舍弗勒全面展示未來(lái)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技術(shù)

李佑美|文

2018 年11 月22 日， “2018 舍弗勒大中華區(qū)技術(shù)研討會(huì)”在蘇州舉行，舍弗勒集團(tuán)及大中華區(qū)的技術(shù)專(zhuān)家向來(lái)自汽車(chē)行業(yè)逾430 名客戶(hù)，分享了舍弗勒在內(nèi)燃機(jī)、變速器、底盤(pán)和電驅(qū)動(dòng)、混合動(dòng)力等汽車(chē)動(dòng)力總成領(lǐng)域的最新成果，具體包括：Schaeffler Mover——針對(duì)城市交通出行的平臺(tái)化解決方案和混合動(dòng)力專(zhuān)用變速器(DHT)；滾動(dòng)停缸技術(shù)和用于電機(jī)和變速器的新一代超低摩擦滾動(dòng)軸承，以及48 V 輕混技術(shù)等。此外，舍弗勒創(chuàng)新概念城市車(chē)輛Schaeffler Mover 首次在中國(guó)亮相，為未來(lái)城市交通出行提供了一種解決方案。

舍弗勒集團(tuán)汽車(chē)主機(jī)事業(yè)部首席執(zhí)行官馬迪斯·青克表示：“未來(lái)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的挑戰(zhàn)在于交通需求的多樣性。而能否成功開(kāi)發(fā)出解決方案，主要取決于我們是否從整體角度考慮動(dòng)力總成系統(tǒng)以及電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、變速器和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施間的相互作用。舍弗勒正通過(guò)全面的產(chǎn)品解決方案，不斷為客戶(hù)創(chuàng)造價(jià)值?！?/p>

舍弗勒創(chuàng)新城市車(chē)輛概念Schaeffler Mover 首次在中國(guó)亮相

每隔4 年，舍弗勒都會(huì)向客戶(hù)展示最新創(chuàng)新成果，內(nèi)容從最初探討變速器產(chǎn)品和技術(shù)，擴(kuò)展到節(jié)能減排解決方案、動(dòng)力總成電氣化和未來(lái)出行方式等領(lǐng)域。至今，舍弗勒技術(shù)研討會(huì)已成功舉辦40年。這場(chǎng)高規(guī)格的技術(shù)研討會(huì)不僅在德國(guó)舉行，也已延展到舍弗勒在全球客戶(hù)聚集的多個(gè)區(qū)域，包括美國(guó)、日本和中國(guó)。

輕混動(dòng)力系統(tǒng)：針對(duì)內(nèi)燃機(jī)和變速器的創(chuàng)新解決方案

化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2排放約占全球碳排放總量的70%左右，其中近1/4 來(lái)自于交通運(yùn)輸行業(yè)。要想實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的宏偉目標(biāo)，未來(lái)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)需要大的革新。不過(guò)，僅開(kāi)發(fā)高效的電驅(qū)動(dòng)技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。事實(shí)上，舍弗勒預(yù)測(cè)，到2030 年，乘用車(chē)產(chǎn)量的30% 將為內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛，40%為混合動(dòng)力車(chē)，其中內(nèi)燃機(jī)和變速器依然是關(guān)鍵的系統(tǒng)零部件，其余30%為純電動(dòng)汽車(chē)。也就是說(shuō)，即使10 多年后，采用內(nèi)燃機(jī)的乘用車(chē)將依然占汽車(chē)總產(chǎn)量的70%。

舍弗勒預(yù)計(jì)，未來(lái)采用48 V 系統(tǒng)的輕混動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)的增長(zhǎng)尤其強(qiáng)勁。2030 年，P0 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)年產(chǎn)量預(yù)計(jì)可達(dá)2 000 萬(wàn)臺(tái)左右。所謂P0 系統(tǒng)，即電機(jī)通過(guò)皮帶與內(nèi)燃機(jī)曲軸相連，這種布置在附件皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)發(fā)電機(jī)可以回收在制動(dòng)中損失的大部分動(dòng)能。一塊小巧低成本的鋰電池就可以用于能量的儲(chǔ)存?；厥盏哪芰靠捎糜谥貑l(fā)動(dòng)機(jī)(啟停模式)，還可用于車(chē)輛滑行或助力。為了保證附件皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在不同工作模式間動(dòng)態(tài)切換時(shí)的系統(tǒng)性能，舍弗勒正在開(kāi)發(fā)一款全新的附件皮帶張緊器產(chǎn)品——機(jī)電一體化主動(dòng)式張緊器。

未來(lái)幾年，48 V 解決方案也將在其他結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。此類(lèi)應(yīng)用的目的在于將電驅(qū)動(dòng)裝置的功率提升至20 kW 以上，并提高動(dòng)力系統(tǒng)的整體效率和排放性能。在P1 混合動(dòng)力模塊中，48 V 電機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上，在不受速比影響的情況下與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行耦合。位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的48 V P2 混合動(dòng)力模塊可實(shí)現(xiàn)更高效的能量回收和節(jié)能策略。對(duì)徑向安裝空間較小的橫置前驅(qū)車(chē)型來(lái)說(shuō)，舍弗勒也開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置。該裝置采用平行軸式布局方式，通過(guò)皮帶或鏈條與變速器輸入軸相連。除了制動(dòng)能量回收，該系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)低速純電行駛，適用于交通擁堵路況或泊車(chē)。此外，舍弗勒48 V 混合動(dòng)力模塊不僅可以助力車(chē)輛加速，還可以實(shí)現(xiàn)滑行啟停進(jìn)一步節(jié)油，這意味著車(chē)輛在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉并且動(dòng)力總成脫開(kāi)的情況下依然可以向前行駛。系統(tǒng)集成的自動(dòng)離合器可以幫助發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后迅速提高到相應(yīng)轉(zhuǎn)速，大大提高了車(chē)輛重新啟動(dòng)的舒適性。此外，舍弗勒P2 混合動(dòng)力模塊還可以經(jīng)濟(jì)高效地實(shí)現(xiàn)手動(dòng)變速器混合化。

滾動(dòng)停缸、電動(dòng)凸輪調(diào)相技術(shù)等：提高內(nèi)燃機(jī)效率

舍弗勒開(kāi)發(fā)了用于實(shí)現(xiàn)3 缸發(fā)動(dòng)機(jī)停缸的可切換滾子搖臂技術(shù)，并已在福特車(chē)型上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。此外，舍弗勒還在一臺(tái)測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行了滾動(dòng)停缸技術(shù)的測(cè)試。在該設(shè)計(jì)中，關(guān)閉的氣缸會(huì)不停地切換：每個(gè)氣缸在正常運(yùn)行4 個(gè)沖程之后(正常噴油點(diǎn)火)，接下來(lái)的4個(gè)沖程不噴油不點(diǎn)火，下面再次正常運(yùn)行4 個(gè)沖程，如此循環(huán)。該樣機(jī)的進(jìn)氣側(cè)采用舍弗勒UniAir 全可變氣門(mén)控制系統(tǒng)，排氣側(cè)采用可切換氣門(mén)機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步減少了泵氣損失。測(cè)試結(jié)果顯示：基于具體的測(cè)試循環(huán)，滾動(dòng)停缸技術(shù)與靜態(tài)停缸技術(shù)相比可以使油耗進(jìn)一步降低2%，同時(shí)不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的排放。舍弗勒在本次研討會(huì)上展示了這項(xiàng)技術(shù)。

電動(dòng)凸輪調(diào)相系統(tǒng)

此外，舍弗勒還展示了電動(dòng)凸輪調(diào)相系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)比液壓系統(tǒng)更快的調(diào)節(jié)速度，這樣允許對(duì)氣門(mén)正時(shí)進(jìn)行更激進(jìn)的標(biāo)定，從而最大限度地減少ECU 對(duì)點(diǎn)火和燃油噴射過(guò)程的主動(dòng)干預(yù)。大幅度提前正時(shí)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在加速時(shí)更快速地建立扭矩，這意味著電動(dòng)凸輪 調(diào)相系統(tǒng)不僅有助于發(fā)動(dòng)機(jī)效率的提升，而且還能獲得良好的駕駛性能。

為了保證附件皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在不同工作模式間動(dòng)態(tài)切換時(shí)的系統(tǒng)性能，舍弗勒正在開(kāi)發(fā)一款全新的附件皮帶張緊器產(chǎn)品——機(jī)電一體化主動(dòng)式張緊器。

角接觸滾子軸承：提升變速器系統(tǒng)效率

如何提升變速器系統(tǒng)的效率同樣也是舍弗勒本屆技術(shù)研討會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，在降低動(dòng)力系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)方面，離心擺式吸振器已經(jīng)被證明是一項(xiàng)有效的技術(shù)。不過(guò)，主動(dòng)滑行逐漸成為車(chē)輛的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，在該工況下，傳統(tǒng)的離心擺式吸振器無(wú)法發(fā)揮作用。為了讓駕駛員可以接受發(fā)動(dòng)機(jī)的頻繁啟停操作，舍弗勒開(kāi)發(fā)了全新的耦合擺，減振擺塊通過(guò)彈簧在圓周方向上相互支撐，避免產(chǎn)生沖擊。此外，舍弗勒還針對(duì)變速器應(yīng)用開(kāi)發(fā)了一款新型超低摩擦軸承——角接觸滾子軸承(ARU)。該產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上類(lèi)似于圓錐滾子軸承，具有較高的承載能力和使用壽命。與圓錐滾子軸承不同的是，角接觸滾子軸承可以承受雙向軸向載荷，因此可應(yīng)用于定位及非定位軸承布局。該設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是低摩擦，因此進(jìn)一步提升了傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的效率。

緊湊型混動(dòng)模塊、專(zhuān)用混動(dòng)變速器等：針對(duì)電動(dòng)及混動(dòng)的創(chuàng)新解決方案

研討會(huì)期間，新成立的舍弗勒電驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)部展示了針對(duì)未來(lái)電動(dòng)車(chē)及混合動(dòng)力車(chē)應(yīng)用的創(chuàng)新解決方案，包括集成了三離合器的超緊湊型混合動(dòng)力模塊、新一代電驅(qū)動(dòng)橋以及專(zhuān)用混動(dòng)變速器。

專(zhuān)家認(rèn)為，未來(lái)10 年，全球主要汽車(chē)市場(chǎng)對(duì)CO2排放的限制將進(jìn)一步加強(qiáng)。比如，歐盟計(jì)劃到2030 年，將2021 年95 g/km 的汽車(chē)碳排放目標(biāo)再降低30%。中國(guó)市場(chǎng)也針對(duì)新能源汽車(chē)出臺(tái)了許多不同的政策。考慮到各國(guó)法規(guī)要求和客戶(hù)偏好各不相同，舍弗勒新成立的電驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)部可針對(duì)各種需求提供不同的驅(qū)動(dòng)解決方案。此外，為了幫助汽車(chē)制造商降低電動(dòng)車(chē)及混合動(dòng)力車(chē)的成本，這些解決方案的電子電氣零部件都采用了相同的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。該平臺(tái)包括硬件部分比如電機(jī)和功率電子零部件，還包括用于控制驅(qū)動(dòng)裝置的關(guān)鍵軟件模塊。

舍弗勒憑借雙離合器和可用于混合動(dòng)力車(chē)的混合動(dòng)力模塊已經(jīng)取得了巨大的市場(chǎng)成功。在這種被稱(chēng)為“P2架構(gòu)”的混合動(dòng)力方案中，電機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器中間。在目前的第2 代混合動(dòng)力模塊中，舍弗勒已經(jīng)成功將分離離合器集成到了電機(jī)中。該離合器負(fù)責(zé)切斷電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的連接，從而實(shí)現(xiàn)純電行駛。在本次研討會(huì)上，舍弗勒展示了第3 代混合動(dòng)力模塊。在新的模塊中，整套雙離合器被集成到電機(jī)中——更準(zhǔn)確地說(shuō)，被集成到電機(jī)的轉(zhuǎn)子中。為保證結(jié)合力，第3 代混合動(dòng)力模塊采用高性能跑車(chē)上標(biāo)配的多片離合器，同時(shí)搭配了同樣高度集成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)3 個(gè)離合器。舍弗勒打造了一款超緊湊型混合動(dòng)力模塊，使整個(gè)動(dòng)力總成的長(zhǎng)度非常緊湊，僅稍長(zhǎng)于純內(nèi)燃機(jī)版的車(chē)型。

機(jī)電一體化主動(dòng)式張緊器

此外，隨著插電式混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)份額的不斷增加，汽車(chē)制造商開(kāi)始重新審視車(chē)輛變速器的設(shè)計(jì)。除了將電機(jī)放在變速器的前面或后面，他們開(kāi)始考慮將這兩者組合成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)和功能單元。舍弗勒在本次研討會(huì)上展示了一個(gè)具有革新意義的概念——“專(zhuān)用混動(dòng)變速器”。這種被稱(chēng)為“DH-ST 6+2”的專(zhuān)用混動(dòng)變速器基于機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)開(kāi)發(fā)而成，具有2 個(gè)電機(jī)擋位和6 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)擋位。與發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的電機(jī)被整合到變速器結(jié)構(gòu)中，具有2 個(gè)速比。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是可以大大提高電機(jī)在包括高車(chē)速下的效率。發(fā)動(dòng)機(jī)擁有2 個(gè)獨(dú)立的擋位。在變速器的2個(gè)部分中間還有一組“復(fù)合”齒輪，使發(fā)動(dòng)機(jī)也能夠利用電機(jī)部分的齒輪，這樣就額外增加了2 個(gè)擋位。該概念通過(guò)2 次使用同一排齒輪，僅用5 組齒輪便實(shí)現(xiàn)了6 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)擋位。

為插電式混動(dòng)車(chē)輛開(kāi)發(fā)的一款緊湊型專(zhuān)用混動(dòng)變速器

該變速器集合了機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)和動(dòng)力總成電氣化的優(yōu)點(diǎn)，在提高駕駛性和舒適性的同時(shí)還降低了油耗和排放。

早在2011 年，舍弗勒就推出了一款概念車(chē)，在前后橋分別安裝了一個(gè)電驅(qū)動(dòng)橋，同時(shí)還在2 個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上實(shí)現(xiàn)了扭矩矢量分配。之后，舍弗勒不僅開(kāi)始批量生產(chǎn)電驅(qū)動(dòng)橋的關(guān)鍵零部件，還開(kāi)發(fā)了一個(gè)完整的電驅(qū)動(dòng)橋家族譜系。該譜系包括平行軸式和同軸式電橋，可選擇搭配的系統(tǒng)包括差速器、可換擋的兩擋變速器和扭矩矢量分配單元。在本次研討會(huì)上，舍弗勒通過(guò)一款新的產(chǎn)品概念向客戶(hù)展示，未來(lái)如何根據(jù)空間要求、駕駛性能和功能來(lái)定制化開(kāi)發(fā)電驅(qū)動(dòng)橋，滿足電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)的應(yīng)用需求。通過(guò)對(duì)比2011 年和新一代的電驅(qū)動(dòng)橋，可了解該產(chǎn)品在技術(shù)上取得的進(jìn)步：第1 代電驅(qū)動(dòng)橋重達(dá)90 kg，最大輸出功率為60 kW，而最新一代電驅(qū)動(dòng)橋的最大輸出功率高達(dá)145 kW，重量卻降低了10 kg。