节能减排:动力总成潜力巨大

发布时间:2010-07-02
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业内公认,汽车动力总成具有广泛的研发潜力,未来内燃机的巨大潜力可以通过优化发动机、变速器和底盘得以实现,这些措施对节约燃油和降低CO2排放的贡献可占到所有措施的2/3的水平。

舍弗勒集团

尽管人们对运动性的需求日益强烈,具有前瞻性的客户却越发关注环境因素,正是他们决定了汽车业的未来。这就要求工程师和技师能够完成更具挑战性的任务,如汽车设计等,汽车部件必须满足复杂的、有时甚至是相互矛盾的要求。

如何协调符合燃料特性和日益严格的法规之间的矛盾,对汽车行业及其供应商提出了很高的要求。旗下拥有LuK,INA 和FAG品牌的舍弗勒集团已经成为这一协调系统的问题解决专家,并成为了汽车行业增值的合作伙伴。

全可变液压气门控制系统

全可变气门控制系统是对日益严格的降低排放、燃耗规定的适当应对之举。该系统可提供颇具吸引力的选择,使现有发动机系列更适应未来发展,尤其适合小型汽车。由菲亚特动力总成公司与舍弗勒集团联合开发,舍弗勒集团负责生产的UniAir气门控制系统已经在阿尔法MiTo1.4 MultiAir车型上首次亮相。

这款紧凑型阿尔法·罗米欧是菲亚特集团旗下首个装备有这项创新技术的车型。在缩小车型的同时,全可变气门控制系统还可降低25%的燃耗和CO2排放。该系统对于车辆起动、部分负载和加速度等性能的提高尤为显著。例如,在预热阶段的HC排放最多可降低40%,NOx排放可降低60%。UniAir 同时可通过更强动力、更高扭矩和更佳发动机响应,提供高水平的驾驶乐趣。全可变气门控制系统适用于四缸FIRE发动机系列,以及未来的小排量、两缸发动机。除了在汽油发动机上,它也可用于柴油发动机。

舍弗勒集团开发的用于批量生产的创新型UniAir系统被菲亚特动力总成公司命名为MultiAir。这个名字延续了MultiJet共轨式直喷柴油系统的风格,该系统也是菲亚特动力总成公司的创新之作。UniAir/MultiAir源于菲亚特技术中心(CRF)的发明。菲亚特动力总成公司为这个最新的高性能气门控制系统找到了一位合适的研发伙伴——舍弗勒集团。

2001年,舍弗勒集团获得许可权,这标志着进入批量生产成熟期和投放市场研发工作的成功开始;2003年,舍弗勒集团在赫尔佐根欧拉赫(Herzogenaurach )研发中心研发出了首个可运转的样机;两年后,舍弗勒集团制造出更多的样车;2007年“设计定稿”,换句话说,舍弗勒集团确定了最终的系列规格。2008年,舍弗勒集团的工厂为批量生产准备设备。2009年5月至今,舍弗勒集团继续为菲亚特或阿尔法.罗米欧研发MultiAir系统。

全可变气门控制系统符合生产标准,包括机械、液压和气门控制软件等方面的综合性能。全可变气门控制系统的研发任务由一个约45名专家组成的研发小组完成。

UniAir是一个由凸轮驱动的电子液压气门机构系统。全可变气门控制可用于汽油和柴油发动机,并通过现有的发动机油循环系统补给。UniAir可使汽油发动机实现无节气门、持续可变、并基于软件的载荷控制,该控制系统覆盖整个发动机工况图。在柴油发动机上,通过精确控制废气再循环率,可调节燃烧室温度。与此同时,可改变汽缸内的有效压缩比,从而保证均质燃烧。

此外,UniAir/MultiAir首次不仅可在气门冲程中进行调整,还能在单循环过程中,开闭气门数次。从而明显拓展了原有可变气阀机构的潜能。舍弗勒集团汽车事业部执行副总裁彼得.普鲁斯( Peter Pleus ) 博士表示,“UniAir系统开启了气门机构的新纪元,进而从技术上使发动机的生产更经济,更富有动力。”

双离合器

LuK双离合器的成功故事始于2008年初,首个装有干式双离合器的变速器开始在大众汽车公司生产。当时媒体一致评价这种新一代的变速器“具有极高动力”。由于在效率和油耗方面的突出优势,这种新型变速器从一开始就格外引人注目,这主要归功于安装在自动变速器动力总成中的干式双离合器。LuK的干式双离合器产品尤其适用于中等扭矩范围、自动和混合动力的变速器。

这种技术解决方案在降低油耗和排放的同时,也能满足对安全性、舒适型和动力性的高要求。除大众汽车公司外,其他的汽车制造商也认同了LuK双离合器的优点,在不久的将来,越来越多的LuK双离合器将会投入量产(在菲亚特公司,该产品将于2010年投产)。

LuK双离合器结合了传统的行星齿轮自动变速器的舒适性和手动变速器的高效率。作为双离合器变速器的核心零部件,它能使乘客因汽车换挡产生的动力中断而感到的让人不舒适的“停顿”成为过去。双离合器的工作原理很简单,它在两个不同的输入轴上安装了两个离合器。一个离合器用于“奇数”档位,另外一个用于偶数档和倒档。比如,在二档加速过程中,三挡已经提前选定了。

其结果是,几乎在一眨眼的时间内车辆就完成了换挡,特别快捷而且具有运动性,不会产生驱动力的中断。整个过程实现电动控制,通过液压操纵实现换挡。由于换挡过程中的扭矩转换和离合器瞬间的分离和结合,司机几乎不会察觉到换挡的过程。

与众所周知的“湿式”双离合器相比,在巴登(Baden)的加工热床上诞生的双离合器被称为“干式”双离合器。在湿式双离合器中,扭矩传输是通过从动盘在油液中运转来实现的,而“干式”双离合器采用的是传统离合器中的摩擦片。

同湿式双离合器相比,由于不需要液压系统,干式离合器具有更高的效率,可节约超过10%的燃油消耗;与手动变速器相比,燃油消耗节约6%。同传统的自动变速器相比,有降低12%~18%的CO2排放量的潜力。

LuK干式双离合器的优势非常明显:与大众的干式双离合器DSG变速器同湿式产品相比,重量降低了20%,同时,这种新型的变速器重量仅70kg。但是,它的性能和效率都很高。更重要的是,由于其拖曳能耗低,执行机构能耗低,而且换挡精确,产品能够满足系统的高要求。结果不言而喻:同传统的自动变速器相比,装有干式双离合器的变速器能提升效率5%~15%。

乌维.瓦格纳(Uwe Wagner)先生,LuK变速器业务部总监,对其团队的创新能力颇为自豪:“驾驶舒适型、低燃油消耗是客户做出购买决定时最为关注的要素。作为干式双离合器研发领域的开拓者,我们在满足这些要求方面做出了卓越贡献。我们的成就得到了专家和客户共同认可。”LuK干式双离合器所获各项奖励就是最佳证明,比如ADAC颁发的“黄天使”、“创新和环境”奖,以及2009年4月在美国获得的著名的PACE奖。

LuK干式双离合器现应用于大众多款车型上。即将在菲亚特开始量产更说明了LuK双离合器的卓越品质。“双离合器综合了驾驶舒适型、驾乘享受、环境和谐等要素。”乌维.瓦格纳先生总结道,”它是一种具有前瞻性的产品,将在车辆上得到更加广泛的应用。更多应用正在准备过程中。”

着眼于未来的创新产品

目前舍弗勒集团正在研发并实施各种创新项目,它们能对环境和气候保护做出贡献,并能大幅提升效率、降低燃油消耗。

作为汽车行业的研发伙伴,舍弗勒集团具备其他公司鲜见的远见和专业技能。当前舍弗勒集团正在研发的新产品包括离心摆吸振的双质量飞轮,它可以减少变速器内的扭转振动达60%;带滚动轴承支撑的平衡轴,可以节油1%;四列角接触球轴承(双串式)代替了传统的圆锥滚子轴承,节油约1.5%。

身为业界创新领袖的舍弗勒集团已经成为整个动力总成的知名研发伙伴,应用于发动机、变速器和底盘的精密产品可以确保降低能耗、减少排放、并能提升驾驶舒适性和安全性。

除了“传统的”手动变速器和自动变速器,变速器系统业务部门还提供自手动变速器、双离合器变速器和CVT无级变速器等。凭借系统的专业知识,舍弗勒集团能够从容应对高端技术挑战。

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