近年來，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)汽車工業(yè)經(jīng)歷了巨大的變化，眾多中國(guó)IT企業(yè)投資汽車行業(yè)并建立多個(gè)電動(dòng)汽車品牌，中國(guó)傳統(tǒng)的整車廠們也開始采取行動(dòng)。許多新的品牌被推出，這些都顯示中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段。中國(guó)的整車廠們更專注于自主研發(fā)，尤其是動(dòng)力系統(tǒng)。很多中國(guó)整車廠正在研發(fā)或者開始量產(chǎn)自主研發(fā)的DCT和混合動(dòng)力系統(tǒng)，加速本地開發(fā)和生產(chǎn)成為中國(guó)未來幾年的新趨勢(shì)。
日前舉行的CTI中國(guó)論壇上了解到，首款中國(guó)自主研發(fā)和生產(chǎn)7速雙離合變速器7DCT450已由長(zhǎng)城汽車研制開發(fā)成功。長(zhǎng)城汽車傳動(dòng)研究院副院長(zhǎng)兼項(xiàng)目總監(jiān)鄭立朋分別從開發(fā)過程、7DCT450技術(shù)特點(diǎn)、工程能力和試驗(yàn)情況對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
據(jù)了解，自2014年4月7DCT450項(xiàng)目開發(fā)啟動(dòng)到2017年4月成功量產(chǎn)投放市場(chǎng)，僅用了短短的三年時(shí)間。鄭立朋表示，7DCT450除了達(dá)到最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量，還具有適合整車所有平臺(tái)的緊湊設(shè)計(jì)，滿足了高產(chǎn)量的需求，在零部件、軟件及標(biāo)定、生產(chǎn)設(shè)備具有優(yōu)秀的供應(yīng)商系統(tǒng)，已具備批量的自制能力。“7DCT450目前我們做了相應(yīng)的四款發(fā)動(dòng)機(jī)車型的搭載，應(yīng)用在歐五的工況，未來我們還會(huì)做符合歐六的排放，其中的設(shè)計(jì)從搭載H2車型到VV7、H7等車型實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。”
定位明確技術(shù)領(lǐng)先
在產(chǎn)品定位上，對(duì)前置前驅(qū)長(zhǎng)城汽車為什么要研發(fā)DCT而不是AT這個(gè)問題，據(jù)鄭立化介紹，DCT更易于搭載布置(前驅(qū))，具有更寬的齒比跨度(>8)，可搭載離心模式減振器DMF有效改善NVH，具備更優(yōu)的換擋品質(zhì)和動(dòng)態(tài)特性，可向更大速比范圍、更多檔位和混動(dòng)拓展，可提升20%以上的燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)模具成本更低，并可借鑒手動(dòng)變速器研發(fā)與生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)。
基于此，7DCT450在整箱設(shè)計(jì)上做到技術(shù)領(lǐng)先，如：具有最低的油品粘度、可匹配離心擺式減振器DMF、潤(rùn)滑流量可控、支持匹配電子泵、具有低泄露電磁閥、特有控制策略確保最佳換擋NVH、濕式雙離合器和電液控制模塊可確保高的可靠性與穩(wěn)定性、性能優(yōu)越的冷卻系統(tǒng)、可裝配電子駐車系統(tǒng)等，7DCT450具體技術(shù)參數(shù)見下圖所示。
7DCT450有幾個(gè)突出的技術(shù)亮點(diǎn)：
一是采用低能耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念。通過采取系統(tǒng)級(jí)能耗降低方案，實(shí)現(xiàn)逐項(xiàng)優(yōu)化;變速器支撐方案采用輸出軸球柱配置和輸入軸球-球配置方案，達(dá)到了更好的能耗效率;低潤(rùn)滑油量減少了整箱的運(yùn)轉(zhuǎn)攪油損失。
二是超低粘度潤(rùn)滑油。具有DCT變速器市場(chǎng)最低粘度潤(rùn)滑油：4.1cSt@100℃，低粘度設(shè)計(jì)保證了高傳動(dòng)效率，與離合器摩擦材料6910完美匹配，確保摩擦性能穩(wěn)定。在全溫度(-40～140℃)下與各材料的兼容性均優(yōu)良。
三是采用雙泵系統(tǒng)。同時(shí)采用機(jī)械泵與電子泵，電子泵可直接切換至潤(rùn)滑回路，效率高;采用智能化按需啟停策略，較單泵方案節(jié)能約2%-3%，可兼容48V及高壓混動(dòng)。
四是采用高可靠離合器+冷卻系統(tǒng)。應(yīng)用全新摩擦材料6910，有效提升了摩擦材料抗釉性以及摩擦性能的穩(wěn)定性。優(yōu)化的摩擦片溝槽設(shè)計(jì)，減小了離合器的拖曳損失，增加了摩擦片的散熱能力。高效智能冷卻控制系統(tǒng)保證全壽命周期內(nèi)摩擦材料工作在最佳溫度區(qū)，磨損少，具備整車全地形離合器熱控制駕駛性。
五是可直接換擋。由壓力調(diào)節(jié)閥及雙向流量電磁閥組成換擋控制系統(tǒng)，所以換擋控制邏輯極端靈活。電磁閥直接控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在高低溫下具備換擋響應(yīng)快優(yōu)勢(shì)。8個(gè)撥叉活塞分別受4個(gè)獨(dú)立的電磁閥控制，可任意切換換擋。
六是先進(jìn)NVH系統(tǒng)開發(fā)。7DCT450 NVH以“更靜逸的設(shè)計(jì)，更澎湃的傳遞”為設(shè)計(jì)宗旨，采用最優(yōu)的DCT微觀及宏觀設(shè)計(jì)，進(jìn)行合理的軸系布局、相位關(guān)系及微觀修形參數(shù)設(shè)計(jì)和Tip in/out 及換擋噪音優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)多樣性的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 1D/3D 聯(lián)合仿真及NVH匹配參數(shù)優(yōu)化。DCT在整車級(jí)匹配的振動(dòng)、噪聲、流噪、振動(dòng)疲勞、TPA等關(guān)鍵NVH性能仿真。
七是先進(jìn)的CAE仿真方法。采用多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化方法，進(jìn)行零件的減重設(shè)計(jì)。采用系統(tǒng)級(jí)的零部件分析方法，對(duì)零部件剛度、強(qiáng)度和耐久壽命進(jìn)行分析。先進(jìn)的流體仿真方法，對(duì)整箱進(jìn)行飛濺潤(rùn)滑、強(qiáng)制潤(rùn)滑分析，對(duì)閥體和泵體零件進(jìn)行強(qiáng)度和效率分析。
八是變速器軟件開發(fā)。采用創(chuàng)新的軟件控制功能，具有基于新下線變速器及使用過程不同階段的自學(xué)習(xí)功能，采用變速器本體易損部位的保護(hù)及報(bào)警策略、舒適的換擋策略及快速且準(zhǔn)確的基于物理模型的離合器充油策略，可滿足駕駛安全的ASIL C等級(jí)。
九是變速器標(biāo)定開發(fā)。液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的臺(tái)架標(biāo)定為整車標(biāo)定提供精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高整車性能，縮短了開發(fā)周期。在高溫高寒高原極端環(huán)境下充分驗(yàn)證變速器的整車性能，并且實(shí)施了在山路、爛路的變速器軟件的穩(wěn)定性測(cè)試。
強(qiáng)勁穩(wěn)定的工程能力支持
7DCT450由長(zhǎng)城汽車自動(dòng)變速器事業(yè)部完成全部生產(chǎn)及檢測(cè)工作。長(zhǎng)城汽車自動(dòng)變速器事業(yè)部位于河北徐水經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，整個(gè)工廠占地14.5萬平方米，在2017年3月已實(shí)現(xiàn)一期SOP，產(chǎn)能達(dá)到50萬。2017年底計(jì)劃實(shí)現(xiàn)二期50萬產(chǎn)能生產(chǎn)線調(diào)試，達(dá)到100萬產(chǎn)能，2018年將實(shí)現(xiàn)二期SOP。
在產(chǎn)品加工方面，徐水工廠可完成軸/齒輪加工、熱處理、熱后機(jī)加工、殼體加工、變速器總成裝配、全自動(dòng)EOL測(cè)試線、自動(dòng)加油及功能/性能測(cè)試、NVH在線檢測(cè)。
試驗(yàn)技術(shù)開發(fā)為品質(zhì)保駕護(hù)航
在臺(tái)架試驗(yàn)技術(shù)開發(fā)方面，長(zhǎng)城汽車通過采用20個(gè)變速器總成臺(tái)架和9個(gè)零部件臺(tái)架，以及完整涵蓋零部件單體、總成及整車的測(cè)試規(guī)范體系，更早的發(fā)現(xiàn)軟硬件問題，更快更充分的研制性能提升的設(shè)計(jì)變更。
在整車試驗(yàn)技術(shù)開發(fā)方面，采用完善的變速器整車DVP體系，整車測(cè)試項(xiàng)目達(dá)到26項(xiàng)。長(zhǎng)城汽車使用了1000多輛試驗(yàn)車用于標(biāo)定和整車耐久試驗(yàn)，匹配4款發(fā)動(dòng)機(jī)，涉及到長(zhǎng)城汽車所有橫置整車平臺(tái)車型，整車在高原、高溫、低溫、高濕、山路、沙漠等極端環(huán)境測(cè)試，確保了車輛在任何環(huán)境下的運(yùn)行穩(wěn)定及駕乘安全。
日前舉行的CTI中國(guó)論壇上了解到，首款中國(guó)自主研發(fā)和生產(chǎn)7速雙離合變速器7DCT450已由長(zhǎng)城汽車研制開發(fā)成功。長(zhǎng)城汽車傳動(dòng)研究院副院長(zhǎng)兼項(xiàng)目總監(jiān)鄭立朋分別從開發(fā)過程、7DCT450技術(shù)特點(diǎn)、工程能力和試驗(yàn)情況對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
據(jù)了解，自2014年4月7DCT450項(xiàng)目開發(fā)啟動(dòng)到2017年4月成功量產(chǎn)投放市場(chǎng)，僅用了短短的三年時(shí)間。鄭立朋表示，7DCT450除了達(dá)到最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量，還具有適合整車所有平臺(tái)的緊湊設(shè)計(jì)，滿足了高產(chǎn)量的需求，在零部件、軟件及標(biāo)定、生產(chǎn)設(shè)備具有優(yōu)秀的供應(yīng)商系統(tǒng)，已具備批量的自制能力。“7DCT450目前我們做了相應(yīng)的四款發(fā)動(dòng)機(jī)車型的搭載，應(yīng)用在歐五的工況，未來我們還會(huì)做符合歐六的排放，其中的設(shè)計(jì)從搭載H2車型到VV7、H7等車型實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。”
定位明確技術(shù)領(lǐng)先
在產(chǎn)品定位上，對(duì)前置前驅(qū)長(zhǎng)城汽車為什么要研發(fā)DCT而不是AT這個(gè)問題，據(jù)鄭立化介紹，DCT更易于搭載布置(前驅(qū))，具有更寬的齒比跨度(>8)，可搭載離心模式減振器DMF有效改善NVH，具備更優(yōu)的換擋品質(zhì)和動(dòng)態(tài)特性，可向更大速比范圍、更多檔位和混動(dòng)拓展，可提升20%以上的燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)模具成本更低，并可借鑒手動(dòng)變速器研發(fā)與生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)。
基于此，7DCT450在整箱設(shè)計(jì)上做到技術(shù)領(lǐng)先，如：具有最低的油品粘度、可匹配離心擺式減振器DMF、潤(rùn)滑流量可控、支持匹配電子泵、具有低泄露電磁閥、特有控制策略確保最佳換擋NVH、濕式雙離合器和電液控制模塊可確保高的可靠性與穩(wěn)定性、性能優(yōu)越的冷卻系統(tǒng)、可裝配電子駐車系統(tǒng)等，7DCT450具體技術(shù)參數(shù)見下圖所示。
7DCT450有幾個(gè)突出的技術(shù)亮點(diǎn)：
一是采用低能耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念。通過采取系統(tǒng)級(jí)能耗降低方案，實(shí)現(xiàn)逐項(xiàng)優(yōu)化;變速器支撐方案采用輸出軸球柱配置和輸入軸球-球配置方案，達(dá)到了更好的能耗效率;低潤(rùn)滑油量減少了整箱的運(yùn)轉(zhuǎn)攪油損失。
二是超低粘度潤(rùn)滑油。具有DCT變速器市場(chǎng)最低粘度潤(rùn)滑油：4.1cSt@100℃，低粘度設(shè)計(jì)保證了高傳動(dòng)效率，與離合器摩擦材料6910完美匹配，確保摩擦性能穩(wěn)定。在全溫度(-40～140℃)下與各材料的兼容性均優(yōu)良。
三是采用雙泵系統(tǒng)。同時(shí)采用機(jī)械泵與電子泵，電子泵可直接切換至潤(rùn)滑回路，效率高;采用智能化按需啟停策略，較單泵方案節(jié)能約2%-3%，可兼容48V及高壓混動(dòng)。
四是采用高可靠離合器+冷卻系統(tǒng)。應(yīng)用全新摩擦材料6910，有效提升了摩擦材料抗釉性以及摩擦性能的穩(wěn)定性。優(yōu)化的摩擦片溝槽設(shè)計(jì)，減小了離合器的拖曳損失，增加了摩擦片的散熱能力。高效智能冷卻控制系統(tǒng)保證全壽命周期內(nèi)摩擦材料工作在最佳溫度區(qū)，磨損少，具備整車全地形離合器熱控制駕駛性。
五是可直接換擋。由壓力調(diào)節(jié)閥及雙向流量電磁閥組成換擋控制系統(tǒng)，所以換擋控制邏輯極端靈活。電磁閥直接控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在高低溫下具備換擋響應(yīng)快優(yōu)勢(shì)。8個(gè)撥叉活塞分別受4個(gè)獨(dú)立的電磁閥控制，可任意切換換擋。
六是先進(jìn)NVH系統(tǒng)開發(fā)。7DCT450 NVH以“更靜逸的設(shè)計(jì)，更澎湃的傳遞”為設(shè)計(jì)宗旨，采用最優(yōu)的DCT微觀及宏觀設(shè)計(jì)，進(jìn)行合理的軸系布局、相位關(guān)系及微觀修形參數(shù)設(shè)計(jì)和Tip in/out 及換擋噪音優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)多樣性的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 1D/3D 聯(lián)合仿真及NVH匹配參數(shù)優(yōu)化。DCT在整車級(jí)匹配的振動(dòng)、噪聲、流噪、振動(dòng)疲勞、TPA等關(guān)鍵NVH性能仿真。
七是先進(jìn)的CAE仿真方法。采用多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化方法，進(jìn)行零件的減重設(shè)計(jì)。采用系統(tǒng)級(jí)的零部件分析方法，對(duì)零部件剛度、強(qiáng)度和耐久壽命進(jìn)行分析。先進(jìn)的流體仿真方法，對(duì)整箱進(jìn)行飛濺潤(rùn)滑、強(qiáng)制潤(rùn)滑分析，對(duì)閥體和泵體零件進(jìn)行強(qiáng)度和效率分析。
八是變速器軟件開發(fā)。采用創(chuàng)新的軟件控制功能，具有基于新下線變速器及使用過程不同階段的自學(xué)習(xí)功能，采用變速器本體易損部位的保護(hù)及報(bào)警策略、舒適的換擋策略及快速且準(zhǔn)確的基于物理模型的離合器充油策略，可滿足駕駛安全的ASIL C等級(jí)。
九是變速器標(biāo)定開發(fā)。液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的臺(tái)架標(biāo)定為整車標(biāo)定提供精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高整車性能，縮短了開發(fā)周期。在高溫高寒高原極端環(huán)境下充分驗(yàn)證變速器的整車性能，并且實(shí)施了在山路、爛路的變速器軟件的穩(wěn)定性測(cè)試。
強(qiáng)勁穩(wěn)定的工程能力支持
7DCT450由長(zhǎng)城汽車自動(dòng)變速器事業(yè)部完成全部生產(chǎn)及檢測(cè)工作。長(zhǎng)城汽車自動(dòng)變速器事業(yè)部位于河北徐水經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，整個(gè)工廠占地14.5萬平方米，在2017年3月已實(shí)現(xiàn)一期SOP，產(chǎn)能達(dá)到50萬。2017年底計(jì)劃實(shí)現(xiàn)二期50萬產(chǎn)能生產(chǎn)線調(diào)試，達(dá)到100萬產(chǎn)能，2018年將實(shí)現(xiàn)二期SOP。
在產(chǎn)品加工方面，徐水工廠可完成軸/齒輪加工、熱處理、熱后機(jī)加工、殼體加工、變速器總成裝配、全自動(dòng)EOL測(cè)試線、自動(dòng)加油及功能/性能測(cè)試、NVH在線檢測(cè)。
長(zhǎng)城汽車傳動(dòng)研究院的副院長(zhǎng)兼項(xiàng)目總監(jiān) 鄭立朋
試驗(yàn)技術(shù)開發(fā)為品質(zhì)保駕護(hù)航
在臺(tái)架試驗(yàn)技術(shù)開發(fā)方面，長(zhǎng)城汽車通過采用20個(gè)變速器總成臺(tái)架和9個(gè)零部件臺(tái)架，以及完整涵蓋零部件單體、總成及整車的測(cè)試規(guī)范體系，更早的發(fā)現(xiàn)軟硬件問題，更快更充分的研制性能提升的設(shè)計(jì)變更。
在整車試驗(yàn)技術(shù)開發(fā)方面，采用完善的變速器整車DVP體系，整車測(cè)試項(xiàng)目達(dá)到26項(xiàng)。長(zhǎng)城汽車使用了1000多輛試驗(yàn)車用于標(biāo)定和整車耐久試驗(yàn)，匹配4款發(fā)動(dòng)機(jī)，涉及到長(zhǎng)城汽車所有橫置整車平臺(tái)車型，整車在高原、高溫、低溫、高濕、山路、沙漠等極端環(huán)境測(cè)試，確保了車輛在任何環(huán)境下的運(yùn)行穩(wěn)定及駕乘安全。