新一代湿式离合器的按需操纵机构

作者:特拉克集团 Reiner Castan Alexande 文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2015-09-11
分享到
DCT采用灵活的速比设计,具有能量密度高、齿轮组摩擦小和寄生损失小的优点。另一关键的效率因素在于操纵机构的所需动力。借助基于泵执行机构的新型按需操纵机构,格特拉克(GETRAG)将操纵机构的动力降低至以往只有干式离合器解决方案才能实现的水平。

研发动机

对于新一代双离合变速器,需要将湿式离合器的优势与低功耗的按需操纵机构结合起来。技术上需要具有转矩能力达500 Nm的潜力,起停和滑行功能以及混合动力版本变速器的低成本选项。其他开发目标还包括在各种操作条件下的精确压力控制,以及低洁净度要求下的低成本装配。综合考虑这些因素,格特拉克(GETRAG)设计出了新型泵执行机构,实现了极其高效的按需电动液压操纵。

研发历史

第一代格特拉克双离合变速器为换档、离合器操纵和离合器冷却提供了一种泄漏优化的阀门液压操纵机构,泵照例由内燃机驱动。与市场上的其他解决方案不同,格特拉克主要采用了直接操纵式阀门,有助于大幅降低功耗。在6DCT250中格特拉克采用了同样的按需操纵机构,换档鼓和双离合器均为机电操纵式。借助这种按需操纵机构,功耗可以降低至<40 W(NEDC)。

为了扩大产品组合,格特拉克针对各种湿式离合器开发出一个非常高效的操纵机构概念。由于具有更高的转矩能力,因此体积更小、惯性更低。泵执行机构概念集湿式离合器的优势和按需离合器操纵机构于一身。格特拉克对6DCT250中成熟可靠的电动机机稍加改动,再次应用于新型双离合变速器7DCT300以及6DCT150/6DCT200。在负责操纵换档鼓的同时,也为离合器操纵和冷却泵提供驱动力。

泵执行机构设计

与阀门液压设计不同,泵执行机构在整体结构中的位置不受限制(见图1)。无需机械驱动泵所要求的轴向平行定位。在新型7DCT300中,两个电动机负责驱动换档鼓,两个电动机驱动离合器操纵机构的GETRAG泵,一个电动机负责驱动离合器冷却泵。

与阀门液压系统相比,泵执行机构设计的液压方案十分简单(见图2)。机油从油槽上来,通过两个离合器泵的吸滤器。泵后面的一个压力传感器提供控制这两个泵油压的数据。用于离合器冷却的机油通过另一个专用过滤器,直接进入双离合器的旋转供油器。

正如以上所述可知,6DCT250、7DCT300和6DCT150/200采用相同的电动机技术。鉴于稀土元素价格波动较大,新一代DCT中采用铁氧体无刷电机作为通用部件。主要由烧结件构成的Gerotor泵也采用标准设计(见图3)。但它们的几何形状不同:离合器冷却泵针对大体积流量设计,而离合器操纵泵则针对高离合压力设计。

与基于阀门液压系统的变速器相比,泵执行机构的设计可以在包括降到低温的整个温度范围内都提供一致精确的压力控制。泵转速可以动态变化。因此,泵执行机构有助于对离合器操纵机构进行快速调压,在不同车辆应用中实现压力控制的轻松校正。

应用

泵执行机构设计可以实现低成本的灵活应用,目前的开发目标包括但不仅仅局限于500 Nm。鉴于部件的高度通用性,在低转矩领域中也可提供双离合变速器。新型7DCT300将是首个系列应用的产品,定于2015年随新款雷诺Espace汽车一起推出。今后,格特拉克还将陆续推出体积更小的变型产品,以满足不断增长的市场需求。

对于任何规模,泵执行机构只需稍加改动即可实现混合动力DCT。例如,作为当前正在开发的7DCT300的混合动力版本,7HDT300中也采用了泵执行机构设计。7HDT300配备了一个集成电动机,只需很低的额外费用即可实现油冷。

总结

泵执行机构的设计结合了成熟的DCT技术设计的最佳特点。一方面,湿式离合器具有高转矩能力、热稳定性和低惯性等特定优势。另一方面,与阀门液压系统相比,配备泵执行机构的液压设计要简单得多。各种组件均可随意布置,在变速器结构中均采用通用部件,成本效益大幅提高。压力控制精度在整个温度范围内均保持一致的水平,还可以实现动态且一致的油压控制。最后,对液压布局稍加改动,即可便实现混合动力变速器。

由于按需操纵机构非常高效,从而使功耗大大降低,确切的功耗值视转矩应用和行驶工况会有所不同。7DCT300操纵机构的所需功率,在NEDC中仅为31 W,在WLTC中仅为33 W。因此有助于充分发挥双离合变速器的效率。

收藏
赞一下
0