实现更佳的换档性能

发布时间:2015-07-27
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格特拉克公司(Getrag)宣布,为第三代宝马Mini供应两款新开发的手动变速器。这种前轮驱动、6速横向产品不仅将用于所有宝马Mini的应用,而且还可用于其他宝马前轮驱动传动系,如2系列Active Tourer,与SI和三缸和四缸柴油发动机配套。该项目开始于2011年,也是格特拉克公司与宝马之间50年合作历史上最新的合作项目。

格特拉克公司新开发的两款变速器(小型6MTT220 和中型6MTT350)尺寸完全一样,这样的设计考虑,使得车内安装工作更为简便。 当然,在开发时也考虑到宽广的潜在应用范围,这两款变速器可以使用各种齿轮副。用于6MTT220变速器的齿轮速比范围从用于SI 版本的5.29到用于柴油机的6.18,将来潜在应用速比范围会更加宽广。有四种最终传动比,范围从3.4:1 到4.1:1。中等尺寸的6MTT350变速器有两种齿轮速比,用于Cooper S 和Cooper Works动力传动系 上的速比为5.2,用于其他SI装置上的为5.7,用于柴油机上的则为6.25。而且还有四种最终传动速比,其范围是从3.2:1到3.8:1。

在设计过程中,也充分考虑到了宝马在朝着高转矩低排放方向发展的因素。“转矩是变速器设计的主要影响因素”,格特拉克公司手动变速器平台总监Wulf Leitermann先生说道,“原先的Mini转矩最高为300 Nm,但是,现在的转矩可达360 Nm(用于中等尺寸产品)。更高的转矩导致新齿轮副布局的出现。对于变化小的版本而言,转矩达到170 Nm,仍可用于老变速器;但是,新版本可以达到220 Nm。”

就转矩能力与重量的比例而言,新变速器有明显的改进。6MTT220变速器重量为38.5 kg,号称拥有0.17 kg/Nm,与其前任相比,几乎提高了20%。6MTT350变速器重量为45 kg,可提供0.13 kg/Nm,比其先前的同等变速器产品提高了近乎10%。

“其他重要改进是燃耗,这意味着变速器效率是重要的,必须进行优化。我们拥有效率特别高的轴承,可以让非常精确的润滑油流量通过变速器,减少变速器内的动态润滑油位,从而降低摩擦损失。” Wulf Leitermann先生补充说道。

明显减轻重量

格特拉克公司团队特别注意减轻变速器的重量。“根据应用情况,由于对变速器的几乎每个部分的几何形状都进行了优化处理,我们可以将转矩比提高10%~20%。” Wulf Leitermann先生证实说道。这种优化处理极其广泛(据Wulf Leitermann先生估计,两种变速器中75%~80%左右的零部件都是新的,剩余部分沿用了原先型号的零部件),而且通过优化处理,让设计团队能从总成中去除30个左右且原来认为必需的零部件。

格特拉克公司的工程师表示:“我们想简化变速器布局,考虑了零件的功能化整合。其中一个例子是换档电缆和变速器之间的接口,通常这个接口是电缆支架,一种板金件,用螺钉和橡胶元件固定到变速器上。我们决定直接将其铸造于箱体上,并对其进行机加工处理。在这个例子里,我们取消了电缆支架,四个螺钉和四个橡胶元件。而代之以在铝合金铸件上加上一些轮廓,然后,我们就不再需要这些零件了。这肯定会对换挡电缆产生影响,但是,总的影响是非常正面的。我们摒弃了钢铁零件,用铝合金零件取代。在另外一个应用中,格特拉克公司选择用扣环固定主轴承,而不使用罩盖和螺钉解决方案,这不仅进一步减少了零部件数量,而且还大大加快装配过程。”

“在6MTT220的开发中,此种优化处理特别重要,要不是项目要求两个型号的尺寸相同,这款变速器或许会有较小的尺寸。一般,较小的变速器可以做成比我们认识到的更小的尺寸。在应用案例中,其装配极限与较大版本相同。因此,我们必须改进箱体几何形状,降低重量,这对变速器总体重量有着重大影响。” Wulf Leitermann先生认为。

多亏齿轮上的碳素摩擦衬里以及专门挑选的换挡机构上的弹簧,因而实现了柔滑换档动作。变速器零部件中绝大多数是钢铁和铝合金零部件,尽管在设计过程中,项目团队也考虑过替代方案。“但是,新材料经常会对性能和成本产生影响。因此,在这两款变速器上,材料没有大的变化。钢铁用于齿轮副和轴承上,而对于诸如箱体等一些不负责传递转矩的零部件,则选择使用了铝合金。塑料用于轴承保持架和某些次要的油路管线。” Wulf Leitermann先生说道。

两款变速器已于2013年底投产,由于制造和装配技术效率越来越高,整个项目分配给格特拉克公司的罗森伯格厂,公司还将投资6 100万美元对厂区进行扩建,以便容纳未来更大的生产批量。Wulf Leitermann表示:“老变速器会有一个交接阶段,批量将逐步减少,直至2016年达到零为止;届时,新变速器的批量将增加到100%。到时候,车辆的所有变种都将停产,用新型号的Mini取而代之。同时,宝马的应用也将进入系列化生产。”

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