводительного аппаратного и программного обеспечения, а также точных сигналов от двигателя.

Когда рычаг переключения передач находится в положении "Парковка" или "Нейтраль" момент от двигателя на планетарный механизм КПП не передается. Масло нагнетается масляным насосом в клапанный механизм системы гидроуправления. Включается только сцепление В, а гидротрансформатор выключен.

Клапан-регулятор давления поддерживает магистральное давление в клапанном механизме на необходимом уровне. В то время, когда не происходит переключение передач, магистральное давление изменяется между двумя уровнями, в зависимости от крутящего момента турбины. Со временем магистральное давление увеличивается линейно. Однако увеличение продолжается до определенного предела. По достижении данного предела излишнее масло вытесняется в масляный поддон.

Редукционный клапан уменьшает магистральное давление, которое подается на расположенные за ним электромагнитные клапаны и электромагнитные клапаны-регуляторы давления (EDS). Это позволяет использовать менее мощные электромагнитные клапаны.

Магистральное давление нагнетается масляным насосом, после которого жидкость направляется к редукционному клапану. Входной канал редукционного клапана блокируется и в трубопроводе поддерживается необходимый уровень давления.

Электромагнитный клапан 1 регулирует магистральное давление (высокое и низкое), подаваемое на клапаны муфт. Электромагнитный клапан 1 имеет два состояния: включен или выключен. При включенном клапане давление в магистрали низкое [87~116 ф./кв.д. (6~8 бар)]. При выключенном клапане давление в магистрали высокое [232~261 ф./кв.д. (16~18 бар)].

Электромагнитный клапан 2 контролирует поток жидкости к клапану муфты Е или к клапану блокировочной муфты гидротрансформатора. При включенном соленоиде 2 жидкость подается на клапан блокировочной муфты гидротрансформатора, а при выключенном соленоиде - на клапан муфты Е.

Контроллер КПП отслеживает состояние нескольких входных сигналов и включает или выключает электромагнитные клапаны и выбирает передачи в соответствии с режимом движения автомобиля.

Если рычаг переключения передач находится в положении "Парковка" или "Нейтраль", электромагнитный клапан 1 включен и магистральное давление подается через него на предохранительный и регулирующий клапаны.

Если рычаг переключения передач находится в положении "Парковка" или "Нейтраль", электромагнитные клапаны 1 и 2 включены. При этом также включены регулирующие соленоиды (EDS) 4 и 6.

При включенном EDS 6 поступающая от редукционного клапана жидкость подается к предохранительному клапану, управляющему клапану муфты В и обратному клапану В. Масло, поступающее к входному каналу управляющего клапана муфты, подается под давлением к золотнику клапана. Затем магистральное давление подается на обратный и шаровой клапаны, и включается муфта B.

Соленоид 2 включен и золотник клапана регулировки давления в трубопроводе открывается. Теперь жидкость проходит через клапан давления гидротрансформатора.

В результате давление рабочей жидкости в зоне за поршнем блокировочной муфты гидротрансформатора равно давлению в зоне турбины. Поток проходит к камере турбины через вал турбины и свободное пространство позади поршня.

Смазывающий клапан в случае низкой скорости нагнетания подает охлаждающее масло в первую очередь в гидротрансформатор. Кроме того, этот клапан обеспечивает поступление необходимого количества охлаждающего и смазывающего масла через обводной контур.

Жидкость от гидротрансформатора поступает к радиатору через смазывающий клапан.

При включении заднего хода крутящий момент передается через первичный вал и муфту В. При этом работа коробки передач происходит следующим образом:

Магистральное давление, нагнетаемое масляным насосом, подается на муфту B через клапан выбора диапазона. Положение шарика в клапане изменяется, обеспечивая подачу давления на муфту В.

Давление, включающее муфту В, также подается и на управляющий клапан тормоза D.

При включении задней передачи соленоид 1 включается, а EDS 4 выключается. В результате жидкость поступает от редукционного клапана на управляющий клапан тормоза D через EDS 4.

Золотник управляющего клапана тормоза D открывается, пропуская жидкость к обратному клапану тормоза D.

Соленоид 2 включен и золотник клапана регулировки давления в трубопроводе открывается. Теперь жидкость проходит через клапан давления гидротрансформатора.

В результате давление рабочей жидкости в зоне за поршнем блокировочной муфты гидротрансформатора равно давлению в зоне турбины. Поток проходит к камере турбины через вал турбины и свободное пространство позади поршня.

Смазывающий клапан в случае низкой скорости нагнетания подает охлаждающее масло в первую очередь в гидротрансформатор. Кроме того, этот клапан обеспечивает поступление необходимого количества охлаждающего и смазывающего масла через обводной контур.

Жидкость от гидротрансформатора поступает к радиатору через смазывающий клапан.

При включении 1-й передачи крутящий момент передается через первичный вал и муфту В. При этом работа коробки передач происходит следующим образом:

Если рычаг переключения передач находится в положении "Парковка" или "Нейтраль", электромагнитные клапаны 1 и 2 включены. При этом также включены регулирующие соленоиды (EDS) 4 и 6.

При включенном EDS 6 поступающая от редукционного клапана жидкость подается к предохранительному клапану, управляющему клапану муфты В и обратному клапану В. Масло, поступающее к входному каналу управляющего клапана муфты, подается под давлением к золотнику клапана. Затем магистральное давление подается на обратный и шаровой клапаны, и включается муфта B.

Включается EDS 5. Магистральное давление после прохождения через редукционный клапан, поступает к обратному клапану и управляющему клапану. В результате раскрывается золотник клапана.

Соленоид 2 включен и золотник клапана регулировки давления в трубопроводе открывается. Теперь жидкость проходит через клапан давления гидротрансформатора.

В результате давление рабочей жидкости в зоне за поршнем блокировочной муфты гидротрансформатора равно давлению в зоне турбины. Поток проходит к камере турбины через вал турбины и свободное пространство позади поршня.

Смазывающий клапан в случае низкой скорости нагнетания подает охлаждающее масло в первую очередь в гидротрансформатор. Кроме того, этот клапан обеспечивает поступление необходимого количества охлаждающего и смазывающего масла через обводной контур.

Жидкость от гидротрансформатора поступает к радиатору через смазывающий клапан.

При включении 2-й передачи крутящий момент передается через первичный вал и муфту E. При этом работа коробки передач происходит следующим образом:

Соленоид 2 выключается. Магистральное давление после прохождения через редукционный клапан, поступает к управляющему клапану муфты E. Жидкость проходит через клапан, включая муфту E.

Включается EDS 5. Магистральное давление после прохождения через редукционный клапан, поступает к обратному клапану и управляющему клапану. В результате раскрывается золотник клапана.

Электромагнитный клапан 2 включен и золотник клапана-регулятора магистрального давления открывается. Теперь жидкость проходит через клапан давления гидротрансформатора.

В результате давление рабочей жидкости в зоне за поршнем блокировочной муфты гидротрансформатора равно давлению в зоне турбины. Поток проходит к камере турбины через вал турбины и свободное пространство позади поршня.

Смазывающий клапан в случае низкой скорости нагнетания подает охлаждающее масло в первую очередь в гидротрансформатор. Кроме того, этот клапан обеспечивает поступление необходимого количества охлаждающего и смазывающего масла через обводной контур.

Жидкость от гидротрансформатора поступает к радиатору через смазывающий клапан.

При включении 3-й передачи крутящий момент передается через первичный вал и муфты В и E. При этом работа коробки передач происходит следующим образом:

Если рычаг переключения передач находится в положении "Парковка" или "Нейтраль", электромагнитные клапаны 1 и 2 включены. При этом также включены регулирующие соленоиды (EDS) 4 и 6.

При включенном EDS 6 поступающая от редукционного клапана жидкость подается к предохранительному клапану, управляющему клапану муфты В и обратному клапану В. Масло, поступающее к входному каналу управляющего клапана муфты, подается под давлением к золотнику клапана. Затем магистральное давление подается на обратный и шаровой клапаны, и включается муфта B.

Электромагнитный клапан 2 включен и золотник клапана-регулятора магистрального давления открывается. Теперь жидкость проходит через клапан давления гидротрансформатора.

В результате давление рабочей жидкости в зоне за поршнем блокировочной муфты гидротрансформатора равно давлению в зоне турбины. Поток проходит к камере турбины через вал турбины и свободное пространство позади поршня.

При включении 4-й передачи крутящий момент передается через первичный вал и муфты E и C. При этом работа коробки передач происходит следующим образом:

Соленоид 2 выключается. Магистральное давление после прохождения через редукционный клапан, поступает к управляющему клапану муфты E. Жидкость проходит через клапан, включая муфту E.

EDS 4 выключается, в результате чего уровень жидкости повышается. Магистральное давление подается к предохранительному клапану, клапану муфты D и обратному клапану D. При подаче давления на предохранительный клапан включается клапан муфты C и обратный клапан C.

Электромагнитный клапан 2 включен и золотник клапана-регулятора магистрального давления открывается. Теперь жидкость проходит через клапан давления гидротрансформатора.

В результате давление рабочей жидкости в зоне за поршнем блокировочной муфты гидротрансформатора равно давлению в зоне турбины. Поток проходит к камере турбины через вал турбины и свободное пространство позади поршня.

При включении 4-й передачи крутящий момент передается через первичный вал и муфты E и C. При этом работа коробки передач происходит следующим образом:

Соленоид 2 выключается. Магистральное давление после прохождения через редукционный клапан, поступает к управляющему клапану муфты E. Жидкость проходит через клапан, включая муфту E.

EDS 4 выключается, в результате чего уровень жидкости повышается. Магистральное давление подается к предохранительному клапану, клапану муфты D и обратному клапану D. При подаче давления на предохранительный клапан включается клапан муфты C и обратный клапан C.

При включении 3-й передачи крутящий момент передается через первичный вал и муфты В и E. При этом работа коробки передач происходит следующим образом:

Если рычаг переключения передач находится в положении "Парковка" или "Нейтраль", электромагнитные клапаны 1 и 2 включены. При этом также включены регулирующие соленоиды (EDS) 4 и 6.

При включенном EDS 6 поступающая от редукционного клапана жидкость подается к предохранительному клапану, управляющему клапану муфты В и обратному клапану В. Масло, поступающее к входному каналу управляющего клапана муфты, подается под давлением к золотнику клапана. Затем магистральное давление подается на обратный и шаровой клапаны, и включается муфта B.