2013年6月中旬,来自德国、中国、印度和日本等多个国家的汽车专业媒体记者参加了采埃孚(ZF)在德国举办的创新汽车技术体验之旅。在试乘试驾活动中,采埃孚展示了电驱及轻量化、底盘、传动和转向等一系列创新技术,其中包括备受业界关注的电驱技术、9挡自动变速器(9HP)、ECOnnect四轮驱动系统和无级可变阻尼控制减振器(CDC)等。
据采埃孚董事会成员、乘用车传动与底盘技术事业部负责人Michael Hankel先生介绍,目前,采埃孚在全球拥有121个生产基地,已在全球主要市场实行本土化生产。采埃孚2012年销售额达约173.66亿欧元,较2011年增长12%,其中2012年研发支出达8.61亿欧元,约占全年销售额的5%。“采埃孚致力于为全球客户提供满足市场需求的交通运输技术,秉承‘以客户需求为导向’的理念,着力推行本土化研发和生产方式。我们成功的关键因素是‘高效’,”Michael Hankel先生解释道,“从社会与环境,政策与法规,市场与客户,以及技术和产品等多方面而言,提高效率都将是大势所趋。对于汽车技术而言,提升效率则体现在多个方面,比如提高燃油效率,降低CO2排放,降低成本压力,提升企业竞争力,以及向电驱化适度转变等。当然,其总体趋势是在提升车辆动态性能表现与驾乘舒适性的同时,还需尽可能地提高燃油经济性。”
在位于施吕塞尔费尔德(Schlüsselfeld)的全德汽车俱乐部(ADAC)的测试场内,采埃孚共提供了30余款不同车型供记者们试乘试驾,这些车型分别搭载了采埃孚最新的电驱化及轻量化技术、底盘、传动和转向技术等。
图1 采埃孚董事会成员、乘用车传动与底盘技术事业部负责人Michael Hankel先生
传动产品和技术
采埃孚可为乘用车提供高效的传动产品和技术,其中包括手动变速器、自动变速器、双离合变速器和离合器总成、双离合器模块及液力变矩器等,除此之外,采埃孚还提供双质量飞轮、车桥系统及后桥差速器等传动产品。通过试驾不同的车型,记者可以直接感受到这些传动系统产品带来的卓越动态性能和驾乘舒适性。
采埃孚8挡自动变速器(8HP)以其极佳的车辆动态性能表现、驾乘舒适性与高效节能等技术优势成就了行业标杆地位。通过试驾搭载采埃孚8挡自动变速器的宝马7系、雪铁龙DS3和捷豹XJ等不同车型,切身体会到8挡自动变速器的精妙之处,其换挡平稳迅速且不易察觉,加上自适应的换挡程序,可以根据驾驶者的驾驶风格精准换挡。而且,据采埃孚技术专家介绍,与前一代变速器产品相比,这款变速器可节省高达11%的燃油。
在此次试驾活动中,记者还首次试驾了搭载采埃孚9挡自动变速器的路虎揽胜极光。这款全球首款9挡自动变速器专为发动机前横置的乘用车车型设计,其核心结构由4组行星齿轮和6个换挡元件组成。得益于其模块化的设计,即使在前驱车型有限的安装空间内,基础变速器仍可根据实际需求,升级为可兼容自动起停及四轮驱动功能的变速器型号。
燃油经济性及低碳排放是采埃孚9挡自动变速器的卓越性能之一。比如,当车辆以120km/h匀速行驶时,相比目前市场主流的横置6挡变速器,9挡自动变速器高达9.81的大齿比跨度赋予了其高效的燃油经济性,可额外降低油耗16%。9个挡位的设计,使变速器齿比更绵密,不仅提升了驾乘舒适度,同时还保证了发动机始终处于高效的转速区间。例如,对于标准版的9挡自动变速器来说,当车辆以120km/h的速度行驶,变速器挡位处于9挡,发动机转速被控制在2170r/min,而配备普通6挡变速器的车辆,对应的发动机转速则为2890r/min,油耗随着转速降低而大幅减少。
图2 采埃孚的技术专家在介绍9挡自动变速器产品
据了解,2013年,采埃孚9挡自动变速器将在位于美国南卡罗莱纳州的变速器工厂Gray Court投入批量生产。同时,除了路虎揽胜极光车型之外,在今年,采埃孚9挡自动变速器还将应用于克莱斯勒的Jeep Cherokee。
作为德国首家批量生产传动系统混合动力模块的供应商,采埃孚一直致力于推动汽车行业电驱技术的发展。不论是微混或是全混,采埃孚可以根据变速器不同的混合动力程度,为客户度身定制具体的解决方案。目前,采埃孚混合动力版的8挡自动变速器已在许多量产车型中得到了应用。未来,采埃孚也计划推出适用于前横置发动机的乘用车型的混动力版9挡自动变速器。
乘用车电驱技术
为了实现纯电动和零排放,采埃孚专为中小型乘用车研发了一款中央电驱产品,以适应未来的城市交通状况。这款产品位于车桥中部,其核心是一个异步电动机,无需使用带钕或镝等稀有元素的接地材料。此外,这一装置还包括一个结构紧凑的单速比传动机构、动力电源和一套控制程序。得益于两级减速的传动机构和创新的高转速设计,电驱系统的转速可达21000r/min,同时还具备电能转化效率高和性能优异的特点。在车辆刚起步时,电驱系统就可产生1700Nm的转矩,车辆从0到100km/h只需9s即可完成。电驱系统的峰值功率为90kW,即使在低速时仍能输出高转矩。
据介绍,这款电驱装置更丰富的版本已准备批量生产:最大的输出功率可提升至120kW和转矩高达2000Nm。同时,采埃孚也在研发适用于各个输出级别的模块化系统,以更好地满足不同客户和车辆的需求。未来,采埃孚的电驱系统将不再仅仅适用于小型车和紧凑型车,而将依托车桥混合动力模块将产品线进一步拓展到中高级别的前轮驱动轿车。
图3 采埃孚的电驱技术的研发目标:兼顾零排放和良好的操控性
底盘及轻量化技术
采埃孚可提供丰富的底盘零部件,从球铰链、减振器到整套车桥系统。此外,采埃孚的主动式和半主动式系统,不仅能优化车辆动态性能表现,还提升了驾乘舒适性,近几年在乘用车市场上的应用也越来越广泛。例如,无级可变阻尼控制减振器(CDC)可根据不同的驾驶工况,对每个车轮上的阻尼力分别进行实时优化。据了解,采埃孚主动式后轮转向系统(AKC)今年将投入量产,这套系统主要通过机电执行机构改变两个后轮的前束角来辅助前桥的转向动作。
底盘的轻量化设计同样也是采埃孚不断研究的方向。在关于带车轮导向的横置板簧乘用车后桥系统的研究中,采埃孚采用了玻璃纤维强化塑料(GRP),成功验证了用新型轻质材料来降低整套车桥系统重量的可行性。相较于传统的钢结构车桥,采埃孚研发的轻量化车桥的重量减轻了12%~15%。同时,簧下质量的降低不仅优化了车辆的动态性能表现,还提升了驾乘舒适度与安全性。此外,采埃孚同样也很关注单个底盘部件的减重:采埃孚的轻量化支柱式悬挂模块的质量只有传统钢-铝结构产品的一半。采埃孚还通过运用创新设计的轻量化塑料制动踏板来减轻车身内部零部件的重量。
采埃孚正在对轻量化产品的生产流程进行创新研究,以期将使用新材料的轻量化产品尽早投入量产。
转向技术
采埃孚与博世(Bosch)组建的合资公司——采埃孚转向系统有限公司(ZF Lenksysteme GmbH)是全球乘用车转向系统及转向泵的领先供应商之一。通过叠加于转向柱的电动转向角度,采埃孚主动转向系统能够主动地为驾驶者修正转向角度,而且这套系统与乘用车中其它主动安全系统可配合工作,以此提升车辆整体性能。采埃孚Servolectric电动助力转向系统只有在驾驶者转动方向盘时电机才工作提供助力。基于按需供力系统,电动动助力转向系统可降低油耗0.4L/100km。
电子系统
采埃孚主动系统、按需供力系统、混合动力系统以及电驱系统都应用了大量的电子元件、机电一体化技术及控制软件。在电子系统领域,采埃孚集团拥有1000多名软件工程师,在行业竞争中拥有极强的竞争优势。长久以来,凭借其电子系统业务部门的持续发展,采埃孚一直是电子元件及软件控制系统领域的杰出供应商。其产品涉及创新型传感系统、开关及集成化的电子控制单元,为包括混合动力在内的技术提供解决方案。
赛车产品及售后业务
此外,在德国施韦因富特(Schweinfurt),记者还参观了采埃孚赛车工程公司(ZF Race Engineering)和售后物流中心、无级可变阻尼控制减振器工厂以及主动式后轮转向系统研发中心。
采埃孚赛车工程公司是采埃孚的全资子公司,专门研发、设计、生产及销售应用于赛车和动力增强型量产车上的减振器与离合器。该生产基地中有85名雇员专职于赛车业务,其研发生产的赛车产品出现在许多世界性的赛事中,包括一级方程式赛车锦标赛(F1)、世界拉力锦标赛(WRC)、FIA世界耐力锦标赛(WEC)和24h勒芒耐力赛等。
针对售后市场业务,采埃孚在全球有超过650家售后服务中心,构成了其庞大的全球售后服务网络。采埃孚提供的配套售后服务体现出其作为原厂配套零件供应商所具备的专业性,随着业务的不断发展,采埃孚的全球配套服务也将更趋完善。
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