當(dāng)前,世界上每4輛轎車中就有1輛是在中國出售的,作為汽車產(chǎn)銷大國的中國汽車工業(yè)的動態(tài)已在影響著全球汽車工業(yè)的發(fā)展。近日,第四屆國際CTI“汽車變速器、混合動力汽車和電動汽車”論壇如期在上海召開。如何加入更多電力與電動化因素從而使綜合效率有更好的提升,成為CTI論壇所要討論的大的技術(shù)主題。
由于汽車保有量不斷增長所帶來的環(huán)境、交通、能源壓力越來越突出,到2020年國內(nèi)車輛總體要減少30%的燃油消耗量和乘用車平均油耗降至5升/百公里的目標(biāo)并不是說說而已。在可預(yù)期的未來二三十年內(nèi),傳統(tǒng)型式的內(nèi)燃機(jī)和各類變速器仍將是汽車動力傳動系統(tǒng)的主力。在此背景下,如何繼續(xù)提高傳統(tǒng)動力傳動型式的效率,如何加入更多電力與電動化因素從而使綜合效率有更好的提升,這些都是CTI論壇所要討論的大的技術(shù)主題。 電動化如何更好地與傳統(tǒng)動力傳動系統(tǒng)相結(jié)合?哪些變速器方案會給中國帶來何種好處?混合驅(qū)動方案如何進(jìn)一步提升整體驅(qū)動系統(tǒng)的效率?起步和換擋元件如何改善舒適性、動力性和傳動效率?類似的話題,在今年的CTI論壇上得到了更為充分的討論。中國工業(yè)報(bào)記者在會場聆聽與采訪CTI論壇顧問委員會主席、德國倫瑞克工業(yè)大學(xué)教授費(fèi)里特·庫曲凱時(shí),已經(jīng)找到了部分答案。 AT和CVT仍然是兩種最適應(yīng)的變速器 關(guān)于哪種變速器更為適合中國市場,是一個(gè)老生常談的話題,但在今年費(fèi)里特·庫曲凱教授的解答中,也透露出了些許新意。 從市場應(yīng)用情況看,中國的絕大多數(shù)乘用車還主要集中在交通密集的超大型城市和大中城市中。費(fèi)里特·庫曲凱教授認(rèn)為,從油耗和駕駛安全角度衡量,自動換擋的變速器(即自動變速器)更適合于中國市場,其中包括傳統(tǒng)的自動變速器AT、雙離合變速器DCT、無級變速器CVT以及自排擋變速器AMT。 AMT基于手動變速器,對離合器和換擋機(jī)構(gòu)的操作實(shí)現(xiàn)了自動化。根據(jù)汽車行駛情況,控制器可以通過液力或電子執(zhí)行機(jī)構(gòu)對離合器實(shí)現(xiàn)開啟或閉合,同時(shí)對擋位進(jìn)行控制。但是由于在換擋過程中汽車的牽引力需要短暫中斷,導(dǎo)致汽車的加速度不連續(xù),由此使得AMT的舒適性相對偏低。由于中國汽車市場對舒適性要求較高,AMT的這個(gè)缺點(diǎn)導(dǎo)致其不適應(yīng)中國市場。但從另一方面看,AMT在效率和燃油經(jīng)濟(jì)性上有不小的優(yōu)勢,對于商用車變速器是值得考慮的方案。 DCT對于中國變速器供應(yīng)商是一個(gè)極為重要的產(chǎn)品,是由于中國相關(guān)企業(yè)有著非常豐富的研發(fā)和生產(chǎn)手動變速器的經(jīng)驗(yàn)。由于DCT與手動變速器的齒輪箱非常相似,中國企業(yè)的這些經(jīng)驗(yàn)完全可以用在DCT的研發(fā)和生產(chǎn)上,而用于生產(chǎn)手動變速器的機(jī)床也可以用于DCT的生產(chǎn)。基于這個(gè)原因,中國變速器企業(yè)已經(jīng)有能力自主研發(fā)和生產(chǎn)中國自己的DCT產(chǎn)品。但在少數(shù)一些關(guān)鍵部件上,中國企業(yè)還需要借助國外廠商的供應(yīng)。 AT與CVT的結(jié)構(gòu)都更為復(fù)雜,研發(fā)中的挑戰(zhàn)性更大,所需的核心技術(shù)知識更深,尤其涉及到齒輪組的結(jié)構(gòu)、液力變矩器、自動變速器中的換擋裝置以及無級變速器中的滾輪和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研發(fā)等。 盡管DCT近幾年在中國市場上升的勢頭很快,其所帶來的傳動效率和舒適性也皆有口碑,但AT對于中高級車仍然極為重要,因?yàn)檫@一級別的汽車對舒適性的要求很高。恰恰在這一方面,AT能提供最佳的起步、換擋舒適性和起步動力性,這也是為何AT在全球所有自動換擋的變速器市場中占最多份額的原因。因此,費(fèi)里特·庫曲凱教授認(rèn)為,中國的變速器企業(yè)繼續(xù)加大對AT技術(shù)的研發(fā)是尤為必要的。 此外,費(fèi)里特·庫曲凱教授也表示,基于中國客戶的駕駛風(fēng)格、中國的交通狀況,同時(shí)也由于CVT在最近10年中的長足發(fā)展,CVT將在中國市場上扮演舉足輕重的角色,并將不斷獲得更大的市場份額。 4擋變速器已顯老 “主動變速器”時(shí)代是否已來臨 當(dāng)前的汽車保有甚至是新出產(chǎn)汽車中,仍然有不少是自然吸氣發(fā)動機(jī)與4擋自動變速器的組合。在節(jié)能減排壓力越來越大的未來市場中,這種動力傳動組合還能否擔(dān)當(dāng)市場的主力?對此,費(fèi)里特·庫曲凱教授發(fā)表了他的看法。 傳統(tǒng)的自然吸氣式發(fā)動機(jī)以及4到5速變速器的傳動系統(tǒng),是無法達(dá)到今天燃油消耗以及二氧化碳排放的標(biāo)準(zhǔn)的。為了達(dá)到法律法規(guī)的要求,如果不配備混合動力的話,以C級車及更小級別的車型為例,只有通過采用小排量直噴式渦輪增壓發(fā)動機(jī)并配備7~9速的自動變速器才能達(dá)到要求。而對于SUV等較大車型來說,則必須采用混合動力系統(tǒng)才能滿足油耗及排放的要求。 在電氣化已滲透到汽車技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域的背景下,作為提高燃油經(jīng)濟(jì)性的核心角色,汽車變速器會有什么大的變化方向嗎?有,一種在變速器內(nèi)集成1到2個(gè)電機(jī),從而實(shí)現(xiàn)所謂“主動變速器”的方案出現(xiàn)在人們面前。在這種變速器內(nèi),包含有電機(jī)、功率電子裝置、執(zhí)行器、傳感器、控制器,可以在變速器內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能從而實(shí)現(xiàn)汽車驅(qū)動。為實(shí)現(xiàn)“主動變速”,變速器可以與汽車內(nèi)所有模塊進(jìn)行通信交流,特別是與驅(qū)動系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)以及車載資訊娛樂系統(tǒng)的通信。“主動變速器”可按照駕駛性能、舒適性、動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性等不同優(yōu)化目標(biāo)執(zhí)行換擋任務(wù),還可以根據(jù)駕駛情況將發(fā)動機(jī)或電機(jī)與傳動系統(tǒng)分開,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再將其閉合。 對于自動變速器未來的發(fā)展趨勢,費(fèi)里特·庫曲凱教授認(rèn)為,汽車變速器在近15年來在節(jié)能減排方面已有長足的發(fā)展,自動變速器的最高擋位已經(jīng)從4速升高到了10速。當(dāng)前,變速器產(chǎn)品中有很大一部分都已經(jīng)電氣化,即在傳動系統(tǒng)內(nèi)通過安裝電動機(jī)實(shí)現(xiàn)了混合動力的功能。對于那些還沒有電氣化的變速器來說,這些產(chǎn)品也已經(jīng)符合相應(yīng)的要求,之后可以很快地實(shí)現(xiàn)電氣化。相比傳統(tǒng)變速器來說,電氣化的變速器當(dāng)然能夠提供高得多的傳動效率,從而更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在不遠(yuǎn)的將來,通過“主動變速器”的應(yīng)用,變速器擋位數(shù)量將會減少。 |
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