近年來，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，中國汽車工業(yè)經(jīng)歷了巨大的變化，眾多中國IT企業(yè)投資汽車行業(yè)并建立多個電動汽車品牌，中國傳統(tǒng)的整車廠們也開始采取行動。許多新的品牌被推出，這些都顯示中國汽車工業(yè)的發(fā)展進入一個新階段。中國的整車廠們更專注于自主研發(fā)，尤其是動力系統(tǒng)。很多中國整車廠正在研發(fā)或者開始量產(chǎn)自主研發(fā)的DCT和混合動力系統(tǒng)，加速本地開發(fā)和生產(chǎn)成為中國未來幾年的新趨勢。
日前舉行的CTI中國論壇上了解到，首款中國自主研發(fā)和生產(chǎn)7速雙離合變速器7DCT450已由長城汽車研制開發(fā)成功。長城汽車傳動研究院副院長兼項目總監(jiān)鄭立朋分別從開發(fā)過程、7DCT450技術(shù)特點、工程能力和試驗情況對該產(chǎn)品進行了詳細的介紹。
據(jù)了解，自2014年4月7DCT450項目開發(fā)啟動到2017年4月成功量產(chǎn)投放市場，僅用了短短的三年時間。鄭立朋表示，7DCT450除了達到最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量，還具有適合整車所有平臺的緊湊設計，滿足了高產(chǎn)量的需求，在零部件、軟件及標定、生產(chǎn)設備具有優(yōu)秀的供應商系統(tǒng)，已具備批量的自制能力。“7DCT450目前我們做了相應的四款發(fā)動機車型的搭載，應用在歐五的工況，未來我們還會做符合歐六的排放，其中的設計從搭載H2車型到VV7、H7等車型實現(xiàn)了全覆蓋。”
定位明確技術(shù)領先
在產(chǎn)品定位上，對前置前驅(qū)長城汽車為什么要研發(fā)DCT而不是AT這個問題，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)和動態(tài)特性，可向更大速比范圍、更多檔位和混動拓展，可提升20%以上的燃油經(jīng)濟性，同時模具成本更低，并可借鑒手動變速器研發(fā)與生產(chǎn)的經(jīng)驗。
基于此，7DCT450在整箱設計上做到技術(shù)領先，如：具有最低的油品粘度、可匹配離心擺式減振器DMF、潤滑流量可控、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有幾個突出的技術(shù)亮點：
一是采用低能耗系統(tǒng)設計理念。通過采取系統(tǒng)級能耗降低方案，實現(xiàn)逐項優(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，達到了更好的能耗效率;低潤滑油量減少了整箱的運轉(zhuǎn)攪油損失。
二是超低粘度潤滑油。具有DCT變速器市場最低粘度潤滑油：4.1cSt@100℃，低粘度設計保證了高傳動效率，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)。同時采用機械泵與電子泵，電子泵可直接切換至潤滑回路，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。
四是采用高可靠離合器+冷卻系統(tǒng)。應用全新摩擦材料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)化的摩擦片溝槽設計，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)行機構(gòu)，在高低溫下具備換擋響應快優(yōu)勢。8個撥叉活塞分別受4個獨立的電磁閥控制，可任意切換換擋。
六是先進NVH系統(tǒng)開發(fā)。7DCT450 NVH以“更靜逸的設計，更澎湃的傳遞”為設計宗旨，采用最優(yōu)的DCT微觀及宏觀設計，進行合理的軸系布局、相位關(guān)系及微觀修形參數(shù)設計和Tip in/out 及換擋噪音優(yōu)化。實現(xiàn)多樣性的動力傳動系統(tǒng) 1D/3D 聯(lián)合仿真及NVH匹配參數(shù)優(yōu)化。DCT在整車級匹配的振動、噪聲、流噪、振動疲勞、TPA等關(guān)鍵NVH性能仿真。
七是先進的CAE仿真方法。采用多目標拓撲優(yōu)化方法，進行零件的減重設計。采用系統(tǒng)級的零部件分析方法，對零部件剛度、強度和耐久壽命進行分析。先進的流體仿真方法，對整箱進行飛濺潤滑、強制潤滑分析，對閥體和泵體零件進行強度和效率分析。
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習功能，采用變速器本體易損部位的保護及報警策略、舒適的換擋策略及快速且準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。
九是變速器標定開發(fā)。液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的臺架標定為整車標定提供精準的基礎數(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)境下充分驗證變速器的整車性能，并且實施了在山路、爛路的變速器軟件的穩(wěn)定性測試。
強勁穩(wěn)定的工程能力支持
7DCT450由長城汽車自動變速器事業(yè)部完成全部生產(chǎn)及檢測工作。長城汽車自動變速器事業(yè)部位于河北徐水經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，整個工廠占地14.5萬平方米，在2017年3月已實現(xiàn)一期SOP，產(chǎn)能達到50萬。2017年底計劃實現(xiàn)二期50萬產(chǎn)能生產(chǎn)線調(diào)試，達到100萬產(chǎn)能，2018年將實現(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、熱后機加工、殼體加工、變速器總成裝配、全自動EOL測試線、自動加油及功能/性能測試、NVH在線檢測。
試驗技術(shù)開發(fā)為品質(zhì)保駕護航
在臺架試驗技術(shù)開發(fā)方面，長城汽車通過采用20個變速器總成臺架和9個零部件臺架，以及完整涵蓋零部件單體、總成及整車的測試規(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計變更。
在整車試驗技術(shù)開發(fā)方面，采用完善的變速器整車DVP體系，整車測試項目達到26項。長城汽車使用了1000多輛試驗車用于標定和整車耐久試驗，匹配4款發(fā)動機，涉及到長城汽車所有橫置整車平臺車型，整車在高原、高溫、低溫、高濕、山路、沙漠等極端環(huán)境測試，確保了車輛在任何環(huán)境下的運行穩(wěn)定及駕乘安全。
日前舉行的CTI中國論壇上了解到，首款中國自主研發(fā)和生產(chǎn)7速雙離合變速器7DCT450已由長城汽車研制開發(fā)成功。長城汽車傳動研究院副院長兼項目總監(jiān)鄭立朋分別從開發(fā)過程、7DCT450技術(shù)特點、工程能力和試驗情況對該產(chǎn)品進行了詳細的介紹。
據(jù)了解，自2014年4月7DCT450項目開發(fā)啟動到2017年4月成功量產(chǎn)投放市場，僅用了短短的三年時間。鄭立朋表示，7DCT450除了達到最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量，還具有適合整車所有平臺的緊湊設計，滿足了高產(chǎn)量的需求，在零部件、軟件及標定、生產(chǎn)設備具有優(yōu)秀的供應商系統(tǒng)，已具備批量的自制能力。“7DCT450目前我們做了相應的四款發(fā)動機車型的搭載，應用在歐五的工況，未來我們還會做符合歐六的排放，其中的設計從搭載H2車型到VV7、H7等車型實現(xiàn)了全覆蓋。”
定位明確技術(shù)領先
在產(chǎn)品定位上，對前置前驅(qū)長城汽車為什么要研發(fā)DCT而不是AT這個問題，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)和動態(tài)特性，可向更大速比范圍、更多檔位和混動拓展，可提升20%以上的燃油經(jīng)濟性，同時模具成本更低，并可借鑒手動變速器研發(fā)與生產(chǎn)的經(jīng)驗。
基于此，7DCT450在整箱設計上做到技術(shù)領先，如：具有最低的油品粘度、可匹配離心擺式減振器DMF、潤滑流量可控、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有幾個突出的技術(shù)亮點：
一是采用低能耗系統(tǒng)設計理念。通過采取系統(tǒng)級能耗降低方案，實現(xiàn)逐項優(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，達到了更好的能耗效率;低潤滑油量減少了整箱的運轉(zhuǎn)攪油損失。
二是超低粘度潤滑油。具有DCT變速器市場最低粘度潤滑油：4.1cSt@100℃，低粘度設計保證了高傳動效率，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)。同時采用機械泵與電子泵，電子泵可直接切換至潤滑回路，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。
四是采用高可靠離合器+冷卻系統(tǒng)。應用全新摩擦材料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)化的摩擦片溝槽設計，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)行機構(gòu)，在高低溫下具備換擋響應快優(yōu)勢。8個撥叉活塞分別受4個獨立的電磁閥控制，可任意切換換擋。
六是先進NVH系統(tǒng)開發(fā)。7DCT450 NVH以“更靜逸的設計，更澎湃的傳遞”為設計宗旨，采用最優(yōu)的DCT微觀及宏觀設計，進行合理的軸系布局、相位關(guān)系及微觀修形參數(shù)設計和Tip in/out 及換擋噪音優(yōu)化。實現(xiàn)多樣性的動力傳動系統(tǒng) 1D/3D 聯(lián)合仿真及NVH匹配參數(shù)優(yōu)化。DCT在整車級匹配的振動、噪聲、流噪、振動疲勞、TPA等關(guān)鍵NVH性能仿真。
七是先進的CAE仿真方法。采用多目標拓撲優(yōu)化方法，進行零件的減重設計。采用系統(tǒng)級的零部件分析方法，對零部件剛度、強度和耐久壽命進行分析。先進的流體仿真方法，對整箱進行飛濺潤滑、強制潤滑分析，對閥體和泵體零件進行強度和效率分析。
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習功能，采用變速器本體易損部位的保護及報警策略、舒適的換擋策略及快速且準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。
九是變速器標定開發(fā)。液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的臺架標定為整車標定提供精準的基礎數(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)境下充分驗證變速器的整車性能，并且實施了在山路、爛路的變速器軟件的穩(wěn)定性測試。
強勁穩(wěn)定的工程能力支持
7DCT450由長城汽車自動變速器事業(yè)部完成全部生產(chǎn)及檢測工作。長城汽車自動變速器事業(yè)部位于河北徐水經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，整個工廠占地14.5萬平方米，在2017年3月已實現(xiàn)一期SOP，產(chǎn)能達到50萬。2017年底計劃實現(xiàn)二期50萬產(chǎn)能生產(chǎn)線調(diào)試，達到100萬產(chǎn)能，2018年將實現(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、熱后機加工、殼體加工、變速器總成裝配、全自動EOL測試線、自動加油及功能/性能測試、NVH在線檢測。
長城汽車傳動研究院的副院長兼項目總監(jiān) 鄭立朋
試驗技術(shù)開發(fā)為品質(zhì)保駕護航
在臺架試驗技術(shù)開發(fā)方面，長城汽車通過采用20個變速器總成臺架和9個零部件臺架，以及完整涵蓋零部件單體、總成及整車的測試規(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計變更。
在整車試驗技術(shù)開發(fā)方面，采用完善的變速器整車DVP體系，整車測試項目達到26項。長城汽車使用了1000多輛試驗車用于標定和整車耐久試驗，匹配4款發(fā)動機，涉及到長城汽車所有橫置整車平臺車型，整車在高原、高溫、低溫、高濕、山路、沙漠等極端環(huán)境測試，確保了車輛在任何環(huán)境下的運行穩(wěn)定及駕乘安全。