中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)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(guó)際汽車工業(yè)展覽會(huì)期間,在北京國(guó)家會(huì)議中心舉辦“2010國(guó)際汽車自動(dòng)變速器技術(shù)及中國(guó)產(chǎn)業(yè)化研討會(huì)”。
Gary Skipper:我想要跟大家介紹以下幾點(diǎn)內(nèi)容,要介紹一下新一代雙離合器變速箱的技術(shù),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(yùn)用,實(shí)際上同步器的載體,最后跟大家介紹一下在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方面的解決方案。所以首先我們來(lái)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(lái)源,因此我們知道汽車對(duì)我們的環(huán)境帶來(lái)非常大的影響,同時(shí)我們認(rèn)為今天參加這樣的會(huì)議,所以對(duì)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(jì)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(gè)不同的性能指數(shù),因?yàn)檫@些是制造經(jīng)理們需要考慮的問題,我們?cè)谶@里呢,要關(guān)注的是,我們看到市場(chǎng)中這種變速器技術(shù),尤其是DCT雙離合器的市場(chǎng)份額在不斷地上升,意味著雙離合器變速器,目前的市場(chǎng)份額越來(lái)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(shù)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(fù)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(fù)雜的,我們看到同步器可以分為兩個(gè)部分,一部分是同步環(huán)錐體的方面,這兩個(gè)材料組成,對(duì)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?yàn)槌鲇诃h(huán)境保護(hù)的要求,需要體積更輕,我們需要減少換檔的時(shí)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(duì)于同步器的需求期望值越來(lái)越高,需要有更好的換檔性能和時(shí)間,更精確的換檔,并平穩(wěn)的換檔,而這些對(duì)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?yàn)橹圃旃に嚭偷陀秃囊髮?duì)設(shè)計(jì)和制造,進(jìn)一步優(yōu)化。這里看到是同步器的要求,目前市場(chǎng)上銷售的MT,以及MT有各個(gè)不同的速度,五速M(fèi)T,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(chǎng)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(duì)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(chǎng)上不斷地,份額在不斷地上升。為什么?主要因?yàn)樗麄兡軌驖M足技術(shù)要求,從新的技術(shù)的轉(zhuǎn)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(gè)產(chǎn)品的生命周期的各個(gè)階段,但是知道并不是所有的碳摩擦材料都是一樣的。因?yàn)樘寄壳安粌H僅只是碳,因?yàn)樘及鞣N不同的技術(shù)。碳也暗含著各種不同的碳技術(shù),是一個(gè)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(duì)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(shù)。在這個(gè)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?,在這里可以看到有三種有機(jī)摩擦材料。
碳摩擦材料的結(jié)構(gòu)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(gòu)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(duì)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(quán),由于某公司的收購(gòu),現(xiàn)在擁有使用BW材料的專有權(quán),這種材料是由聚氨酸纖維組成的,通過對(duì)空氣進(jìn)行填補(bǔ),目前在能夠?qū)崿F(xiàn)有多孔性的結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)完美的摩擦表現(xiàn),在同步器上批量使用。
它的動(dòng)態(tài)數(shù)值能夠達(dá)到0.12到0.14區(qū)間之內(nèi)的任何一個(gè)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(chǎng)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(yīng)用歷史。
目前得到了非常廣泛的應(yīng)用,EF8000是一種新開發(fā)的材料,是在EF5010的基礎(chǔ)上開發(fā)的新材料,我們看到它在跟原先的5010相比,進(jìn)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(dòng)態(tài)是0.11到0.12之間。
目前正準(zhǔn)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(yīng)用,這種材料是作為一種低成本的編織碳纖維開發(fā)出來(lái)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(zhǎng)。
這張幻燈片上,我列出了一些技術(shù)數(shù)據(jù),可以看到對(duì)于這個(gè)具體的數(shù)字,我們看目前沒有完成對(duì)于它的耐拖拽的實(shí)驗(yàn),但是我想目前就我們所得到的這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而言,與市場(chǎng)上的其他的摩擦材料相比,是擁有非常優(yōu)秀的性能。針對(duì)不同應(yīng)用的摩擦材料,我們可以選擇不同的標(biāo)準(zhǔn),我們要可以將這些標(biāo)準(zhǔn)分成三個(gè)領(lǐng)域,應(yīng)用參數(shù),應(yīng)用性能和價(jià)格,可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)置設(shè)計(jì),是不是需要齒牙利角,使用銳角,我們需要進(jìn)一步選擇哪種摩擦材料適用于高性能的摩擦器。當(dāng)然了一旦我們能夠選定了相應(yīng)的摩擦材料之后呢,我們就能夠進(jìn)一步地改善摩擦系數(shù)能量容量,壓縮性能,而且能夠?qū)崿F(xiàn)耐磨損的特性。
下面跟大家介紹一下應(yīng)用性能的具體的情況,摩擦的系數(shù),能量的容量,在應(yīng)用的過程中,其他的需求是什么,對(duì)于負(fù)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(yīng)用性,選擇摩擦材料,還有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是價(jià)格,原材料供應(yīng)的價(jià)格。
下面我們看一看摩擦材料的性能要求,對(duì)于新型的DCT很明顯,是要更高的高動(dòng)態(tài)的摩擦系數(shù),需要更高的能量,表面速度達(dá)到15到20MS,也是極大的超過了目前市場(chǎng)上的現(xiàn)有的表面壓力。另外比功率能夠達(dá)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(shí)候,要考慮其他的因素,一個(gè)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(nèi),像駕駛者的粗暴操作,變速器的阻力,甚至是潤(rùn)滑劑較低的情況。同步器無(wú)法在軸上獲得足夠的潤(rùn)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(gè)換檔的速度,所以說我們希望能夠看到高動(dòng)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(dòng)態(tài)比沒有動(dòng)態(tài)更高一些,保證一個(gè)非常高的生命的周期。所以說呢,我們是希望能夠讓?duì)虅?dòng)態(tài)大于靜態(tài),還有材料的成本,應(yīng)該是在可以接受的市場(chǎng)價(jià)格范圍內(nèi)。
我們看一下同步過程中的另外一個(gè)曲線,這個(gè)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(gè)的動(dòng)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(guān)鍵的低溫?fù)Q檔。另外呢,有一個(gè)比較粗糙的表面,還有一個(gè)油槽,同樣在μ動(dòng)態(tài)的方面,仍然是在50%的RPM,同樣要減少換檔的時(shí)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(dòng)態(tài)比μ靜態(tài)大。能夠有比較高的一個(gè)μ動(dòng)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(huì)使得μ動(dòng)態(tài)比較的低。同時(shí)呢,使得μ的靜態(tài)會(huì)最后爬升的非??欤@樣會(huì)造成整個(gè)的換檔率的增加,而且會(huì)使得換檔時(shí)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(gè)比較籠統(tǒng)的概念,也就是說對(duì)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(gè)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(duì)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(guān)于抗粗暴性能方面,而且像我之前已經(jīng)提過了這個(gè)情況呢,在整個(gè)的同步的一個(gè)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(gè)的編織碳的新的發(fā)展,它可以甚至達(dá)到5G平方毫米,兩層的碳顆?;旧显?.5左右,對(duì)于碳負(fù)荷在2到3之間,可以看到在傳統(tǒng)的這種材料當(dāng)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(duì)于產(chǎn)品生命周期的摩擦系數(shù)方面,在DCT和AMT當(dāng)中非常重要的,因?yàn)镈CT有一定的換檔的戰(zhàn)略,而且在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中,需要一定的生命周期當(dāng)中摩擦系數(shù)的變化,所以在實(shí)際的DCT當(dāng)中的一個(gè)換檔戰(zhàn)略非常重要。我們看到將近十萬(wàn)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(diǎn)就是,提高同步的扭矩,尤其是在使用這種新的碳摩擦技術(shù)的時(shí)候,這張幻燈片給我們展示了非?;镜囊兀热缯f在普通的銅,在很多變速的同步器當(dāng)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(lái)對(duì)比,就算是對(duì)比較大的一個(gè)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(gè)錐角,比如說6.5左右的時(shí)候,無(wú)論是5010還是6080,都要實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)值的增加。
這里做一個(gè)總結(jié),對(duì)于摩擦材料,在我們公司的使用情況,有一個(gè)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?cè)?060和2743之間的對(duì)比,并不意味著說,這個(gè)數(shù)值有一定的增加。另外這里有一個(gè)對(duì)于摩擦材料的總結(jié),對(duì)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(gè)材料基本可以滿足所有的應(yīng)用當(dāng)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(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用,我們看到這種產(chǎn)品生命周期的摩擦和副機(jī)體的材料,在新的整個(gè)的變速的系統(tǒng)當(dāng)中,這也是非常重要的一種應(yīng)用。我們可以對(duì)比產(chǎn)品的銷量,和整個(gè)的同步系的摩擦傳動(dòng)系統(tǒng)的表現(xiàn),其中包括三種對(duì)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(qiáng)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(duì)于公司來(lái)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(lǐng)先的生產(chǎn)者,我們有1625的低碳鋼,可以做緊湊的設(shè)計(jì),可以簡(jiǎn)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(guān)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(jìn)行連接。我們可以提供單錐系統(tǒng),雙錐系統(tǒng),還有內(nèi)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(duì)比,有潛在的重量的減輕,可以實(shí)現(xiàn)40%的重量的減輕,這是對(duì)比傳統(tǒng)材料,另外看強(qiáng)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(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)方面的能力,我們公司在你的同步器的設(shè)計(jì)解決方案當(dāng)中,能為你提供什么樣的服務(wù)。我們?cè)趹?zhàn)略的定位方面,是面向全球的。現(xiàn)在有四大制造點(diǎn),還有六個(gè)主要的研發(fā)中心。我們提供非常精密的同步的研發(fā)設(shè)計(jì)服務(wù),比如說在美國(guó),我們有兩個(gè)非常精密的摩擦評(píng)估,還有測(cè)試壁的點(diǎn)。另外我們有三個(gè)非常精密的測(cè)試的點(diǎn),另外我們還有這種變速器的測(cè)試點(diǎn),在上海,我們有SST300的測(cè)試臂,另外在中國(guó)有同步測(cè)試的OEM。
在測(cè)試能力方面,我們有總成的設(shè)計(jì),還有這種整車實(shí)驗(yàn),以及變速架臺(tái)式的實(shí)驗(yàn),可以進(jìn)行同步的耐久性的測(cè)試,另外還有整車實(shí)驗(yàn)。對(duì)于換檔在車輛當(dāng)中的感受,有一個(gè)更好的領(lǐng)導(dǎo),在這里我想說感謝大家,基本上對(duì)于公司來(lái)講,可以向您提供證明OEM的設(shè)計(jì)與制造方面的完美的合作,其中包括設(shè)計(jì)開發(fā)、鋼環(huán)技術(shù)等等,而且我們已經(jīng)被全世界OEM所證實(shí)是完美的,謝謝大家。
管欣:Gary Skipper先生介紹了他們最新的技術(shù),和同步內(nèi)環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)。那么我們有五分鐘提問。
提問者:我們知道這個(gè)同步器有兩個(gè)比較主要的指標(biāo),一個(gè)是摩擦系數(shù),第二個(gè)剛才您提到的兩次沖擊,關(guān)于摩擦系數(shù)介紹的非常清楚了,關(guān)于兩次沖擊,我想提兩個(gè)問題,第一就是說。比較好的變速器達(dá)到什么水平,是0.5還是0.8,第二個(gè)就是說,關(guān)于同步環(huán)本身對(duì)兩次沖擊的貢獻(xiàn)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(shí)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(shí)能夠影響在整個(gè)變速過程的兩次沖擊,這個(gè)領(lǐng)域像在整個(gè)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(fù)一下你第二個(gè)問題嗎?
提問者:第二個(gè)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(dāng)中,在你看來(lái),你們有什么措施能夠增加兩次沖擊的貢獻(xiàn)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(zhì)確實(shí)對(duì)于同步器的屬性有很大的影響,實(shí)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?qū)τ谡麄€(gè)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(shí)我們有非常多的機(jī)會(huì),能夠使用這種公司的技術(shù),然后使用這種碳的技術(shù),來(lái)降低在現(xiàn)在的這個(gè)變速系統(tǒng)當(dāng)中的一些影響。
管欣:其他問題?
提問者:我的問題有點(diǎn)相反,雙離合器對(duì)同步器的要求本來(lái)是降低的,有的甚至提出可以不用,那么貴公司對(duì)于同步器這個(gè)認(rèn)為雙離合器是要求加強(qiáng)了,還是減弱了?就是從當(dāng)然研究一個(gè)好的材料都是有好處的,實(shí)際上對(duì)MT我認(rèn)為是有作用的,對(duì)于雙離合器的作用體現(xiàn)在哪些方面?所以這個(gè)要求更低一點(diǎn)。
Gary Skipper:我理解,基本上呢,在我們過去的經(jīng)驗(yàn)來(lái)講,以前的經(jīng)驗(yàn)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(dāng)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(yīng)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(dāng)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(guān)于DCT方面的內(nèi)容,因?yàn)檫@里有很多專家。但是我們?cè)诘蜋n的時(shí)候,看在兩個(gè)離合之間,具體的一些情況,還有有的時(shí)候?qū)τ谝恍﹨?shù)相對(duì)來(lái)說是放松一些。比如說你可以去除一些離合當(dāng)中的同步器,但是在全球的DCT市場(chǎng)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(shí)候還是需要這種高性能的同步器的。另外一個(gè)領(lǐng)域也是我們要考慮的,在DCT內(nèi)部,根據(jù)我過去的經(jīng)驗(yàn),我參加過很多項(xiàng)目。在DCT當(dāng)中檔位的質(zhì)量,換檔質(zhì)量非常重要的,做比較慢的換擋,或者停車換擋的時(shí)候,第二到第一,第三到第二的時(shí)候,同步器在整個(gè)的換檔的質(zhì)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(gè)需求,而且在整個(gè)變速系統(tǒng)中需要使用,謝謝。
管欣:還有一分鐘,簡(jiǎn)單一點(diǎn)。
提問者:這個(gè)問題是關(guān)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(gè)成本將會(huì)增加多少?
Gary Skipper:不能回答你這個(gè)問題,對(duì)于摩擦板這方面,我沒有什么經(jīng)驗(yàn),實(shí)際上我只是一個(gè)同步器的開發(fā)商。
提問者:因?yàn)槲铱吹侥銊偛庞幸粋€(gè)指數(shù)講到,在這個(gè)摩擦板上,通常我們能達(dá)到。
Gary Skipper:因?yàn)橥狡鞅旧?,有不同的角度,?duì)不起。我這邊把耳機(jī)拿下來(lái),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(duì)于同步器的材料,它是進(jìn)行了特別的設(shè)計(jì)。
這些材料可能不會(huì)有我們所設(shè)計(jì)的這些摩擦材料的性能指數(shù),所以我們必須要對(duì)此進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查,謝謝。