汽車變速器技術(shù)發(fā)展走勢
近年來,具有創(chuàng)新特點(diǎn)的先進(jìn)變速器技術(shù)競相爭奇斗艷,多元化、創(chuàng)新的自動(dòng)變速器技術(shù)成為當(dāng)今世界汽車工業(yè)發(fā)展的一道靚麗風(fēng)景線。
AT市場
在過去的20年中,全球汽車自動(dòng)變速器AT的技術(shù)、產(chǎn)品、市場不斷得到迅速發(fā)展,盡管它在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大、質(zhì)量偏重、油耗較高、價(jià)格較貴、維修費(fèi)用等方面受到AMT、CVT、DCT等更先進(jìn)自動(dòng)變速器的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),但是其自動(dòng)換擋變速的可靠性和柔順性仍得到市場的廣泛認(rèn)可。為了改善AT固有的欠缺,特別是為提高燃油經(jīng)濟(jì)性和舒適性,AT逐漸由3速、4速發(fā)展到5速。每增加一個(gè)前進(jìn)擋位,按理尺寸必然要加大,質(zhì)量必然要增加。法國設(shè)計(jì)師Le-pelletier發(fā)明創(chuàng)造了一種冠名為“Lepelletier”的特別結(jié)構(gòu)的齒輪部件。采用了“Lepelletier”的齒輪部件,使設(shè)計(jì)師能用更少的部件制造出更多前進(jìn)擋的AT。
2001年,德國ZF公司率先推出的6HP26型后驅(qū)6速AT,最早使用了這種機(jī)構(gòu),6HP26型6速AT比前一代5HP24型5速AT減少了30%的零件,質(zhì)量減輕了12%,輸出600Nm轉(zhuǎn)矩,僅重85kg,尺寸還較前縮短了50mm,加速性能及燃油經(jīng)濟(jì)性也都有明顯改善。此后,日本豐田旗下的Aisin AW公司、日產(chǎn)旗下的JATCO公司也相繼推出了6速AT。奔馳汽車公司于2003年更是推出了7G-Tronic型7速AT。美國通用汽車公司和福特汽車公司不甘變速器技術(shù)競爭的頹勢,也曾奮起直追,于2003年破天荒地?cái)y手合作,聯(lián)合開發(fā)6速AT。
2006年Aisin AW公司推出了世界第一臺(tái)8速手自一體智能電子控制AT ECT-i,2007年5月ZF公司宣布已開發(fā)成功新型8速AT,計(jì)劃在2008年前投入市場,宣稱其8速AT的燃料消耗與現(xiàn)在用的6速AT相比可降低6%,與原來的5速AT相比可降低約14%。
1998年GM與上海汽車集團(tuán)合資成立了上海通用汽車公司,在浦東生產(chǎn)4速AT;1999年本田汽車與東風(fēng)汽車公司合資成立了東風(fēng)本田發(fā)動(dòng)機(jī)公司,在廣州生產(chǎn)4速和5速AT;2004年6月ZF公司與上海汽車集團(tuán)合資建立了上海采埃孚變速器公司,在上海安亭生產(chǎn)5HP-19型5速AT,并于2006年開始著手生產(chǎn)6HP-型6速AT;2004年11月日本AISIN AW公司與中國一汽集團(tuán)合資成立天津艾達(dá)自動(dòng)變速器公司,共同生產(chǎn)6速AT;2006年3月本田在中國廣東省佛山南海獨(dú)資建立本田汽車零部件制造有限公司,計(jì)劃年產(chǎn)24萬臺(tái)自動(dòng)變速器,2006年與福特公司有緊密合作關(guān)系的格特拉格公司與江鈴汽車公司成立江西格特拉格變速器公司,擬生產(chǎn)轎車用MT和AMT。
但是,要客觀地指出,新型的6AT、7AT、8AT只能在高檔豪華大排量轎車領(lǐng)域顯示其優(yōu)越性,在汽車市場占據(jù)主流地位的中、小排量車型中并派不上用場,在這一領(lǐng)域中,傳統(tǒng)的AT頗有逐漸被先進(jìn)的CVT和DCT替代的趨勢。
CVT市場
Bosch集團(tuán)在荷蘭的Van Doorne公司是CVT傳動(dòng)鋼帶的生產(chǎn)商和供應(yīng)商,由于傳動(dòng)帶是CVT中最重要的部件之一,所以Van Doome公司對創(chuàng)新發(fā)明的推擠式CVT帶,享有專利技術(shù)保護(hù)特權(quán),并在世界居壟斷地位。該公司第7代CVT鋼帶已可滿足功率為200kW、轉(zhuǎn)矩為400Nm的動(dòng)力傳遞。
20世紀(jì)80年代后期,CVT在日本逐步取得了成功,特別是JATCO公司,形成了前驅(qū)、后驅(qū)、不同排量的CVT型譜,這一切都有力地推進(jìn)了日本CVT事業(yè)的快速發(fā)展。目前,日本的日產(chǎn)、三菱、豐田、富士重工等汽車廠家都按自身車型的選擇,積極搭載CVT變速器,日產(chǎn)汽車搭載的JATCO公司生產(chǎn)的X-TRONIC CVT的最大轉(zhuǎn)矩已經(jīng)可以勝任350Nm,而且擬進(jìn)一步擴(kuò)大承載能力。
JATCO公司于2007年在中國廣州科學(xué)城建立一個(gè)專門生產(chǎn)用于前驅(qū)轎車用鋼帶式CVT的獨(dú)資公司,年產(chǎn)量為14萬臺(tái),該獨(dú)資公司計(jì)劃于2007年5月成立,2009年正式投產(chǎn)。
2007年Luk公司在上海舉辦的科技日活動(dòng)中宣布,為Au-di公司A8轎車提供的、能承載450Nm轉(zhuǎn)矩的新型無級變速器已經(jīng)開發(fā)成功,并將于下半年推出上市。
近年來,在軸承行業(yè)擁有80年經(jīng)驗(yàn)的日本JTEKT公司察覺到世界主流汽車廠家開始加快從傳統(tǒng)AT向CVT轉(zhuǎn)化的發(fā)展趨勢,擬涉足高效和低噪聲的齒型鋼鏈制造領(lǐng)域的競爭。2007年5月JTEKT公司與荷蘭齒型鏈工業(yè)公司(Dutch com-pany Gear Chain Industrial B.V.,簡稱GCI)簽訂了具有高效率的CVT用鋼鏈獨(dú)家生產(chǎn)許可協(xié)議,JTEKT公司準(zhǔn)備在2008年投放市場,并于2012年銷售額達(dá)到100億日元。據(jù)介紹,J-IC鋼鏈可承載大轉(zhuǎn)矩,具有比已有金屬帶大兩倍的轉(zhuǎn)矩容量,當(dāng)今金屬帶式CVT的轉(zhuǎn)矩極限大約為400Nm,而J-IC鋼鏈的潛在轉(zhuǎn)矩范圍卻是已有鋼帶的兩倍,據(jù)稱,J-IC鋼鏈的獨(dú)特結(jié)構(gòu)與當(dāng)今的鋼鏈相比,可以明顯減少鋼鏈與鏈輪咬合時(shí)的沖擊能,減少噪聲量。裝有J-IC鋼鏈的CVT還可以比現(xiàn)有的CVT節(jié)油4%-5%,這將可能使CVT更具市場吸引力,使CVT在車輛中的應(yīng)用范圍得到更大擴(kuò)展。業(yè)界將拭目以待J-IC鋼鏈未來在市場的表現(xiàn)。
DCT市場
歐洲公司,諸如VW、ZF、GETRAG、Luk、Ricardo、Mag-neti Marrelli、GIF等在培育機(jī)械式自動(dòng)變速器方面比北美、日本公司更下功夫,并且近年來已取得顯著成就。當(dāng)今在各種轎車上,應(yīng)用AMT、SMG、DCT(DSG)最多、最成功的就是歐洲公司。歐洲的一些變速器廠家發(fā)出“裝有雙離合器的自動(dòng)變速器DCT必將得到飛速發(fā)展”的預(yù)告。
根據(jù)大量試驗(yàn)表明,與傳統(tǒng)有級自動(dòng)變速器相比,濕式DCT與AT相比,可提高15%的燃油效率,干式DCT的燃油效率比濕式DCT還要高15%。濕式和干式離合器是DCT未來最關(guān)鍵的技術(shù),不僅可有效地降低燃油消耗,而且可以為混合動(dòng)力傳動(dòng)搭建一個(gè)很好的平臺(tái),使其進(jìn)一步降低燃料消耗。此外,混合動(dòng)力車應(yīng)用技術(shù)還有助于進(jìn)入燃料電池時(shí)代,格特拉格公司正集中力量開發(fā)混合動(dòng)力變速傳動(dòng)技術(shù)和裝置,前不久格特拉格公司宣布與博世公司在混合動(dòng)力系統(tǒng)的DCT領(lǐng)域進(jìn)行合作。
2007年2月9日,格特拉格公司與戴姆勒—克萊斯勒公司簽署了備忘錄,擬由格特拉格公司為北美的戴姆勒—克萊斯勒公司開發(fā)和制造DCT。格特拉格公司計(jì)劃在全球全力擴(kuò)充DCT的市場,預(yù)計(jì)在2015前,格特拉格的DCT的產(chǎn)量將達(dá)到240萬臺(tái)以上,屆時(shí)全球DCT產(chǎn)量大約在550萬臺(tái)左右。
2007年6月大眾汽車公司宣稱,最新推出了DQ200型7速DCT,為了提高效率和性能,采用了一對干式離合器來替代原來6速的濕式雙離合器,其尺寸緊湊,長度僅369mm,質(zhì)量僅79kg,可以適用于多種型號(hào)的車型。7速DCT的生產(chǎn)預(yù)計(jì)于2007年年底完成。
美國博格華納(BorgWarn-er)是全球具備生產(chǎn)供應(yīng)DCT技術(shù)和產(chǎn)品的知名公司,是大眾汽車DCT的主要配套廠家。中國的上海汽車齒輪總廠將成為博格華納DualTronic產(chǎn)品的第5家合作伙伴。
不過,DCT的開發(fā)費(fèi)用及建新廠的投資巨大,如果沒有足夠?qū)嵙?,上DCT工程也不是一件很容易的事,另外也存在市場發(fā)展變換的一定風(fēng)險(xiǎn)。
“功率傳遞無中斷”的Ze-roShift AMT技術(shù)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT已經(jīng)突破了“功率傳遞中斷”的致命缺欠,Ze-roShifit采用單片干式離合器、換擋時(shí)間為零、功率傳遞無中斷,這種全新的AMT技術(shù)在歐洲的誕生,在機(jī)械效率、燃油消耗、排放指標(biāo)、舒適程度、特別是成本價(jià)格方面宣稱優(yōu)于當(dāng)今國際市場正在走俏的CVT和DCT,這是向CVT和DCT發(fā)起了挑戰(zhàn)。2002年8月成立的ZeroShifi公司于2003年7月-2005年1月開發(fā)Zeroshift技術(shù),2005年2月完成第一輛搭載車輛的自動(dòng)換擋試驗(yàn),2005年9月Zeroshift公司由于宣布其Zeroshift技術(shù)在手動(dòng)變速器基礎(chǔ)上成功實(shí)現(xiàn)換擋時(shí)間0ms、自動(dòng)平順換擋的道路試驗(yàn)成果而轟動(dòng)業(yè)界。
這種新穎的ZeroShift AMT的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1) 換擋過程中換擋時(shí)間為零,功率傳遞無中斷;
(2) 由于仍然采用單片干式離合器,可以大大降低產(chǎn)品成本、減輕變速器質(zhì)量,而且技術(shù)上確保了減少變速器機(jī)構(gòu)內(nèi)部的能耗損失,使機(jī)械效率顯著得到提高;
(3) 改造原有的手動(dòng)變速器所增加的零部件大多為傳統(tǒng)的零部件,加工制造容易,Ze-roShift方案的優(yōu)勢在于它和傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器非常接近,只是將同步齒環(huán)部分改成一種雙滑塊的同步機(jī)構(gòu)。
(4) ZeroShift AMT技術(shù)應(yīng)用范圍廣闊,不論是微型車、中小排量、大排量的客車或是各種商用車,不論車輛的功率、轉(zhuǎn)矩大小,只要原來采用手動(dòng)變速器的車輛,都可適用和兼容。
一些汽車技術(shù)界人士認(rèn)為,ZeroShifit的市場潛力大于任何其他新興的變速器傳動(dòng)技術(shù),因?yàn)閆eroShift技術(shù)可以應(yīng)用于所有的各種車型,以及可以提供給世界上已經(jīng)在用的、售后市場目錄中仍在銷售的各種車型。預(yù)測,ZeroShift技術(shù)每年將可以節(jié)約10余億美元。
新興崛起的ZeroShift技術(shù)應(yīng)該充分引起中國汽車業(yè)界及年輕的汽車變速器業(yè)界的關(guān)注。在自動(dòng)變速器技術(shù)多元化快速發(fā)展的今天,中國汽車變速器業(yè)界應(yīng)該加強(qiáng)與國內(nèi)外的溝通和交流,對于中國汽車變速器產(chǎn)品發(fā)展的取向和掌控,應(yīng)該更明智、慎重、準(zhǔn)確些才是。
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