浅析多模离合器模块
该行业的目标是改善自动变速器的效率推动了机械离合器的发展和使用。尽管它们在减阻、扭矩密度和定位方面有各种优势，但需要对它们进行优化，以在所有操作条件下提供良好的换挡感觉。博格华纳公司开发了多模离合器模块(MMCM)，这是一种基于可控棘爪离合器的最先进的机械离合器解决方案。目前，所有的行星式自动变速器都使用一组齿轮，可以获得多达10个离散的比例，能够在全速范围内发射、加速、巡航和减速车辆。离合器用于进行必要的齿轮连接，以获得这些比率步骤。最常用的离合器是多片摩擦离合器，它通过耗散接合元件旋转时产生的能量来提供几乎难以察觉的转换在不同的速度。另一方面，机械离合器不是开就是关，无法在两种状态之间进行调节。这意味着，输入和输出之间的速度差必须接近于零，以提供相当于那些摩擦离合器的换挡。这可以通过混合动力变速器中的电动机实现，也可以通过与变速器中的机械离合器串联的另一个摩擦离合器实现。另一种机械离合器是单向离合器(OWC)，它只在一个方向传递扭矩，通常用于自动变速器。博格华纳的MMCM是这一领域最新发展的一部分。作为一种所谓的可选择单向装置，它包括一种能够选择两种或两种以上操作模式的机构，如图1所示。传动设计一直被提高燃油经济性的需要所驱动。有两种新方法可以做到这一点，一种是减少自旋损耗，另一种是创造更高转速的变速器。与此同时，机械离合器使这两个目标都能实现。而摩擦式离合器要求较高的油压，并且在脱离时有一定的残余阻力扭矩，而机械式离合器只需要很少或不需要油压就能传递大量的扭矩。这一点，再加上脱离时非常低的阻力，使得它们在功耗方面成为一个有吸引力的解决方案。然而，为了实现平稳换挡，需要一种优化的控制策略，结合最新的技术。 为了取代摩擦离合器，机械离合器需要能够在行驶和滑行两个方向传递扭矩。博格华纳的多模离合器是一种可选择的机械离合器，有四种工作模式，可以作为锁紧或自由模式的狗式离合器，也可以作为可以顺时针或逆时针旋转的OWC(图1)。它可以设计为固定离合器，其中一个部件总是固定的，也可以设计为旋转离合器，其中两个部件总是旋转的。离合器设有顺时针和逆时针棘爪，棘爪弹簧啮合，可以向两个方向传递扭矩。每组棘爪由一个凸轮控制，根据应用和故障安全策略，凸轮弹簧强制进入一个优先默认位置。该多模离合器还实现了一个更好的换挡感觉，与机械离合器通常使用在现代多速度变速箱。多模态离合器可以应用于各种应用领域，其中最有益的是自动变速器，它们可以取代摩擦离合器和OWC(图2)。除了减少包装尺寸、重量和成本外，这还可以通过消除摩擦离合器的阻力来减少寄生损失。通过增加多模离合器的自由模式，剩余阻力进一步减少到“空气阻力”水平。多模离合器的一个有前途的应用是发现串并联混合变速器，在那里它可以用来锁定太阳齿轮。这就消除了使用电动马达将太阳齿轮固定在适当位置的需要，从而减少了高速公路速度下的电力消耗。博格华纳创新技术的进一步可能应用包括传统的推带式cvt、混合动力发动机断开连接和二级传动系统断开连接所有轮驱动。随着基础离合器的发展，广泛的驱动技术已经发展，以适应广泛的可能的应用。在一个完整的系统模块中的离合器和执行器的组合被称为MMCM。博格华纳公司开发了用于MMCM固定和旋转应用的液压和机电驱动器。博格华纳进行了几次测试来评估MMCM的性能。在试验台上使用电流生产电磁阀进行液压驱动，在不同的温度和压力下，静止MMCM从OWC模式到全锁定模式的响应时间极快通过对液压驱动系统的优化，可以进一步提高这一性能。此外，越来越多的低粘度流体的使用也有利于该模块的优势，因为它可以进一步减少低温下的响应时间。对这些参数影响的调查将是进一步发展的重点。由于其优化的爪形设计和自由模式，MMCM在博格华纳的测试中也提供了最佳的- 类拖曳性能(图3)。发展可控机械离合器的一个动机是提高整体传动效率。为了测量这一点，MMCM被用来取代普通六速前轮驱动变速器的OWC和平行低倒车离合器。这导致在通常用于燃油经济性测试循环的运行速度范围内，整体传动阻力损失降低约0.75Nm。假设45W等于每公里1g二氧化碳，对NEDC的模拟表明，这意味着排放量的减少一克多一点的二氧化碳。机械离合器是在不增加传动阻力的情况下提高变速器速度的关键因素，这将抵消发动机效率提高带来的好处。博格华纳的MMCM代表了机械离合器技术的最新进展，几乎消除了阻力。凭借其在变速器设计和生产方面的丰富经验，公司已开发出具有明显性能优势的产品系列，随时可以集成应用范围广泛。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-06-17
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