Революционные технологии в передаче мощности

Марка LuK – один из брендов концерна Schaeffler Group, вобравший в себя многолетний опыт производства сцеплений. Первое производство LuK было открыто в 1965 году в городе Бюль и изначально производило диафрагменные сцепления для автомобилей Volkswagen.

За более чем 50-летний срок работы Schaeffler вместе с маркой LuK добились больших результатов в сфере производства технологий для передачи мощности. Специалисты компании разработали несколько инноваций, которые повлияли на развитие автомобильных технологий. Среди прочего это диафрагменное сцепление, двухмассовый маховик, саморегулирующееся сцепление, компоненты коробок передач CVT, двойное сцепление и встраиваемый гидротрансформатор.

В середине 60-х годов прошлого столетия диафрагменное сцепление вытеснило с рынка сцепление с витыми пружинами, а в середине 80-х годов двухмассовый маховик (DMF) сделал управление автомобилей с турбодизельными двигателями более комфортным с точки зрения акустики. С середины девяностых годов саморегулирующееся сцепление позволило существенно снизить усилия на педали сцепления в транспортных средствах с повышенным крутящим моментом.

С 2000 года коробки передач с вариатором (CVT) позволили достичь более мягкого управления автомобилями с автоматическими коробками передач. Вариатор LuK и его цепной привод, установленные в этой коробке передач, обеспечили комфорт в управлении автомобилем. В начале 2008 года компания начала выпуск двойных сухих сцеплений, которые установили новые стандарты комфорта в управлении автомобилем и снижения потребления топлива. Относительно недавно в производство были запущены усовершенствованные преобразователи крутящего момента с более низкими уровнями вибрации. Особенность гидротрансформатора заключается в муфте блокировки, объединенной с турбиной гидротрансформатора. За счет использования такой муфты удалось снизить вес системы и получить дополнительное пространство для размещения гасителей крутильных колебаний (например, центробежный гаситель крутильных колебаний маятникового типа, разработанный LuK). Благодаря этому удалось также лучше защитить трансмиссию автомобиля от вибрации.

Кстати, внедрение гидровыжимных подшипников стало своего рода прорывом в разработке узла сцепления. Другим достижением было появление гидравлического цилиндра с муфтой, на которой непосредственно и располагается сам подшипник. Разработки в тренде даунсайзинга привели к созданию нажимных и ведомых дисков с малым диаметром, а также к использованию усиленных диафрагменных пружин. Система автоматической компенсации износа фрикционного материала между корпусом нажимного диска и самим диском позволила решить проблему с долговечностью компонентов узла, которая проявлялась из-за повышенного усилия на педали сцепления. В арсенале марки LuK есть нажимной диск, который производится методом штампования в несколько приемов (технология заменила литье с последующей механообработкой). Такое решение позволило снизить вес компонента и уменьшить энергозатраты на производство.

Разработка двухмассового маховика стала для LuK красноречивым доказательством успешной работы в сфере создания инноваций для узла сцепления.

Эту технологию можно смело причислить к ключевым для автомобильной отрасли разработкам, которые не теряют своей актуальности и сейчас. Двухмассовый маховик (DMF) обеспечивает экономный расход топлива автомобилем и повышает акустический комфорт при его движении, тем самым внося существенный вклад в сокращение выбросов углекислого газа в окружающую среду и потребление топлива. Благодаря использованию в двухмассовом маховике центробежного гасителя крутильных колебаний маятникового типа разработчикам удалось повысить эффективность гашения крутильных колебаний в маховике.

В этом случае маятник заменил внутренний гаситель крутильных колебаний обычного двухмассового маховика, что, кстати, не потребовало дополнительного установочного пространства. Вместе с основной изоляцией колебаний крутящего момента двигателя системой подпружиненных масс двухмассового маховика достигается почти полная изоляция колебаний. Это благотворно влияет на работу двигателя даже на низких оборотах и позволяет долго использовать эффективное передаточное отношение, что, в свою очередь, приводит к снижению потребления топлива. Кстати, такой маховик применим как для механических коробок передач, так и для коробок передач с двойным сцеплением.

Новые тренды в сфере сцеплений – распространение двухмассовых маховиков, а также внедрение новых демпферов (например, использование длинноходных демпферов в трансмиссиях, где не предусмотрено использование двухмассовых маховиков) и применение технологий автоматического центрирования ведомого диска через плавающую шлицевую ступицу.

В 2015 году завод в Бюле выпустил 100-миллионный двухмассовый маховик, а в прошлом году отметил еще одно производственное достижение – выпуск 10-миллионного цепного привода для бесступенчатой трансмиссии (CVT). Впервые эта инновация была использована в 1999 году в коробке передач Multitronic у Audi A6. Примечательно, что завод в Бюле выпускает 6000 цепных приводов каждый день.

Технологию бесступенчатой трансмиссии удалось реализовать как раз благодаря многозвенной цепи LuK. В трансмиссии CVT передаточное отношение регулируется постоянно без прерывания тягового усилия, а это в итоге способствует снижению расхода топлива, что означает возможность постоянной эксплуатации двигателя с наибольшими выгодами в плане экономии топлива. Спрос на цепной привод со стороны партнеров Schaeffler побудил компанию расширить производственные мощности на заводе в мексиканской Пуэбле, а также локализовать производство в Китае (старт запланирован на сентябрь 2018 года).

Одним из достижений компании Schaeffler в сфере электропривода для современных автомобилей стало мотор-колесо (wheel-hub drive), продемонстрированное на концепте STEP2. Встраивание электропривода, силовой электроники и блока управления в колесо позволяет не только повысить функциональность узла, но высвободить дополнительное установочное пространство.

Стремясь совместить электропривод и трансмиссию, разработчики Schaeffler ставили целью улучшить эффективность и динамику автомобиля. Система была испытана на автомобиле STEP2 – концепте электромобиля с двухскоростной электронно переключаемой трансмиссией. Всего две передачи – низкое передаточное отношение для высокой силы тяги и высокое передаточное отношение для эффективности на самых высоких скоростях – позволили улучшить динамику автомобиля и повысить энергоэффективность.

Ранее такое мотор-колесо специалисты Schaeffler и разработчики из Ford испытали на автомобиле Ford Fiesta. Созданный в рамках такого партнерства автомобиль Ford Fiesta E-Wheel Drive получил электродвигатели, расположенные в задних колесах. Каждый такой двигатель развивает до 45 л.с. мощности и 350 Нм крутящего момента. Кроме того, в 16-дюймовом диске такой «Фиесты» были установлены редуктор, управляющий модуль, система охлаждения и тормозной механизм. Вес одного такого мотор-колеса составил 53 кг.

Компания Schaeffler продолжает работу над усовершенствованием системы синхронизации. Блокирующие кольца синхронизаторов и системы синхронизации являются важными компонентами автомобильных трансмиссий, ведь от них зависит, насколько комфортным будет переключение скоростей в механических, автоматических и двухдисковых коробках передач. А в будущем системы синхронизации с новыми функциями найдут применение в трансмиссиях гибридных транспортных средств. Для работы в этом направлении Schaeffler объединил усилия с компанией Diehl Metall. Schaeffler и Diehl Metall предлагают два технических решения: системы Eco System и Short System. Обе системы можно модифицировать под нужды заказчиков. Система Eco System имеет стандартизированную, но при этом гибкую для модификации конструкцию и обладает максимальной эффективностью и производительностью. Система Short System открывает различные возможности для объединения компонентов и технологий с целью оптимизации рабочего пространства при сохранении производительности. Технология Short Synchro позволяет сократить размеры трансмиссии максимум на четверть благодаря преимуществам технологии формовки. За счет использования в конструкции системы компактных узлов зубчатого сцепления и инновационных компонентов удалось сохранить ширину фрикционных конусов, необходимую для оптимальной работы трансмиссии, а также значения нагрузки и люфта в зубчатом сцеплении, при которых тормозящий момент будет оставаться низким. При максимальном сокращении длины системы трансмиссии ее масса сокращается на 3,5 кг. Освободившееся пространство можно использовать по-разному, в зависимости от конкретных целей, например для увеличения мощности зубчатого сцепления.

Разработки Schaeffler в сфере механических КПП позволили использовать механику и на гибридных машинах. Инженеры компании создали сцепление новой конструкции, которое позволит использовать механическую коробку для силовой установки, состоящей из двух двигателей – электромотора и двигателя внутреннего сгорания. Эта новая разработка под названием P2 Module позволит гибридам с МКПП сохранить возможность движения на низких скоростях на электротяге, полностью автоматической парковки и даже движения накатом для экономии топлива. Это сцепление можно использовать также вместе с системами рекуперации кинетической энергии. P2 Module не требует конструктивных изменений в существующих механических коробках передач и применения охлаждающих блоков. Это позволит устанавливать МКПП на автомобили с гибридными силовыми установками без каких-либо доработок. По данным Schaeffler, применение нового узла в паре с МКПП позволит снизить расход топлива гибридной силовой установки примерно на 20%.

14.09.2017 в 13:15 0
 Подписаться на рассылку
x
Вход на сайт
x
Регистрация
Информация об учетной записи
Существующий адрес электронной почты. Все почтовые сообщения с сайта будут отсылаться на этот адрес. Адрес электронной почты не будет публиковаться и будет использован только по вашему желанию: для восстановления пароля или для получения новостей и уведомлений по электронной почте.
Укажите пароль для новой учетной записи в обоих полях.
User Roles
Юридическая информация
x
Новостная рассылка

С нами уже 755 профессионалов

CAPTCHA
This question is for testing whether you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
Image CAPTCHA
Введите символы с картинки