1、怎样提高同步器的效率和成本优 势 2013 SAE TM Symposium China 演讲者: Ottmar Back, 产品总监 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 2 议程表 介绍 同步器系统里的损耗 拖曳转矩 换挡力 动力学 同步器节能设计理念 单锥解决方案 系统解决方案 开发工具 总结 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 3 传动技术战略事业部 汽车工业的合作伙伴 开发 德国 中国 2011 2011年销售额 3.447 亿欧元 全球1821 位员工 部门 换
2、挡 转矩 生产 德国 加拿大 中国 同步器全年销售额 超过3亿欧元 全球第一 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 4 贺尔碧格传动技术 （7号厂房） 阶段 I 4.833m 2010年 阶段 II 大约10.000m (7号厂房) 2011 年 中期 阶段 III 最大17.000m （包括5 号厂房 ） 大约2013年 贺尔碧格传动技术 亚太 位置 新工厂：粤海工业园，常州 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 5 贺尔碧格传动技术- 客户 我们在汽车舒适性领域设定标 准
3、 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 6 同样在亚太区 同步器领先者! 卓越的SKS系统 HOERBIGER 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 7 SKS 同步器系统 适用于中高扭矩的单锥系统 发展中的第三种同步器系 统 适用于低扭矩的单锥系统 传统经典同步器系统 适用于所有应用的单锥多锥系统 贺尔碧格经典同步器系统和零件采用合适的摩擦衬垫（碳和烧结材料） 能 试用于所有的应用 。 适用于高扭矩的SKS同步器系统和适用于低扭矩的第三种同步器系统 能提供在成本和性能方面都
4、具有优势的单锥解决方案。 贺尔碧格同步器系统 将为所有客户需求及应用提供专门的解决方案。 介绍 同步器系统 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 8 烧结衬垫 碳 纤 维 衬垫 衬垫材料 烧结 混合衬垫 双层衬垫 摩擦衬垫特性 摩擦系数特性 mdyn / mstat + + + + 摩擦系数 m dyn + + + + + 低温换挡性能 + 0 + 负载能力 磨损 + + + + 油品兼容性 + + + + + 过载表现 0 + + + 匹 配 锥 面 的 表面需 求 + 0 + 成本优势 + 0 0 介绍 摩擦衬垫技术 HC300
5、HS90 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 9 通过优化同步器以外的其他方面来提高效率的潜在可能 介绍 同步器系统里的损耗 拖曳转矩 换挡力 动力学 同步器损耗的测量 零件测试台架 变速器测试台架 同步器节能设计理念 摩擦系统 换挡系统 齿座系统 总结 议程 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 10 同步器损耗可以被定义为3个类别 1. 拖曳转矩 同步器损耗的产生发生在同步环在以不同速度旋转但没有完成换挡的间隙。 2. 换挡力损失 换挡力的损失由换档系统中的损失（拉索，
6、接头，轴承，推块等）和摩擦系 统里耦合接触时的损失组成。 3. 动态损失 旋转的同步器零件的惯性和重量会影响加速期间所需要的能量。 同步器自身导致的损失不是这 次演讲 的主题 同步器系统里的损耗 概述 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 11 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 11 1. 间隙 间隙定义了摩擦锥面之间的距离。多锥系统的间隙由安装空间及摩擦环耦 合决定。 2. 摩擦衬垫 摩擦衬垫具有宏观几何与微观几何的特性,且都与拖曳转矩验证有关。 3. 速度差 齿座系统
7、与齿轮的速度差决定了同步环之间的相对速度。 4. 油品粘稠度及供给方式 粘稠度由油的种类与油温决定，供给方式与变速箱设计相关（油槽，喷射 ，泵吸） 同步器系统里的损耗 拖曳转矩损耗 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 12 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 12 同步器系统里的损耗 拖曳转矩损耗 80 deg oil sump 80 deg spray 0,5 l/min 80 deg oil soaked 25 deg oil sump 25 deg spray0,5
8、 l/min 25 deg oil soaked -10 deg oil sump -10 deg spray 0,5 l/min -10 deg oil soaked 拖曳转矩 油品粘稠度与供给方式的相关度 避免同步器浸泡 使用低粘稠度油品 力矩vs. 速度差 变 量 ： 间隙 间隙0,2 mm 间隙1,2 mm 间隙与速度的相关度 确保间隙足够 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 13 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 13 triple cone三锥 single
9、 cone单锥 dual cone双锥 衬垫1 ：粗糙表 降 低 锥面 数 量 选 择 低拖 曳 衬垫 衬垫2 ：平滑表面 single cone单锥 dual cone双锥 triple cone三锥 同步器系统里的损耗 拖曳转矩损耗 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 14 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 14 只有倒档与转速反向 高档位与转速相同 挂入一 档 同步器系统里的损耗 对变速箱系统的影响 20th-21st April 2013 2013 SAE TM
10、 Symposium China 15 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 15 低档位与转速相反 高档位与转速相同 总的影响与转速相反 挂入四档 同步器系统里的损耗 对变速箱系统的影响 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 16 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 16 换六档 在 总 冲 击驱 动方 向 所 有 齿 轮转动方向 同步器拖曳转矩更多的与高档位驾驶相关 拖曳转矩主要由低档位决定 同步器系统里的损耗
11、 对变速箱系统的影响 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 17 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 17 换挡系统的效果决定了驾驶者施加的换挡力，它最终体现在齿套上面。 反应到齿套的换挡系统损耗按1 比1反映到同步容量。尤其在低温情况下。 50% efficiency are not unusual in cable shifts 除了同步器容量的损失外，换挡质量也较少受到影响，因为自由飞行阶段 持续的时间较长，进挡时受到较少的动态冲击。 同步器系统里的损耗 对变速箱系统
12、的影响 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 18 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 18 齿座系统与齿轮主导了变速箱的惯量。驾驶过程中惯量必然增加，从而直 接影响到汽车动力学及燃油经济性 。 传动系统惯量体现在输入轴（挂 入 三档） 6速变速箱中同步器系统的重量比 总重：4KG 同步器系统里的损耗 动力学影响 离合器 同步器 边轴 差速器 支撑轴 从动盘 齿轮组 同步环 齿 座 系统 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium
13、China 19 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 19 Agenda 通过优化同步器以外的其他方面来提高效率的潜在可能 介绍 同步器系统里的损耗 拖曳转矩 换挡力 动力学 同步器损耗的测量 零件测试台架 变速器测试台架 同步器节能设计理念 摩擦系统 换挡系统 齿座系统 总结 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 20 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 20 摩擦系统 减少锥面 选择恰当的摩擦衬垫 拖曳转矩
14、磨损 摩擦环定心 齿座系统 齿套定心 轻量化/低惯量的齿座 轻量化/低惯量的齿套 同步器节能设计理念 总览 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 21 创新烧结式单锥环 Forming of carrier ring Production of friction lining Heat treatment Cutting of lining strips Bonding strips into the ring Blocker Ring Coated with bonded Sinter-Lining or Carbon-Lining
15、/ 烧结 或碳纤 维材料 压粘式 单锥环 同步器节能设计理念 摩擦系统 Forming of carrier ring Production of friction lining Heat treatment Cutting of lining strips Bonding strips into the ring Blocker Ring Coated with bonded Sinter-Lining or Carbon-Lining/ 烧结 或碳纤 维材料 压粘式 单锥环 锁环成型 摩 擦 材料生 产 热处理 切 割 成条 将 摩 擦衬垫 压 入 锁环 烧 结 或碳纤 维材料 压粘式 单
16、锥环 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 22 贺 尔 碧格 烧 结金 属 衬垫 应 用在 冲 压钣 金 毛坯 上 带 烧 结衬 垫 的锁 环 成型 应用领域 经典锁环 锥环外径大于60mm 接口 磨削或硬车的齿轮锥面 基 体 材料 钢 摩 擦 材料 HS90 厚度 0,45 mm 创新烧结式单锥环 设 计 稳健 全金属结构 高抗磨损能力 质 量 可靠 内部生产 自动化生产工艺 优 良 的性价 比 低于传统单锥环20% 同步器节能设计理念 摩擦系统 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium
17、 China 23 锁 环 成 型及 摩擦衬 垫应用 的符合 工艺 近20年的成熟技 术 自 主 研发 及 生产 应 用 范围 BRE,2CS,3CS 适用于手动，机械 式自动变速器及双 离合变速器 接口 磨削或硬车的齿轮锥面 基 体 材料 steel/ 钢 厚度 0,45 HS 90 烧结摩擦材料 高 稳 健性 全金属结构 低磨损 多 功 能摩 擦 衬垫 优异的摩擦特性 适合所有温度环境 优 异 的性价 比 独特的生产工艺 同步器节能设计理念 摩擦系统 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 24 同步器节能设计理念 同步器系统 SK
18、S 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 25 无 花 键齿的 摩擦锁 环 锁 止 单元整 合在齿 毂总成 中 低 磨 损，优 化的换 档性能 所有力矩范围 应 用 领域 优先应用于单锥摩擦系统, 双 锥系 统用于非耦合式 MT, AMT, DCT 手动, 机械式自动 速器, 双离合变速器 接口 替代传统同步器系统时无 需更改 接口尺寸 摩擦衬垫 HS90 SKS Smart Key Synchronizer 设 计 紧凑 宽度减少10% 承载压力增加30% 卓 越 的换 档 性能 啮合力需求降低30% NVH 降低25% 优 越 的
19、性价 比 价格比传统的同步器系统降低15% 同步器节能设计理念 同步器系统 SKS 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 26 SKS- 锁止单元 锁环 降噪 Series SKS 同步器节能设计理念 同步器系统 SKS 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 27 集成定心功能 更小的拖曳力矩 同步器节能设计理念 同步器系统 SKS 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 28 议程 通过优化同步器以外的其他方面来提高
20、效率的潜在可能 介绍 同步器系统里的损耗 拖曳转矩 换挡力 动力学 同步器损耗的测量 零件测试台架 变速器测试台架 同步器节能设计理念 摩擦系统 换挡系统 齿座系统 总结 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 29 总结 通过优化同步器以外的其他方面来提高效率的潜在可能 同步器是高效率零部件, 净损耗占整个变速器损耗的3.3% 对汽车动力性能的优化也可以通过改进换档质量, 减少重量和惯性来实现 合适的测量方法设置和试验设计有助于识别相关影响的参数 对系统和零部件设计以及材料的细致工作有助于提高同步器效率 一个完整的系统方法是对同步器效率进行改善以达到最佳效果的有效途径。 20th-21st April 2013 2013 SAE TM Symposium China 30 because performance counts Thank You for your attention
