将变速器变为驱动装置

混合动力的发展对变速器领域的工程师提出了新的挑战：变速档位越来越多而结构尺寸却越来越小。       ZF公司和保时捷公司共同研发了双离合变速器（8DT），实现了八个变速档位和一个电动机的统一。变速器是用模块式混合传动标准件以8DT为基础为标准驱动和四轮驱动而建立的。 今年六月底，德国工程师协会在德国腓德烈斯哈芬市举办了“汽车变速器”年度会议，参会人数达到了创纪录的1500人。在会议上，博格瓦纳公司的总工程师托马斯提出的 “电动机应当位于变速器内” 观点得到了与会者的普遍认同。     “汽车变速器”专业会议研讨的重点不在于是否要将变速器电气化，而是将以何种程度进行电气化。会议关注的一个重要问题是：应该把电动机安放在哪个位置，在内燃机和变速器之间？还是在变速器里面还是后面?       插入式混合动力车大多使用逐级自动变速器，变速器的变流器被电机和分离离合器所替代。本次会议报告传递出的信息表明，除此之外，双离合变速器和无级变速器也越来越多地混动化。与此同时，汽车制造商们和零配件供应商们开始思考，当混合动力成为常态时，应该对变速器做哪些改动。 在保时捷汽车公司和采埃孚公司联合开发的项目中可以看到，混合式双离合变速器会逐渐应用于所有的保时捷系列跑车中。比前几代产品相比，变速器的档数从七档增加至八档。七和八档是传动比长的（超速） - 应该在第六档就达到最高速度。通过第八档“很长的”变化，变速器总量放大 - 也就是最低档和最高档的传动比高于11：1，这远远高于上几代变速器最高为9：1的传动比。仅此一项措施就可以节能最高达1.4%，具体的节能程度则取决于每个发动机的比能耗。       其它的节能措施源于各种细节。例如，在需要时由两个连接泵负责供油。这样一来，可以将由于摩擦和机油损耗导致的消耗减少28%。不过，开发新一代变速器的一个重要原因是：变速器的尺寸缩短了约14cm，因为开关元件和啮合不再仅限于两轴，而是分布于四轴。由此所获得的空间正好可以安放一个电动机，这对于采用了混合动力的跑车来说非常重要。虽然还不清楚保时捷何时将混合动力911系列跑车推向市场，但是性能数据表明其大有希望：作为外转子的水冷式电动机短时间内额外提供100kw和400Nm的动力，持续功率则低于50%。从持续不断的变速器模块化结构形式，可以看出保时捷对混合动力的重视程度。为了保持变速器外形尺寸不变，进入非电气化变速器内输入轴的前十厘米首先要经过一个空的空间。在无级变速器最受欢迎的亚洲市场，变速器也越来越电气化。负责雷诺日产全球驱动研发的饶珀索表示：在未来的变速器开发中，必须从一开始就对电气化做结构性考虑，这也包括了CVT（连续可变变速器）。       因为无级变速器的机械效率有限而且很难大幅度放大，所以舍弗勒集团为插入式混合动力车的CVT变速器提出了前横向驱动的新方案。电动机的转矩不通过CVT的变速箱，而是平行地由一个在变速器中的直接档进行传输。 电动机以80kw的最大功率实现了纯电动行驶时速130km/h。根据舍弗勒集团的模拟计算表明，采用该驱动变速方案，重量为1600kg混合动力车以纯电力行驶一个欧洲标准周期的能耗耗能为10.8kW/100km。反向行驶时这辆车更多采用电力驱动，因此舍弗勒的CVT变速器早已属于混合变速器的新系列，无法用于内燃机汽车中。 目前，由于纯混合变速器的研发成本高昂，工业界因此持观望态度。       博格瓦纳公司总工程师托马斯认为:“每次变速器更新换代的成本都超过10亿美金，有时候成本会更高。因此，对于绝大多数制造商来说，目前更适合关注模块化方案 - 特别是在用户的购买行为不可预测的时候。”       不过，也有不少专家对混合动力的大面积推广持保留态度。对于用电池驱动的电动车而言，发展趋势是驱动和变速器成为一个结构单元。戴姆勒集团技术中心传动系负责人凯乐如是总结:“我们需要一种驱动系统，仅有行李箱大小但能装下电动机、变速器和功率电子系统。”对于变速器未来的变化，开发人员需要做好充分的准备，以迎接更多的挑战。       德国工程师协会“汽车变速器”年会已有30年的历史了，迄今为止一直在德国著名的变速器生产企业采埃孚总部腓德烈斯哈芬市举办。但是，大会于2017年将迁往新的会议地址-波恩。由于参会人数越来越多，腓德烈斯哈芬市已经无法容纳这个汽车行业的顶级峰会了，对于腓德烈斯哈芬市来说，这当然很遗憾；但是对于汽车变速器行业来说，这意味着行业的进步。