Automatické převodovky ZF 8HP, známé také jako 8HP, představují špičkové technologické řešení pro moderní automobily, zejména v segmentu vozů značky BMW. Tyto převodovky s osmi stupni, vybavené hydrodynamickým měničem momentu a planetovými soukolími, jsou navrženy pro podélné uložení motoru.
Vývoj a historie převodovky ZF 8HP
Vývoj a první výroba převodovky 8HP probíhala v dceřiné společnosti ZF v německém Sársku. Svou premiéru si odbyla v roce 2008 v modelové řadě BMW řady 7 (F01) ve verzi 760Li, poháněné dvanáctiválcovým motorem. Mezi další významné odběratele patří koncern Stellantis, který získal licenci k výrobě a navíc založil společný podnik se společností ZF.
Převodovka 8HP je první, která využívá koncept osmistupňového soukolí a stala se novým měřítkem pro automatické převodovky. Dokonce i převodovka GM 8L je založena na stejném celosvětově patentovaném konceptu soukolí.
Technické aspekty a inovace
Koncept soukolí a efektivita
Převodovka 8HP 70 s konfigurací soukolí 4 v poměru 23-85 zubů byla pilotní sérií, a proto bez označení generace. Jelikož se soukolí 4 zapojuje téměř ve všech rychlostních stupních až do pátého včetně, jsou pro životnost výhodné velké ozubené kola. Protože první převodový stupeň s velmi vysokým poměrem je tvořen výhradně soukolím 4, jeho sluneční kolo je neobvykle malé.
Vylepšení účinnosti oproti pilotnímu designu a první generaci zahrnují širší rozsah převodových poměrů 7,81, snížený brzdný moment od řadicích elementů, snížení tlaku olejového čerpadla a rozšířené využití systémů pro jízdu setrvačností a start-stop.
Společnost ZF odhaduje zlepšení spotřeby paliva o 3 % oproti první generaci. Další významná vylepšení v druhé generaci zahrnují celkový rozsah 8,59 a zlepšení spotřeby paliva o 2,5 %.
Hlavní inovace spočívá v přechodu na všestranný modulární systém, který umožňuje výrobcům automobilů komplexně a flexibilně elektrifikovat své modely podle potřeby. Možnosti plug-in hybridů s výkonem až 160 kW (215 k) a točivým momentem 280 N⋅m jsou schopny ušetřit až 70 % emisí uhlíku ve srovnání s čistě konvenčním variantem 8HP podle celosvětově harmonizovaného zkušebního postupu pro lehká vozidla (WLTP).
Kromě toho úprava soukolí 3 zvýšila převodový poměr zpátečky, čímž se snížila jeho nevýhodnost.
Cíle vývoje
Hlavním cílem při nahrazování předchozího modelu bylo zlepšit spotřebu paliva vozidla pomocí dodatečných rychlostních stupňů a širšího rozsahu převodových poměrů, což umožňuje snížení otáček motoru (downspeeding).
Aby se zvýšil počet převodových stupňů, ZF opustil konvenční metodu návrhu, která omezovala pouze na přímá epicyklická soukolí, a rozšířil ji o kombinaci s paralelními epicyklickými soukolími. To bylo možné díky počítačově podporovanému návrhu a výsledkem je celosvětově patentovaný koncept soukolí.
Dosažený pokrok se projevuje v lepším poměru počtu převodových stupňů k počtu použitých komponentů ve srovnání se stávajícími uspořádáními. Převodové poměry osmi rychlostí jsou ve všech verzích relativně nerovnoměrně rozloženy, což nelze odstranit bez ovlivnění všech ostatních převodových poměrů nebo v praxi.
Problémy a řešení u převodovek ZF 8HP
Někteří majitelé vozů BMW s převodovkami ZF 8HP se mohou setkat s problémy, které se projevují například jako záškuby automobilu nebo kolísání ručičky tachometru při mírném zrychlení v rozsahu rychlostí 50-70 km/h (nebo 40-50 km/h).
Možné příčiny a chyby
Ačkoliv byly převodovky navrženy s oboustranným uzamykáním a řídily se fyzikálními zákony, může dojít k problémům, které snižují jejich životnost.
Jedním z možných problémů je chyba elektroniky řídicí jednotky. V programu převodovky mohou chybět ochranné bezpečnostní funkce. Například při výpadku signálu snímače hnaného hřídele se převodovka může snažit zařadit pevný rychlostní stupeň, aniž by zohlednila signály z kol přes CAN bus.
Ideálním řešením by bylo implementovat do programu logiku, která by v případě výpadku signálu snímače hnaného hřídele, ale při existenci signálu rychlosti od kol, spustila práci na střední rychlosti zadních kol nebo přešla do havarijního režimu.
Doporučený servis a údržba
Pro zachování hladkého chodu a prodloužení životnosti automatické převodovky ZF 8HP je klíčová správná údržba:
- Pravidelná výměna oleje: Doporučuje se každých 60 000 km, ideálně dynamickou metodou.
- Použití kvalitních olejů: Vždy používejte oleje specifikace ZF Lifeguard nebo ekvivalentní od renomovaných výrobců, jako je Ravenol ATF.
- Nepodceňovat varovné příznaky: Jakékoli cukání, opožděné řazení, nebo neobvyklé zvuky by měly být okamžitě řešeny.
Příklady problémů a jejich řešení:
- BMW X3 F25 začalo škubat při řazení. Po výměně oleje, filtru a resetu adaptací byl problém odstraněn.
- U BMW 530d G30 docházelo k tvrdému přeřazování mezi 2. a 3. rychlostním stupněm. Diagnostika a nová náplň oleje problém vyřešily.
- BMW E90 320d mělo zpožděnou reakci při přechodu z D do R. V servisu vyměnili olej, filtr a resetovali adaptace, čímž byl problém odstraněn.
Technické specifikace a aplikace
Převodovka 8HP byla navržena s ohledem na budoucí trendy, včetně přísnějších emisních norem. Je schopna efektivně spolupracovat s budoucími generacemi motorů s menším počtem válců (3 až 8). Vylepšená verze převodovky 8HP zajišťuje v automobilech vyšší a střední třídy průměrnou spotřebu a emise CO2 nižší o 3 %.
Díky novému konceptu soukolí potřebuje 8HP pouze 5 řadicích elementů pro 4 soukolí. Jelikož jsou při každém přeřazení otevřeny pouze dva řadicí elementy, jsou ztráty v převodovce výrazně minimalizovány. Zároveň 8HP využívá pouze 3 vícelamelové spojky a 2 brzdy, což z ní činí efektivnější řešení ve srovnání s jinými koncepty.
Rozsah točivého momentu od 220 do 1000 Newton metrů činí z 8HP ideální volbu pro všechny koncepty s pohonem zadních a všech kol, od menších vozů až po sportovní luxusní segmenty a SUV.
Přestože má 8HP o dva rychlostní stupně více než 6HP, její rozměry zůstaly stejné, zatímco hmotnost byla snížena až o 3 %. Střední převodovka 8HP70 včetně oleje váží 87 kg.
Budoucí vývoj a udržitelnost
Společnost ZF se zaměřuje na budoucí požadavky na snižování spotřeby energie a emisí. Cílem je vyvíjet převodovky, které budou efektivnější a udržitelnější. Plánované inovace a modulární přístup umožňují výrobcům automobilů snadnější integraci hybridních a elektrických pohonů do svých vozidel.