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Gary Skipper:新一代双离合器变速箱的技术
作者:亚博网址    发布日期:2021-01-20 06:18


  Gary Skipper:我想要跟大家介绍以下几点内容,要介绍一下新一代双离合器变速箱的技术,跟大家介绍一下高性能同步器的性能,之后我跟大家介绍一下摩擦材料,还有同治同步的运用,实际上同步器的载体,最后跟大家介绍一下在设计和实验方面的解决方案。所以首先我们来看一看为什么需要高性能的同步器呢?我们都知道,目前汽车是全球环境污染的非常重要的来源,因此我们知道汽车对我们的环境带来非常大的影响,同时我们认为今天参加这样的会议,所以对于汽车改善车辆尾气排放方面,变速器发挥非常重要的作用。

  在这里看到各种不同的变速器的经济性,驾驶舒适性的发展情况。我在这里并不是想要跟大家介绍各个不同的性能指数,因为这些是制造经理们需要考虑的问题,我们在这里呢,要关注的是,我们看到市场中这种变速器技术,尤其是DCT双离合器的市场份额在不断地上升,意味着双离合器变速器,目前的市场份额越来越大。

  这种新的离合器的变速器的开发,需要我们的同步器技术不断地上升,大家看到新的变速器的换档系统不断地变复杂,很明显我们需要有同步器自身需要更大的能量支撑。日趋复杂的,我们看到同步器可以分为两个部分,一部分是同步环锥体的方面,这两个材料组成,对于同步器的要求,我们看到环境的影响,环境是非常重要的决定因素。因为出于环境保护的要求,需要体积更轻,我们需要减少换档的时间,优化换档效率,需要有更少的齿数,需要更高的扭矩和速度。我们需要驾驶者和用户对于同步器的需求期望值越来越高,需要有更好的换档性能和时间,更精确的换档,并平稳的换档,而这些对于我们的换档器同步环锥体提出了更为高的要求。 初次之外我们需要考虑的因素是成本,因为制造工艺和低油耗要求对设计和制造,进一步优化。这里看到是同步器的要求,目前市场上销售的MT,以及MT有各个不同的速度,五速MT,六速AT,都要求性能,有更稳定的能量密度。我们看到全球市场中出现了双离合器,变速器,在这里看到不同的品牌,汽车所使用的同治同步环佩双离合器。我们现在看看对高性能的同步器支持的摩擦材料的情况。摩擦材料目前是什么摩擦材料,在市场上不断地,份额在不断地上升。为什么?主要因为他们能够满足技术要求,从新的技术的转移过程中,能够满足要求。另外可以看到目前的同步材料包括碳、青铜、纸和铜。我们看到目前这些不同的材料的产品销量,也是处于一个产品的生命周期的各个阶段,但是知道并不是所有的碳摩擦材料都是一样的。因为碳目前不仅仅只是碳,因为碳包含着各种不同的技术。碳也暗含着各种不同的碳技术,是一个非常模糊的定义。另外看到碳含量的区间非常广泛,从2%到99%的区间。

  对于碳摩擦材料而言,范围非常的广,包括直接碳,颗粒编织碳技术。在这个图片上可以看到摩擦系统的摩擦材料,在这里有四种材料,我们为高性能同步器提供的摩擦材料,在这里可以看到有三种有机摩擦材料。

  碳摩擦材料的结构包括碳离子和碳纤维,这是非常普遍的,第二种典型的碳摩擦材料,加上树脂,还有一种碳摩擦材料是编织碳,是树脂构成的。

  这种产品列出了产品的不同数值,这里我们看到这是任何从事同步器摩擦材料行业的各位同行呢,都对这样的数值比较熟悉了,都是比较熟悉的。在同步器上拥有和使用不同材料的专有权,由于某公司的收购,现在拥有使用BW材料的专有权,这种材料是由聚氨酸纤维组成的,通过对空气进行填补,目前在能够实现有多孔性的结构,能够实现完美的摩擦表现,在同步器上批量使用。

  它的动态数值能够达到0.12到0.14区间之内的任何一个值,静态数值小于0.12的,厚度是0.5MM,有很好的兼容性。目前市场上良好层的碳产品是EF800,这是由据算按纤维组成的,表面有碳颗粒,有多年的应用历史。

  目前得到了非常广泛的应用,EF8000是一种新开发的材料,是在EF5010的基础上开发的新材料,我们看到它在跟原先的5010相比,进一步改善了压缩性形变,有非常卓越的摩擦性能。另外可以看到,在这里它的U动态是0.11到0.12之间。

  目前正准备推出一种新的碳纤维,UF5600,是专门为高性能同步器开发的材料,像前面说过的那样,有一些人说,在自己的DCT中的同步器里,也开始有更高的效率的需求,所以这种新的摩擦材料就能够支撑高性能同步器的应用,这种材料是作为一种低成本的编织碳纤维开发出来的,目前低成本的编织碳纤维有树脂,有很高的含量,寿命很长。

  这张幻灯片上,我列出了一些技术数据,可以看到对于这个具体的数字,我们看目前没有完成对于它的耐拖拽的实验,但是我想目前就我们所得到的这些实验数据而言,与市场上的其他的摩擦材料相比,是拥有非常优秀的性能。针对不同应用的摩擦材料,我们可以选择不同的标准,我们要可以将这些标准分成三个领域,应用参数,应用性能和价格,可以根据标准选择摩擦材料。这是一种新的变速器,或者存在的变速器,而新的变速器的设置设计,是不是需要齿牙利角,使用锐角,我们需要进一步选择哪种摩擦材料适用于高性能的摩擦器。当然了一旦我们能够选定了相应的摩擦材料之后呢,我们就能够进一步地改善摩擦系数能量容量,压缩性能,而且能够实现耐磨损的特性。

  下面跟大家介绍一下应用性能的具体的情况,摩擦的系数,能量的容量,在应用的过程中,其他的需求是什么,对于负载的性能,什么样的要求,这里也是材料行为,根据这样的应用性,选择摩擦材料,还有一个标准是价格,原材料供应的价格。

  下面我们看一看摩擦材料的性能要求,对于新型的DCT很明显,是要更高的高动态的摩擦系数,需要更高的能量,表面速度达到15到20MS,也是极大的超过了目前市场上的现有的表面压力。另外比功率能够达到8到10WMM,另外需要考虑在选择同步器的摩擦材料性能的时候,要考虑其他的因素,一个非常重要的因素是粗暴操作,要承受非常高的摩擦表面温度,除此之外还有其他的粗暴操作的因素需要考虑在内,像驾驶者的粗暴操作,变速器的阻力,甚至是润滑剂较低的情况。同步器无法在轴上获得足够的润滑剂。

  摩擦的性能,我们比较高的摩擦系数,可以给我们有更大的一个换档的速度,所以说我们希望能够看到高动态的摩擦系数大于0.12左右,需要有比较低的静态摩擦系数,有换档的问题。需要有比较好的换档的舒适性,有动态比没有动态更高一些,保证一个非常高的生命的周期。所以说呢,我们是希望能够让μ动态大于静态,还有材料的成本,应该是在可以接受的市场价格范围内。

  我们看一下同步过程中的另外一个曲线,这个曲线,在这张图上,给大家展示出了理想型的摩擦系数,在整个的动力线的过程中,还有就是用虚线的部分是非理想型的。那么我们看到最早的初始扭矩产生,比最早的降速的5%左右,而且是关键的低温换档。另外呢,有一个比较粗糙的表面,还有一个油槽,同样在μ动态的方面,仍然是在50%的RPM,同样要减少换档的时间。这样呢,我们的静态,μ静态是在5%左右,我们需要让理想的μ动态比μ静态大。能够有比较高的一个μ动态,虚线的部分是非理想的情况,可以看到最初始的扭矩发展非常缓慢,可以造成一定的摩擦,而且会使得μ动态比较的低。同时呢,使得μ的静态会最后爬升的非常快,这样会造成整个的换档率的增加,而且会使得换档时间从而增加。

  看一下换档舒适性的提高,这张图给大家一个比较笼统的概念,也就是说对于Sulzer的碳材料,在不同情况下的舒适度的变化,性能数据受到影响的情况,可以看到在静态的摩擦的情况下,具体是怎样的,才能够决定最后整个的系数的位值。可以从幻灯片上看出,三种不同的碳材料,与其他的材料的对比。而且我必须说,所有数据有不同的类型,有些油品不适合某种类型的元素。关于抗粗暴性能方面,而且像我之前已经提过了这个情况呢,在整个的同步的一个换档的变速系统中,是非常重要的一部分,而且我们还是可以看到,整个的编织碳的新的发展,它可以甚至达到5G平方毫米,两层的碳颗粒基本上在3.5左右,对于碳负荷在2到3之间,可以看到在传统的这种材料当中,比如说传统的纸,或者说是青铜方面,在抗粗暴性能方面,比其他材料低一些。

  对于产品生命周期的摩擦系数方面,在DCT和AMT当中非常重要的,因为DCT有一定的换档的战略,而且在这个系统当中,需要一定的生命周期当中摩擦系数的变化,所以在实际的DCT当中的一个换档战略非常重要。我们看到将近十万次换档之后的变化量,编织碳和两层碳颗粒,有比较低的摩擦系数的降低。

  另外非常重要的一点就是,提高同步的扭矩,尤其是在使用这种新的碳摩擦技术的时候,这张幻灯片给我们展示了非常基本的要素,比如说在普通的铜,在很多变速的同步器当中使用,基本上在0.08到0.09之间,使用其他的一些材料,比如说用这种碳的材料来对比,就算是对比较大的一个这种锥角度的情况下,可以获得比较高的,甚至超过50%的同步扭矩。所以说,从单锥到双锥的变化,也可以看到比如说在EF2143的情况下,就算是我们保证同样的一个锥角,比如说6.5左右的时候,无论是5010还是6080,都要实现一个数值的增加。

  这里做一个总结,对于摩擦材料,在我们公司的使用情况,有一个最大的限制,而且还有一定的抗粗暴性能,以及不同的同步扭矩。但是这里有非常重要的因素,是我们需要考虑的。也就是说,我们在5060和2743之间的对比,并不意味着说,这个数值有一定的增加。另外这里有一个对于摩擦材料的总结,对于我们公司的材料,基本上是比较高的表现性能。而且我们可以看到,这个材料基本可以满足所有的应用当中的要求。

  下面我想讲一下同步环,看看我们公司同步器其他的传动系统的应用,我们看到这种产品生命周期的摩擦和副机体的材料,在新的整个的变速的系统当中,这也是非常重要的一种应用。我们可以对比产品的销量,和整个的同步系的摩擦传动系统的表现,其中包括三种对比,包括钢环,以及铜制。还有钢制的同步器,我们需要更高的强度,需要有抗摩擦性能,特别是在尺的部分,尺寸的稳定性和范围。

  对于公司来讲,现在我们的公司是世界上的一种钢制冲压同步器的领先的生产者,我们有1625的低碳钢,可以做紧凑的设计,可以简化包装,厚度在1.8到2.2毫米左右。另外有等离子的渗碳,我们还可以能最小化关键区域的变形,另外我们不需要继续加工,在同步器的冲压过程中,我们可以与任何一种其他的公司的材料进行连接。我们可以提供单锥系统,双锥系统,还有内环,中间环,基本上任何同步器都可以在我们的系统中生产。

  这里有一些数据,是C35和铜,和冶金之间的对比,有潜在的重量的减轻,可以实现40%的重量的减轻,这是对比传统材料,另外看强度和耐久性的提高,尤其是使用新型的冲压钢材料。

  下面我最后给大家介绍一下设计以及实验方面的能力,我们公司在你的同步器的设计解决方案当中,能为你提供什么样的服务。我们在战略的定位方面,是面向全球的。现在有四大制造点,还有六个主要的研发中心。我们提供非常精密的同步的研发设计服务,比如说在美国,我们有两个非常精密的摩擦评估,还有测试壁的点。另外我们有三个非常精密的测试的点,另外我们还有这种变速器的测试点,在上海,我们有SST300的测试臂,另外在中国有同步测试的OEM。

  在测试能力方面,我们有总成的设计,还有这种整车实验,以及变速架台式的实验,可以进行同步的耐久性的测试,另外还有整车实验。对于换档在车辆当中的感受,有一个更好的领导,在这里我想说感谢大家,基本上对于公司来讲,可以向您提供证明OEM的设计与制造方面的完美的合作,其中包括设计开发、钢环技术等等,而且我们已经被全世界OEM所证实是完美的,谢谢大家。

  管欣:Gary Skipper先生介绍了他们最新的技术,和同步内环的关键技术。那么我们有五分钟提问。

  提问者:我们知道这个同步器有两个比较主要的指标,一个是摩擦系数,第二个刚才您提到的两次冲击,关于摩擦系数介绍的非常清楚了,关于两次冲击,我想提两个问题,第一就是说。比较好的变速器达到什么水平,是0.5还是0.8,第二个就是说,关于同步环本身对两次冲击的贡献度多少,能不能做一些工作。

  Gary Skipper:为了回答你的问题,比如说两次冲击在业界的接受程度是0.5,或者有时候0.3到0.4,为了能够减少其他的干扰因素,或者说是摩擦的系数,确实能够影响在整个变速过程的两次冲击,这个领域像在整个的变速过程中的这种拖延也是我们想要做一些突破的地方。你能再重复一下你第二个问题吗?

  提问者:第二个问题你提到了很多部分我都是同意的,但是我的问题是,在你的公司里面,在你的同步环的材料当中,在你看来,你们有什么措施能够增加两次冲击的贡献吗?

  Gary Skipper:我们第一做摩擦的筛选,看一下在什么样的情况下,能够更好地表现。另外我们发现油质确实对于同步器的属性有很大的影响,实际上在公司我们使用碳摩擦材料,在表面使用纯碳,这样我们能够对于整个油的这种影响度,就稍微比较低一些,而且我们可能使用更广泛的油品。所以确实我们有非常多的机会,能够使用这种公司的技术,然后使用这种碳的技术,来降低在现在的这个变速系统当中的一些影响。

  提问者:我的问题有点相反,双离合器对同步器的要求本来是降低的,有的甚至提出可以不用,那么贵公司对于同步器这个认为双离合器是要求加强了,还是减弱了?就是从当然研究一个好的材料都是有好处的,实际上对MT我认为是有作用的,对于双离合器的作用体现在哪些方面?所以这个要求更低一点。

  Gary Skipper:我理解,基本上呢,在我们过去的经验来讲,以前的经验告诉我们,我们有很多的双离合的变速的过程中,它是取决于我们的这种换档的战略,尤其是在低档。所以说呢,我们可以看到在两种不同的离合当中的一些这种差别,比如说有每秒20厘米,然后在这种特别的应用过程中,我们可以看到我们需要非常高性能的这种同步器,但是在很多的DCT的使用当中呢,它取决于不同的换档的战略。比如说希望能够在变速的过程中,使用怎样的战略,这里并不想说太多关于DCT方面的内容,因为这里有很多专家。但是我们在低档的时候,看在两个离合之间,具体的一些情况,还有有的时候对于一些参数相对来说是放松一些。比如说你可以去除一些离合当中的同步器,但是在全球的DCT市场上,我们要考虑换档的舒适度,而且之前有人提过换档的战略,有时候还是需要这种高性能的同步器的。另外一个领域也是我们要考虑的,在DCT内部,根据我过去的经验,我参加过很多项目。在DCT当中档位的质量,换档质量非常重要的,做比较慢的换挡,或者停车换挡的时候,第二到第一,第三到第二的时候,同步器在整个的换档的质量方面,也是发挥着非常重大的作用,所以可以听到换档的声音,为什么需要同步器环满足这个需求,而且在整个变速系统中需要使用,谢谢。

  提问者:这个问题是关于你的刚才材料的,而且我看到你性能表现非常好的。尤其在双离合的情况下,如果我们使用你的材料的话,这个成本将会增加多少?

  Gary Skipper:不能回答你这个问题,对于摩擦板这方面,我没有什么经验,实际上我只是一个同步器的开发商。

  提问者:因为我看到你刚才有一个指数讲到,在这个摩擦板上,通常我们能达到。

  Gary Skipper:因为同步器本身,有不同的角度,对不起。我这边把耳机拿下来,根据不同锥角的情况,在这种比较平的板上,情况也是不一样的。对于同步器的材料,它是进行了特别的设计。

  这些材料可能不会有我们所设计的这些摩擦材料的性能指数,所以我们必须要对此进行认真的调查,谢谢。

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