上周，我们对通用的 9AT 变速器进行了详细的解读，这引发了大家的热烈讨论。基于这样良好的反馈，我们今天继续为大家带来采埃孚 8AT 的技术详解。

采埃孚是当前世界上最重要的汽车传动系统制造商。它的变速器供应给了全球大部分的汽车品牌，在变速器领域积累了绝对的优势。其中，采埃孚的 8AT 变速器尤其闻名全球，被赞誉为变速器中的标杆产品。

（采埃孚 LOGO）

采埃孚这款 8AT 的研发背景是什么？目前搭载在哪些车型上？技术上有何优势？技术上有何弊端？相比其他 8AT 又如何？

下面开始。

一、ZF 8AT推出背景以及现在已经发展到第几代？

1.1、推出背景

2007 年，采埃孚推出了第一代 8AT 变速器（纵置）。两年后，该变速器正式量产。当时世界经济仍处于低谷，人们对排放问题更加重视，汽车行业也更加关注燃油经济性。

采埃孚推出 8AT 有较多缘由，可归结于降低油耗和减少排放。通过开发更密集齿比、更高效换挡执行机构，以及重量更小且换挡性能更优的自动变速箱，能使整车油耗表现更优异。

（第一代ZF 8AT）

当然有技术方面的一些原因。当时爱信的 6AT 正处于很有气势的状态，稳稳地压制着 ZF 6AT 一头。所以采埃孚需要一个更先进且性能更优秀的变速器，以此来确立其在行业中的领先地位。

开发 7AT 的投入与产出不成正比，因为其性能提升太小。开发 9 速和 10 速变速器，需要增加更多的换挡元件和行星齿轮组，成本较高且技术难度更大。基于这些原因，ZF 选择了深入研发 8 挡自动变速器。

1.2、采埃孚8AT目前发展到第几代了？

2009 年开始正式量产，目前采埃孚的 8AT 已发展至第三代，其分别在 2011 年和 2018 年各换代一次。同时，第四代的 ZF 8AT 即将于 2022 年正式应用到车辆上。

2011 年，ZF 的 8AT 进行了首个换代。第二代 ZF 8AT 有以下亮点：其一，采用新的齿轮设计，包含四个行星齿轮组，仅用五个换挡元件，以此尽量减少阻力损失并提高传输效率；其二，具备并联式混合动力概念，混合系统能实现基本的传输与交换；其三，对该变速器传动机构进行了优化设计，在不影响输出扭矩和动力性的情况下，能够满足日益严苛的二氧化碳排放标准；其四，换装了新的高精度电磁阀，若有车厂愿意出高价，ZF 就会提供换挡速度可达 0.2s 的 8AT（第一代 ZF 8AT 换挡时间为 0.4s）。

（二代ZF 8AT）

第二代 ZF 8AT 通过新的多盘分离方式降低了变速器内部损失。具体来说，将额外的弹簧嵌入换挡元件的多盘部件，能让摩擦换挡元件几乎完全打开，从而降低所引起的拖曳转矩。与第一代 ZF 8AT 系列相比，新一代产品降低的能量损失超过三分之二。

2018 年，采埃孚推出了第三代 ZF 8AT 变速器。它重新设计了机电一体化系统，还进一步开发了扭力阻尼器。这些举措使得最大传动比范围再次得到提高。在体积几乎没有变化的情况下，第三代 ZF 8AT 能够提供更好的动力性和换挡平顺性。因为采用了创新的齿轮组，所以内部损耗得以进一步降低。与第二代 8 速自动变速器相比，油耗降低了 2.5％。并且，二氧化碳排放量也减少了。

目前，采埃孚已亮相第四代 ZF 8AT。这款变速器与此前几代相比，实现了更高程度的模块化。并且，它将整套电力电子装置集成在了变速器壳体里。

（第四代ZF 8AT）

第四代的 ZF 8AT 液压控制单元采用了这种模块化的设计，所以它所需的安装空间仅为 1.8L。而上一代的安装空间是 3.1 升，相比之下有了很大的进步。正因如此，四代 ZF 8AT 能够给电子电力设备腾出足够大的空间。

新款永磁同步电机与第 3 代 8AT 相比，其最高功率由 90kW 提升到了 ，最大扭矩从 240N·m 增加到了 450N·m，在电气化能力方面有了更进一步的提升。

第四代 8 速自动变速器能配合不同的机电模块，它可以匹配 PHEV（插电式混合动力汽车），也可以匹配 MHEV（油电混合动力汽车），还可以匹配其他混合动力方案。

从这张图片能够看出，ZF 8AT 从第一代一直到最新一代都发生了改变。 这张图片展示了 ZF 8AT 从第一代到最新一代的变化。 从这张图片上可以看出 ZF 8AT 在第一代到最新一代期间所做的改动。 这张图片能让我们看出 ZF 8AT 从第一代到最新一代所经历的改变。 从这张图片中可以看出 ZF 8AT 从第一代到最新一代所进行的改变。

当前主流的混动布局需要提及一下，它根据电机位置能够分为 P0、P1、P2、P3、P4 结构，如下所示：

第一代 ZF 8AT 借助 BSG 电机达成了 P0 的弱混。第二代已能够支持 P1 的混动。如今最新一代是支持 P0 + P2 结构，通过在不同位置增添电机，ZF 8AT 便可实现不同的混动效果。

ZF 8AT 采用 48V 电气系统，其代号为。根据电机位置的不同，有 P1 和 P2 两种构型。P1 构型是电机位于液力变矩器之前，且电机与发动机之间通过扭矩减震器相连接。P2 构型在电机与液力变矩器之间增添了 K0 离合器，而这一特征在第三代产品中并不存在；代号为 PHEV 的 8AT 采用的是 P2 构型，其电动机的峰值功率能够达到最大，最大扭矩为 450N.m。

二、ZF 8AT有几代，分别有哪些版本？

ZF 8AT 的每一代都有不同的版本细分。第一代 ZF 8AT 系列变速器包含四种型号。其最大传动比为 4.696，最小传动比为 0.667，速比范围达到 7.07：1。它们分别能承受的最大扭力依次为 300N.m、500N.m、700N.m 和某个特定的最大扭力值（原文此处缺失具体数值）。

第二代 ZF 8AT 主要包含一些内容。采埃孚对齿轮组设计进行了优化，使得该变速箱的速比范围从 7.07：1 提升到了 7.8：1。这一优化措施使所有齿轮的速度平均降低了 50 转/分钟，同时将油耗降低了百分之一，从而使燃油经济性更好。

第三代 ZF 8AT 主要包含一些内容。它相比上一代产品有改进之处，改进了液力变矩器的扭转减震器。这使得变速箱的最大传动比能够达到 8.6，并且同时油耗降低了 2.5%。

(第三代 ZF 8AT)

第四代 ZF 8AT 的传统版本提供两个型号。其一扭矩容量为 600N.m，其二扭矩容量为 800N.m。这两个型号在第三代的 500N.m 和 750N.m 的基础上实现了一定的提升。速比范围没有改变，依然是 8.6:1。

此外，第四代 ZF 8AT 依据混动行驶的情况，被分为了 MH（轻混）和 PH（插电混）这两种版本。并且它能够匹配 15Kw、40kW、90kW 以及四种电机功率。

ZF 8AT 目前搭载在哪些车型呢？它的各型号之间又有怎样的区别呢？

前文提及，ZF 8AT 属于纵置变速器。所以，在几乎整个世界范围内，主流的纵置平台车型大多都采用了 ZF 8AT 。只有少部分自研变速器的车企除外。

目前有多个品牌装备 ZF 8AT 系列变速器。BWM 集团旗下包含宝马 8 系、宝马 Z4，还有宝马 X7、宝马 X6、宝马 X5、宝马 X4、宝马 X3、宝马 X1（2.0T 顶配车型）、宝马 X2（2.0T 顶配车型）、宝马 6 系 GT、宝马 3 系 GT 以及宝马 M 部门的全系车型和劳斯莱斯全系车型。

大众集团旗下的多个汽车牌子，其顶级高端轿车和豪华 SUV 都在使用采埃孚 8AT。大众品牌的有途锐；奥迪品牌的包括奥迪 Q7、奥迪 Q8、奥迪 A8、奥迪 S4、奥迪 S5、奥迪 S6、奥迪 S7、奥迪 S8、奥迪 SQ5、奥迪 RS4、奥迪 RS5、奥迪 RS6、奥迪 RS7、奥迪 RS Q8；保时捷品牌的有卡宴；宾利品牌的宾利添越；兰博基尼品牌的有 Urus。

塔塔集团旗下的捷豹有车型在使用 ZF 8AT，具体车型有捷豹 XFL、捷豹 XEL、捷豹 F-PACE、捷豹 F-TYPE；路虎也有车型在使用 ZF 8AT，具体车型有路虎揽胜、路虎卫士、路虎揽胜星脉、路虎揽胜运动版、路虎发现。

集团旗下的 JEEP 品牌，其车型包括大切诺基和牧马人，这些车型在使用采埃孚 8AT；阿尔法罗密欧品牌，包括阿尔法·罗密欧等车型，也在使用采埃孚 8AT；道奇品牌，其中的挑战者 SRT 等车型在使用采埃孚 8AT；玛莎拉蒂品牌，包括玛莎拉蒂等车型，包括玛莎拉蒂总裁等车型，都在使用采埃孚 8AT；依维柯品牌，有依维柯欧胜等车型在使用采埃孚 8AT。

一些国产车型使用采埃孚 8AT 变速器，这些车型还包括哈弗 H9、坦克 300、长城炮（部分车型）、福田大将军、驭胜 S350、上汽大通部分车型等。

（坦克300）

如果按照代ZF 8AT代别来区分，如下：

ZF 8AT 的各个型号后缀具有不同的意义。其中，以 ZF 为例，8HP 意味着 8 速；50 表示最大承受扭矩为 500N.m；X 代表四驱；HIS 代表液压蓄能器。

我们重点说下HIS这项技术

（采埃孚液压蓄能器 HIS）

它的工作原理如下：汽车行驶时会充满油，进而拉紧弹簧。这个“储备”的容量约为 100 厘升。发动机启动时，弹簧会以极快的速度将其反馈到液压系统中。通过这种方式，向变速箱中的换档元件供油，以实现离开的动作。这表明汽车在发动机启动后仅 350 毫秒就已准备好离开。如果没有液压脉冲储油系统创建的桥接，那么这大概需要 800 毫秒。这也就意味着会有驾驶动力的明显损失。而此技术能够让车辆在频繁停止/起动的工况下减少油耗，减少幅度可达 20％。同时，还能降低 CO2 排放和噪声。

值得注意的是，HIS 这项技术在追求性能的车辆变速器方面有较多应用，像玛莎拉蒂、兰博基尼、捷豹 F-TYPE 等车型的变速器就采用了该技术。然而，在强调平顺舒适的车型上，如劳斯莱斯幻影、古斯特等，却没有使用这项技术。

三、为什么采埃孚被更多的欧系品牌所采购？

回顾以上搭载的车型能够发现，ZF 8AT 更多地是和德系的发动机相配合。宝马几乎全系都搭载着 ZF 8AT。正因如此，有不少网友把 ZF 8AT 称作宝马的御用变速器。

我们认为产生这种现象的原因和不同品牌车型所采用的发动机有关。比如德系品牌，它们的发动机具有低转高功的特色，发动机输出曲线较为跳跃，高扭来得比较早。ZF 的高性能 8AT 与这些发动机配合得更加好。

日系品牌在本土拥有包括本田自研等变速器品牌。同时，日系纵置平台车型数量较少，这导致 ZF 8AT 不能立刻投入使用。所以，这些年几乎看不到日系品牌使用 ZF 8AT。然而，有一个例外，那就是与宝马 Z4 同平台开发的丰田，它采用的是 ZF 8AT。

另外，宝马热衷于 ZF 8AT 有其原因。ZF 8AT 是 ZF、BWM 集团和奥迪三家联合开发的，BWM 既是股东，又是应用 ZF 8AT 最多的汽车品牌。因此我们猜想，BWM 能够获取 ZF 8AT 的更多数据，接着将其与自家发动机进行更深入的匹配。

ZF 8AT 的性能与 ZF 6AT 以及 GM 6AT 相比，提升幅度是多少？

ZF 8AT 与自家的 6AT 变速器相比，它增加了两个挡位。因为增加了挡位，所以速比范围从 6.04 提升到了 7.07。并且，1 - 2 挡之间的速比差由 1.78 降至 1.5，齿比变得更加绵密。正因如此，在换挡平顺性方面更具优势。

宝马之前是 ZF 6AT 和 GM 6AT 混用的。相比之下，GM 6AT 的齿比范围是 6.0:1。而 ZF 8AT 同样实现了较大的提升。

（ZF 8AT）

值得一提的是，采埃孚的 8AT 比自家 6AT 多了两个挡位。不过，由于有合理的结构设计以及技术创新，像取消自由轮并采用线控换挡，还有引入轴向平行链条式机油泵等，所以采埃孚 8AT 变速器的体积和传统的 6AT 是差不多的。

从实际的节油效果方面来看，采埃孚官方称：在配合自动启停系统之后，相比 6AT 系列变速箱，能够降低 11%的油耗；要是匹配了混合动力系统，这台变速箱则能够降低最多 25%的燃油消耗。

这款变速器采用的是模块化设计，在业内较为常见。它能够很轻松地与混合动力系统以及四驱系统相匹配。所以，在安装时，基础传动系统的设计无需进行任何更改。

(支持混动版 ZF 8AT)

五、ZF 8AT运用了哪些先进技术

ZF 8AT 存在诸多创新之处，其中它的挡位齿比设计是很有讲究的，具体情况如下图所示：

（第一代ZF 8AT 版本）

相邻挡位的齿比落差被很好地控制在了 1.2 到 1.5 之间。通常来讲，齿比落差越小，就意味着换挡的平顺性会更好。例如，CVT 采用带传动，几乎就像是模拟出了无数个挡位，所以它相应的平顺性也就更好。

但需注意，齿比落差不能太小。若齿比落差太小，就会影响齿比范围，进而导致燃油经济性无法得到保障。

ZF 8AT 依靠多行星组齿轮进行密切的配合，一方面低速齿轮比能够做到足够小，这样燃油经济性就有了保障；另一方面挡位较多，齿比落差也不过分大，所以驾驶感会更加平顺细腻。

此外，ZF 8AT 运用了一种创新型的四自由度机构（如下图所示）。这种机构在之前的 AT 变速器里从未出现过。在它的结构当中，根本无法看到像辛普森机构、CR - CR 机构、威尔逊机构以及莱佩莱捷机构等几款经典行星机构的影子。

它仅有 5 个换挡元件，包括 3 个离合和 2 个制动。这比丰田、现代的 8AT 少一个离合器。因此，它在结构设计、润滑、油路以及控制逻辑等方面更为精简。并且，每个挡位结合的操作元件更少，只有 3 个。所以，它的拖拽功率损失更少，传动效率更高。

六、ZF 8AT市场口碑

市场上对 ZF 8AT 变速器的称赞较多：它很聪明，能够极快地对驾驶员的驾驶意图做出反应；它承受力矩的范围很广，从超跑到买菜车，基本上都可以满足驾驶需求。

但凡事都具有两面性，在工业时代几乎难以造出一个百分百完美的产品。因此，我们也收集了一些关于采埃孚 8AT 的负面评价，其中被提及最多的就是变速器跳挡以及漏油的问题。

对于前者，首先要区分 ZF 8AT 设定的跳挡逻辑与这里被投诉的跳挡的不同之处。例如，宝马现在的 8 速变速器能够实现跳挡操作，电脑可依据驾驶者的意愿直接跳到合适挡位，在极端情况下，还能从 8 挡直接跳到 2 挡。

消费者诟病的跳挡情况是从前进挡直接跳入了 N 空挡，并非是在前进挡范围内的升降挡。在行车过程中出现跳挡，其危害是很明显的，这就相当于在马路上突然失去了动力。

ZF 8AT 存在的另一个问题为漏油。大部分宝马车主都曾遭遇过此问题。前几年甚至有网友调侃称，宝马的养车成本或许比奔驰车还要高，原因在于宝马频繁出现漏油情况，官方给出的理由是，由于磨合不佳，变矩器/变速箱输入端上的径向密封环 (RWDR) 可能会导致密封不良。

（宝马X5 变速器漏油）

七、市售8AT横评

7.1 、目前市面上有8AT，所搭载的车型有哪些？

目前市场上的纵置 8AT 主要有以下几种：一是 ZF 的 8AT 系列；二是爱信 8AT 系列（纵置）；三是 GM 的 8L 系列；四是现代的纵置 8AT。

ZF 8AT 所搭载的车型之前已经列举过了，在此就不再详细说明。目前爱信最新的纵置 8AT 型号是，它主要被应用于雷克萨斯 ES（2.5L 自吸版本）、雷克萨斯 NX（2.5L 自吸版本）、丰田皇冠日版以及丰田皇冠 2.0t 这些车型上。

（雷克萨斯ES）

通用 8AT 目前仅在凯迪拉克 CT4 的全系车型上有所搭载，在这些车型中，它算是被应用得最为稀少的 8AT 变速器。

现代的纵置 8AT 目前搭载的车型主要集中在现代集团旗下的高端子品牌。捷尼赛思有一些车型搭载了纵置 8AT，比如捷尼赛思 G70、捷尼赛思 G80、捷尼赛思 GV80。

7.2、四款变速器参数横向对比

在通用 9AT 的那篇文章里，我们曾经提到过，要衡量一款变速器的性能，其中一个比较重要的指标便是传动比范围。

传动比范围大，就意味着变速器在低速时能够提供较好的加速性能。同时，在高速巡航时，它也能尽可能地降低发动机转速，从而降低油耗。我们对以上几款变速器进行了对比，情况如下：

现代的 8AT 速比范围是 7.01：1。

ZF 的 8AT 细分来讲，其齿比范围为 7.07：1。每个挡位的齿比落差在 1.2 到 1.5 之间。所以它的换挡平顺性较好。因为 ZF 8AT 有跳挡机制，所以能满足部分激烈驾驶需求。但它的缺点是最高齿比不够大，相比通用 8AT，在高速巡航时燃油经济性不是很出色。

爱信 8AT 的优点是齿比范围较小，相邻档位的齿比落差也小，从理论上来说，其换挡的平顺性在以上四款变速器中是最好的。并且与上一代 8AT 相比，它的刚性提高了 30%，同时重量更轻。其最大可承受扭矩提高了 22%，能够达到 500N.M，这样就可以匹配更加暴力的发动机。然而，它的缺点也很明显，就是齿比范围小，从理论上讲，其燃油经济性在四款变速器中是最弱的。

通用的 8AT 是以自家 6AT 为基础进行开发的。与自家的 6AT 相比，通用的这款 8AT 采用了体积更小的主减速齿轮，其齿比范围达到了 7.7：1。这意味着在高挡位行驶时，这款变速箱的油耗表现会更经济。同时，它也能够兼顾对动力有需求的车主。可以说，这款 8AT 在性能与燃油经济性之间达到了较为完美的平衡。缺点同样是齿比范围不够绵密，换挡顿挫依旧存在。

(通用8AT变速器)

现代 8AT 的齿比范围是 7.01:1，它和采埃孚的 8AT 较为相似。然而，因为其一档齿比仅为 3.964，所以从理论上来说，它所能提供的加速能力不如前面三款。但由于超比挡齿比足够小，所以在燃油经济性方面能够做得比较出色。

写在最后：

总的来说，采埃孚不是首个推出 8AT 变速器的品牌，爱信是第一个推出 8AT 的。然而，采埃孚在变速箱领域积累了深厚技术，并且创新地使用了四自由度机构，这使得 ZF 8AT 后来居上，成为变速器领域的经典作品，也再次奠定了采埃孚领先的行业地位。

当下，整个行业的变速器档位在持续提升。多个品牌推出了包含 9AT、10AT 等多档位的变速器。采埃孚作为全球领先的变速器制造商，也不甘示弱。现在已经能够查询到 ZF 11AT 的相关专利，其中有五自由度的专利，也有四自由度的专利。展望未来，当档位数达到足够程度时，最主要的问题是如何提升传动比范围。而如何提高以及需要面对哪些困难，是工程师们亟待解决的问题。