Gary Skipper:新一代雙離合器變速箱的技術

時間:2010-04-28

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:第十一屆北京國際汽車工業(yè)展覽會期間,在北京國家會議中心舉辦“2010國際汽車自動變速器技術及中國產(chǎn)業(yè)化研討會”。

      中國汽車工程學會聯(lián)合中汽翰思管理咨詢公司于2010年4月23日-24日、第十一屆北京國際汽車工業(yè)展覽會期間,在北京國家會議中心舉辦“2010國際汽車自動變速器技術及中國產(chǎn)業(yè)化研討會”。

  Gary Skipper:我想要跟大家介紹以下幾點內容,要介紹一下新一代雙離合器變速箱的技術,跟大家介紹一下高性能同步器的性能,之后我跟大家介紹一下摩擦材料,還有同治同步的運用,實際上同步器的載體,最后跟大家介紹一下在設計和實驗方面的解決方案。所以首先我們來看一看為什么需要高性能的同步器呢?我們都知道,目前汽車是全球環(huán)境污染的非常重要的來源,因此我們知道汽車對我們的環(huán)境帶來非常大的影響,同時我們認為今天參加這樣的會議,所以對于汽車改善車輛尾氣排放方面,變速器發(fā)揮非常重要的作用。

  在這里看到各種不同的變速器的經(jīng)濟性,駕駛舒適性的發(fā)展情況。我在這里并不是想要跟大家介紹各個不同的性能指數(shù),因為這些是制造經(jīng)理們需要考慮的問題,我們在這里呢,要關注的是,我們看到市場中這種變速器技術,尤其是DCT雙離合器的市場份額在不斷地上升,意味著雙離合器變速器,目前的市場份額越來越大。

  這種新的離合器的變速器的開發(fā),需要我們的同步器技術不斷地上升,大家看到新的變速器的換檔系統(tǒng)不斷地變復雜,很明顯我們需要有同步器自身需要更大的能量支撐。日趨復雜的,我們看到同步器可以分為兩個部分,一部分是同步環(huán)錐體的方面,這兩個材料組成,對于同步器的要求,我們看到環(huán)境的影響,環(huán)境是非常重要的決定因素。因為出于環(huán)境保護的要求,需要體積更輕,我們需要減少換檔的時間,優(yōu)化換檔效率,需要有更少的齒數(shù),需要更高的扭矩和速度。我們需要駕駛者和用戶對于同步器的需求期望值越來越高,需要有更好的換檔性能和時間,更精確的換檔,并平穩(wěn)的換檔,而這些對于我們的換檔器同步環(huán)錐體提出了更為高的要求。 初次之外我們需要考慮的因素是成本,因為制造工藝和低油耗要求對設計和制造,進一步優(yōu)化。這里看到是同步器的要求,目前市場上銷售的MT,以及MT有各個不同的速度,五速MT,六速AT,都要求性能,有更穩(wěn)定的能量密度。我們看到全球市場中出現(xiàn)了雙離合器,變速器,在這里看到不同的品牌,汽車所使用的同治同步環(huán)佩雙離合器。我們現(xiàn)在看看對高性能的同步器支持的摩擦材料的情況。摩擦材料目前是什么摩擦材料,在市場上不斷地,份額在不斷地上升。為什么?主要因為他們能夠滿足技術要求,從新的技術的轉移過程中,能夠滿足要求。另外可以看到目前的同步材料包括碳、青銅、紙和銅。我們看到目前這些不同的材料的產(chǎn)品銷量,也是處于一個產(chǎn)品的生命周期的各個階段,但是知道并不是所有的碳摩擦材料都是一樣的。因為碳目前不僅僅只是碳,因為碳包含著各種不同的技術。碳也暗含著各種不同的碳技術,是一個非常模糊的定義。另外看到碳含量的區(qū)間非常廣泛,從2%到99%的區(qū)間。

  對于碳摩擦材料而言,范圍非常的廣,包括直接碳,顆粒編織碳技術。在這個圖片上可以看到摩擦系統(tǒng)的摩擦材料,在這里有四種材料,我們?yōu)楦咝阅芡狡魈峁┑哪Σ敛牧希谶@里可以看到有三種有機摩擦材料。

  碳摩擦材料的結構包括碳離子和碳纖維,這是非常普遍的,第二種典型的碳摩擦材料,加上樹脂,還有一種碳摩擦材料是編織碳,是樹脂構成的。

  這種產(chǎn)品列出了產(chǎn)品的不同數(shù)值,這里我們看到這是任何從事同步器摩擦材料行業(yè)的各位同行呢,都對這樣的數(shù)值比較熟悉了,都是比較熟悉的。在同步器上擁有和使用不同材料的專有權,由于某公司的收購,現(xiàn)在擁有使用BW材料的專有權,這種材料是由聚氨酸纖維組成的,通過對空氣進行填補,目前在能夠實現(xiàn)有多孔性的結構,能夠實現(xiàn)完美的摩擦表現(xiàn),在同步器上批量使用。

  它的動態(tài)數(shù)值能夠達到0.12到0.14區(qū)間之內的任何一個值,靜態(tài)數(shù)值小于0.12的,厚度是0.5MM,有很好的兼容性。目前市場上良好層的碳產(chǎn)品是EF800,這是由據(jù)算按纖維組成的,表面有碳顆粒,有多年的應用歷史。

  目前得到了非常廣泛的應用,EF8000是一種新開發(fā)的材料,是在EF5010的基礎上開發(fā)的新材料,我們看到它在跟原先的5010相比,進一步改善了壓縮性形變,有非常卓越的摩擦性能。另外可以看到,在這里它的U動態(tài)是0.11到0.12之間。

  目前正準備推出一種新的碳纖維,UF5600,是專門為高性能同步器開發(fā)的材料,像前面說過的那樣,有一些人說,在自己的DCT中的同步器里,也開始有更高的效率的需求,所以這種新的摩擦材料就能夠支撐高性能同步器的應用,這種材料是作為一種低成本的編織碳纖維開發(fā)出來的,目前低成本的編織碳纖維有樹脂,有很高的含量,壽命很長。

  這張幻燈片上,我列出了一些技術數(shù)據(jù),可以看到對于這個具體的數(shù)字,我們看目前沒有完成對于它的耐拖拽的實驗,但是我想目前就我們所得到的這些實驗數(shù)據(jù)而言,與市場上的其他的摩擦材料相比,是擁有非常優(yōu)秀的性能。針對不同應用的摩擦材料,我們可以選擇不同的標準,我們要可以將這些標準分成三個領域,應用參數(shù),應用性能和價格,可以根據(jù)標準選擇摩擦材料。這是一種新的變速器,或者存在的變速器,而新的變速器的設置設計,是不是需要齒牙利角,使用銳角,我們需要進一步選擇哪種摩擦材料適用于高性能的摩擦器。當然了一旦我們能夠選定了相應的摩擦材料之后呢,我們就能夠進一步地改善摩擦系數(shù)能量容量,壓縮性能,而且能夠實現(xiàn)耐磨損的特性。

  下面跟大家介紹一下應用性能的具體的情況,摩擦的系數(shù),能量的容量,在應用的過程中,其他的需求是什么,對于負載的性能,什么樣的要求,這里也是材料行為,根據(jù)這樣的應用性,選擇摩擦材料,還有一個標準是價格,原材料供應的價格。

  下面我們看一看摩擦材料的性能要求,對于新型的DCT很明顯,是要更高的高動態(tài)的摩擦系數(shù),需要更高的能量,表面速度達到15到20MS,也是極大的超過了目前市場上的現(xiàn)有的表面壓力。另外比功率能夠達到8到10WMM,另外需要考慮在選擇同步器的摩擦材料性能的時候,要考慮其他的因素,一個非常重要的因素是粗暴操作,要承受非常高的摩擦表面溫度,除此之外還有其他的粗暴操作的因素需要考慮在內,像駕駛者的粗暴操作,變速器的阻力,甚至是潤滑劑較低的情況。同步器無法在軸上獲得足夠的潤滑劑。

  摩擦的性能,我們比較高的摩擦系數(shù),可以給我們有更大的一個換檔的速度,所以說我們希望能夠看到高動態(tài)的摩擦系數(shù)大于0.12左右,需要有比較低的靜態(tài)摩擦系數(shù),有換檔的問題。需要有比較好的換檔的舒適性,有動態(tài)比沒有動態(tài)更高一些,保證一個非常高的生命的周期。所以說呢,我們是希望能夠讓μ動態(tài)大于靜態(tài),還有材料的成本,應該是在可以接受的市場價格范圍內。

  我們看一下同步過程中的另外一個曲線,這個曲線,在這張圖上,給大家展示出了理想型的摩擦系數(shù),在整個的動力線的過程中,還有就是用虛線的部分是非理想型的。那么我們看到最早的初始扭矩產(chǎn)生,比最早的降速的5%左右,而且是關鍵的低溫換檔。另外呢,有一個比較粗糙的表面,還有一個油槽,同樣在μ動態(tài)的方面,仍然是在50%的RPM,同樣要減少換檔的時間。這樣呢,我們的靜態(tài),μ靜態(tài)是在5%左右,我們需要讓理想的μ動態(tài)比μ靜態(tài)大。能夠有比較高的一個μ動態(tài),虛線的部分是非理想的情況,可以看到最初始的扭矩發(fā)展非常緩慢,可以造成一定的摩擦,而且會使得μ動態(tài)比較的低。同時呢,使得μ的靜態(tài)會最后爬升的非???,這樣會造成整個的換檔率的增加,而且會使得換檔時間從而增加。

  看一下?lián)Q檔舒適性的提高,這張圖給大家一個比較籠統(tǒng)的概念,也就是說對于Sulzer的碳材料,在不同情況下的舒適度的變化,性能數(shù)據(jù)受到影響的情況,可以看到在靜態(tài)的摩擦的情況下,具體是怎樣的,才能夠決定最后整個的系數(shù)的位值??梢詮幕脽羝峡闯?,三種不同的碳材料,與其他的材料的對比。而且我必須說,所有數(shù)據(jù)有不同的類型,有些油品不適合某種類型的元素。關于抗粗暴性能方面,而且像我之前已經(jīng)提過了這個情況呢,在整個的同步的一個換檔的變速系統(tǒng)中,是非常重要的一部分,而且我們還是可以看到,整個的編織碳的新的發(fā)展,它可以甚至達到5G平方毫米,兩層的碳顆粒基本上在3.5左右,對于碳負荷在2到3之間,可以看到在傳統(tǒng)的這種材料當中,比如說傳統(tǒng)的紙,或者說是青銅方面,在抗粗暴性能方面,比其他材料低一些。

  對于產(chǎn)品生命周期的摩擦系數(shù)方面,在DCT和AMT當中非常重要的,因為DCT有一定的換檔的戰(zhàn)略,而且在這個系統(tǒng)當中,需要一定的生命周期當中摩擦系數(shù)的變化,所以在實際的DCT當中的一個換檔戰(zhàn)略非常重要。我們看到將近十萬次換檔之后的變化量,編織碳和兩層碳顆粒,有比較低的摩擦系數(shù)的降低。

  另外非常重要的一點就是,提高同步的扭矩,尤其是在使用這種新的碳摩擦技術的時候,這張幻燈片給我們展示了非?;镜囊?,比如說在普通的銅,在很多變速的同步器當中使用,基本上在0.08到0.09之間,使用其他的一些材料,比如說用這種碳的材料來對比,就算是對比較大的一個這種錐角度的情況下,可以獲得比較高的,甚至超過50%的同步扭矩。所以說,從單錐到雙錐的變化,也可以看到比如說在EF2143的情況下,就算是我們保證同樣的一個錐角,比如說6.5左右的時候,無論是5010還是6080,都要實現(xiàn)一個數(shù)值的增加。

  這里做一個總結,對于摩擦材料,在我們公司的使用情況,有一個最大的限制,而且還有一定的抗粗暴性能,以及不同的同步扭矩。但是這里有非常重要的因素,是我們需要考慮的。也就是說,我們在5060和2743之間的對比,并不意味著說,這個數(shù)值有一定的增加。另外這里有一個對于摩擦材料的總結,對于我們公司的材料,基本上是比較高的表現(xiàn)性能。而且我們可以看到,這個材料基本可以滿足所有的應用當中的要求。

  下面我想講一下同步環(huán),看看我們公司同步器其他的傳動系統(tǒng)的應用,我們看到這種產(chǎn)品生命周期的摩擦和副機體的材料,在新的整個的變速的系統(tǒng)當中,這也是非常重要的一種應用。我們可以對比產(chǎn)品的銷量,和整個的同步系的摩擦傳動系統(tǒng)的表現(xiàn),其中包括三種對比,包括鋼環(huán),以及銅制。還有鋼制的同步器,我們需要更高的強度,需要有抗摩擦性能,特別是在尺的部分,尺寸的穩(wěn)定性和范圍。

  對于公司來講,現(xiàn)在我們的公司是世界上的一種鋼制沖壓同步器的領先的生產(chǎn)者,我們有1625的低碳鋼,可以做緊湊的設計,可以簡化包裝,厚度在1.8到2.2毫米左右。另外有等離子的滲碳,我們還可以能最小化關鍵區(qū)域的變形,另外我們不需要繼續(xù)加工,在同步器的沖壓過程中,我們可以與任何一種其他的公司的材料進行連接。我們可以提供單錐系統(tǒng),雙錐系統(tǒng),還有內環(huán),中間環(huán),基本上任何同步器都可以在我們的系統(tǒng)中生產(chǎn)。

  這里有一些數(shù)據(jù),是C35和銅,和冶金之間的對比,有潛在的重量的減輕,可以實現(xiàn)40%的重量的減輕,這是對比傳統(tǒng)材料,另外看強度和耐久性的提高,尤其是使用新型的沖壓鋼材料。

  下面我最后給大家介紹一下設計以及實驗方面的能力,我們公司在你的同步器的設計解決方案當中,能為你提供什么樣的服務。我們在戰(zhàn)略的定位方面,是面向全球的?,F(xiàn)在有四大制造點,還有六個主要的研發(fā)中心。我們提供非常精密的同步的研發(fā)設計服務,比如說在美國,我們有兩個非常精密的摩擦評估,還有測試壁的點。另外我們有三個非常精密的測試的點,另外我們還有這種變速器的測試點,在上海,我們有SST300的測試臂,另外在中國有同步測試的OEM。

  在測試能力方面,我們有總成的設計,還有這種整車實驗,以及變速架臺式的實驗,可以進行同步的耐久性的測試,另外還有整車實驗。對于換檔在車輛當中的感受,有一個更好的領導,在這里我想說感謝大家,基本上對于公司來講,可以向您提供證明OEM的設計與制造方面的完美的合作,其中包括設計開發(fā)、鋼環(huán)技術等等,而且我們已經(jīng)被全世界OEM所證實是完美的,謝謝大家。

  管欣:Gary Skipper先生介紹了他們最新的技術,和同步內環(huán)的關鍵技術。那么我們有五分鐘提問。

  提問者:我們知道這個同步器有兩個比較主要的指標,一個是摩擦系數(shù),第二個剛才您提到的兩次沖擊,關于摩擦系數(shù)介紹的非常清楚了,關于兩次沖擊,我想提兩個問題,第一就是說。比較好的變速器達到什么水平,是0.5還是0.8,第二個就是說,關于同步環(huán)本身對兩次沖擊的貢獻度多少,能不能做一些工作。

  Gary Skipper:為了回答你的問題,比如說兩次沖擊在業(yè)界的接受程度是0.5,或者有時候0.3到0.4,為了能夠減少其他的干擾因素,或者說是摩擦的系數(shù),確實能夠影響在整個變速過程的兩次沖擊,這個領域像在整個的變速過程中的這種拖延也是我們想要做一些突破的地方。你能再重復一下你第二個問題嗎?

  提問者:第二個問題你提到了很多部分我都是同意的,但是我的問題是,在你的公司里面,在你的同步環(huán)的材料當中,在你看來,你們有什么措施能夠增加兩次沖擊的貢獻嗎?

  Gary Skipper:我們第一做摩擦的篩選,看一下在什么樣的情況下,能夠更好地表現(xiàn)。另外我們發(fā)現(xiàn)油質確實對于同步器的屬性有很大的影響,實際上在公司我們使用碳摩擦材料,在表面使用純碳,這樣我們能夠對于整個油的這種影響度,就稍微比較低一些,而且我們可能使用更廣泛的油品。所以確實我們有非常多的機會,能夠使用這種公司的技術,然后使用這種碳的技術,來降低在現(xiàn)在的這個變速系統(tǒng)當中的一些影響。

  管欣:其他問題?

  提問者:我的問題有點相反,雙離合器對同步器的要求本來是降低的,有的甚至提出可以不用,那么貴公司對于同步器這個認為雙離合器是要求加強了,還是減弱了?就是從當然研究一個好的材料都是有好處的,實際上對MT我認為是有作用的,對于雙離合器的作用體現(xiàn)在哪些方面?所以這個要求更低一點。

  Gary Skipper:我理解,基本上呢,在我們過去的經(jīng)驗來講,以前的經(jīng)驗告訴我們,我們有很多的雙離合的變速的過程中,它是取決于我們的這種換檔的戰(zhàn)略,尤其是在低檔。所以說呢,我們可以看到在兩種不同的離合當中的一些這種差別,比如說有每秒20厘米,然后在這種特別的應用過程中,我們可以看到我們需要非常高性能的這種同步器,但是在很多的DCT的使用當中呢,它取決于不同的換檔的戰(zhàn)略。比如說希望能夠在變速的過程中,使用怎樣的戰(zhàn)略,這里并不想說太多關于DCT方面的內容,因為這里有很多專家。但是我們在低檔的時候,看在兩個離合之間,具體的一些情況,還有有的時候對于一些參數(shù)相對來說是放松一些。比如說你可以去除一些離合當中的同步器,但是在全球的DCT市場上,我們要考慮換檔的舒適度,而且之前有人提過換檔的戰(zhàn)略,有時候還是需要這種高性能的同步器的。另外一個領域也是我們要考慮的,在DCT內部,根據(jù)我過去的經(jīng)驗,我參加過很多項目。在DCT當中檔位的質量,換檔質量非常重要的,做比較慢的換擋,或者停車換擋的時候,第二到第一,第三到第二的時候,同步器在整個的換檔的質量方面,也是發(fā)揮著非常重大的作用,所以可以聽到換檔的聲音,為什么需要同步器環(huán)滿足這個需求,而且在整個變速系統(tǒng)中需要使用,謝謝。

  管欣:還有一分鐘,簡單一點。

  提問者:這個問題是關于你的剛才材料的,而且我看到你性能表現(xiàn)非常好的。尤其在雙離合的情況下,如果我們使用你的材料的話,這個成本將會增加多少?

  Gary Skipper:不能回答你這個問題,對于摩擦板這方面,我沒有什么經(jīng)驗,實際上我只是一個同步器的開發(fā)商。

  提問者:因為我看到你剛才有一個指數(shù)講到,在這個摩擦板上,通常我們能達到。

  Gary Skipper:因為同步器本身,有不同的角度,對不起。我這邊把耳機拿下來,根據(jù)不同錐角的情況,在這種比較平的板上,情況也是不一樣的。對于同步器的材料,它是進行了特別的設計。

  這些材料可能不會有我們所設計的這些摩擦材料的性能指數(shù),所以我們必須要對此進行認真的調查,謝謝。

中傳動網(wǎng)版權與免責聲明:

凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權均為中國傳動網(wǎng)(www.treenowplaneincome.com)獨家所有。如需轉載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個人轉載使用時須注明來源“中國傳動網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責任。

本網(wǎng)轉載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內投稿人士,版權屬于原版權人。轉載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負版權法律責任。

如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關權利。

關注伺服與運動控制公眾號獲取更多資訊

關注直驅與傳動公眾號獲取更多資訊

關注中國傳動網(wǎng)公眾號獲取更多資訊

最新新聞
查看更多資訊

熱搜詞
  • 運動控制
  • 伺服系統(tǒng)
  • 機器視覺
  • 機械傳動
  • 編碼器
  • 直驅系統(tǒng)
  • 工業(yè)電源
  • 電力電子
  • 工業(yè)互聯(lián)
  • 高壓變頻器
  • 中低壓變頻器
  • 傳感器
  • 人機界面
  • PLC
  • 電氣聯(lián)接
  • 工業(yè)機器人
  • 低壓電器
  • 機柜
回頂部
點贊 0
取消 0